李佳錚 吳 陽 胡 南 金 良 彭愛民
(中油管道防腐工程有限責(zé)任公司,河北 廊坊 065001)
對于熱收縮帶安裝而言,由于材料特性的限制,熱收縮帶安裝施工基本工序包括:管體噴砂除銹、管道預(yù)熱、涂底漆、安裝、收縮回火、質(zhì)量檢測等工序,為了更好的實(shí)現(xiàn)各工序的質(zhì)量要求,在盡量減少人為因素影響的前提下,分別對各工序施工方法進(jìn)行了相關(guān)研究。
按照現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)要求,管口噴砂是一標(biāo)準(zhǔn)程序,為了保證噴砂質(zhì)量,減少現(xiàn)場施工勞動強(qiáng)度,使用噴鋼砂和噴棕剛玉對比試驗(yàn)如圖1、圖2所示。
圖1 鑄鋼砂噴砂效果管口區(qū)
圖2 棕剛玉噴砂效果
從兩種磨料的噴砂效果可以看出,其噴砂質(zhì)量都能滿足Sa2.5的要求,噴棕剛玉的鋼管白度要好于鋼砂磨料的效果,但其殘留灰塵多,消耗量大,不利于磨料的循環(huán)利用,因此采用鋼砂磨料為最優(yōu),確定工藝參數(shù)為:噴砂壓力0.55~0.6MPa,G2鑄鋼砂,錨紋50~100μm。
為了考察不同PP處理方式,進(jìn)行了電動工具打毛、中頻加熱拉毛、火焰加熱拉毛、噴砂處理4種方式PP搭接區(qū)處理技術(shù)研究比較如圖3所示。
圖3 PP不同處理方式的效果
從以上處理效果看,各種方式都能均勻處理3LPP涂層搭接區(qū)表面。
為了降低現(xiàn)場施工過程中的人為因素,減輕操作工人的勞動強(qiáng)度,提高施工的可靠性,自動噴砂是PP搭接區(qū)處理的最佳方式,故采用自動噴砂作為搭接區(qū)處理的方式。
管口預(yù)熱可采用火焰、中頻、紅外等多種方式,為了比較不同方式之間的差異,確定管口預(yù)熱的最佳方法,進(jìn)行了比對試驗(yàn)。
(1)火焰預(yù)熱
按照現(xiàn)有施工方法,采用2把火焰槍對Φ1016模擬管口進(jìn)行加熱,同時記錄加熱時間和管體溫度,結(jié)果如圖4所示。
從圖4中可知,管體溫度從30℃升至80℃以上,需要6min,升溫速率為8℃/分鐘左右,且各點(diǎn)之間存在溫度差異;
圖4 火焰預(yù)熱Φ1016管口效果
(2)中頻預(yù)熱
采用不同功率的中頻,對22mm厚的Φ1016模擬管口進(jìn)行加熱,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。
表1 中頻預(yù)熱管口結(jié)果
從表1實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,當(dāng)加熱寬度為400mm時,70KW的中頻升溫速率為21℃/min,50KW的中頻升溫速率為17℃/min,當(dāng)加熱寬度為200mm時,40 KW的中頻升溫速率為41℃/min,由此可知,中頻的升溫速度遠(yuǎn)高于火焰加熱;
(3)紅外預(yù)熱
由于熱收縮帶施工過程中,通常是在噴砂后進(jìn)行管口預(yù)熱,因此在未改變紅外設(shè)備控制的時候,進(jìn)行了管口紅外預(yù)熱試驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。
圖5 紅外加熱噴砂管口
在此控制方式下,紅外的加熱速度只有2.5℃/min,加熱效果明顯降低。其原因是:管口噴砂后,紅外加熱器發(fā)射的紅外線經(jīng)管體反射,使得紅外測溫探頭顯示結(jié)果異常偏高,而紅外加熱器的控溫溫度為200℃,即當(dāng)測溫結(jié)果達(dá)到該溫度時,紅外自動停止加熱,進(jìn)而導(dǎo)致紅外加熱器的1、2區(qū)無法加熱,加熱效果差。
從以上結(jié)果可以看出,中頻加熱的速度最高,其最適于管口預(yù)熱。
目前熱收縮帶底漆多采用手工輥涂/刷涂的方式施工,該方式可以很方便的施工,且污染少,但存在厚薄不勻、人為因素多等不足,為了克服手工涂覆的不足,進(jìn)行底漆噴涂施工的研究。
通過噴涂試驗(yàn),底漆噴涂可實(shí)現(xiàn)底漆均勻涂裝,且涂裝勞動強(qiáng)度低,噴涂效果如圖6所示。
圖6 噴涂的效果
熱收縮帶火焰收縮是最常用的施工方式,其突出特點(diǎn)是施工簡單。由于熱收縮帶在周向不能同步收縮,收縮過程中易形成氣泡,且勞動強(qiáng)度大。為了提高熱收縮帶收縮的可控性,進(jìn)行了紅外收縮試驗(yàn)研究,紅外收縮試驗(yàn)效果如圖7所示。
圖7 紅外收縮試驗(yàn)
從圖7可以看出,熱收縮帶紅外收縮過程中,不僅實(shí)現(xiàn)周向同步收縮,并且收縮的表面平整,無氣泡夾帶。此外,已收縮部位與未收縮部位可形成明顯的臺階,避免了氣泡的產(chǎn)生。
從以上實(shí)驗(yàn)表明,火焰收縮和紅外收縮均能實(shí)現(xiàn)熱收縮帶收縮,由于火焰收縮勞動強(qiáng)度大,收縮過程中易受大風(fēng)的影響,故選用紅外收縮。
為了保證機(jī)械化補(bǔ)口在管道工程中能夠順利應(yīng)用,項(xiàng)目組以中貴、廣南管道工程所使用的熱收縮帶為對象,進(jìn)行了機(jī)械化補(bǔ)口干膜安裝研究。收縮帶的安裝工藝流程為:預(yù)熱、涂底漆、二次加熱固化、收縮帶安裝、紅外收縮回火。其部分工藝實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。
表2 熱收縮帶機(jī)械化補(bǔ)口干膜安裝
通過現(xiàn)場試驗(yàn),得出聚丙烯熱收縮帶機(jī)械化補(bǔ)口施工工藝參數(shù)如表3所示。
表3 機(jī)械化補(bǔ)口工藝參數(shù)
(1)管口預(yù)熱采用中頻加熱的速度最高,可有效降低施工時間,提高施工效率;
(2)底漆噴涂可實(shí)現(xiàn)底漆均勻涂裝,且涂裝勞動強(qiáng)度低;
(3)使用紅外加熱對聚丙烯熱收縮帶進(jìn)行收縮的過程中,不僅實(shí)現(xiàn)周向同步收縮,并且收縮的表面平整,無氣泡夾帶,有效的控制了施工質(zhì)量。