论文

一、概述
　　长期以来，由于钢质弯管形状的特殊性，使其防腐施工一直只能手工作业，难以实现机械化连续生产，施工效率低下，且难以保证防腐质量，使弯管成为整条管道防腐的薄弱环节。随着涩宁兰管道、兰成渝管道及西气东输工程的依次展开，我国管道建设进入第二次高潮，钢质弯管的使用量日趋增多，而弯管的防腐质量对整条管道的防腐等级和寿命的影响也日显重要。为此管道科学研究院在成功地研制出十余条直管环氧粉末防腐生产线的基础上，利用已有技术和经验，开展了大口径弯管防腐机械化施工技术与工艺的攻关，成功地研制出了国内第一条钢质弯管环氧粉末外防腐生产线，同时建立了一套完整的机械化施工技术和工艺体系。该作业线从表面抛丸除锈处理到涂层环氧粉末涂敷均采用机械化作业，质量易于控制，保证了防腐层质量的稳定性和可靠性，提高了生产效率，避免了手工防腐作业方式中涂层质量难以保证、劳动强度大等种种弊端，保证了整条管道的防腐等级和寿命的一致性。国家知识产权局已于２００２年５月授予该项技术实用新型专利（专利号０１２３１２９８．３）。这项技术２０００年在涩宁兰管道得到工业化应用，对其全部１６００多个弯头进行了环氧粉末外防腐，合格率达到１００％。２００１年又完成了兰成渝管道的全部弯头除锈施工。为了配合西气东输管道工程的防腐施工，管道科学研究院又专门研制了直径７２０～１２００毫米大口径弯管外防腐生产线。这条生产线的结构设计更加完善，技术及工艺更加成熟，设备运行安全、可靠，为西气东输工程提供了一项新型、实用的防腐技术。目前已为西气东输工程防腐合格弯管近千根。该生产线采用了先进的双层环氧粉末喷涂技术，两层环氧粉末一次喷涂成膜，不需增加额外的设备和时间即可同时完成弯管的防腐和防护，使防腐层的防腐性能和抗机械损伤性能大大增强。实践证明，涂层质量完全符合西气东输标准《钢质管道熔结环氧粉末外防腐层技术标准》Ｑ／ＳＹＸＱ９－２００１和技术规格书的要求。该项技术的采用开创了双层熔结环氧粉末技术在国内应用的先河。
　　二、双层环氧粉末外防腐生产线的技术优势
　　目前，大口径弯管的防腐主要采用熔结环氧粉末涂料和液体环氧涂料两种方式。其中液体环氧涂料的涂敷是采用手工喷砂除锈和手工涂敷方式，适用于小口径、短距离管道建设中少量弯管的防腐。熔结环氧粉末外防腐施工则采用自动化生产线取代手工作业，适用于大口径、长距离管道建设中大量弯管的防腐。结合西气东输工程弯管数量多、口径大、壁厚大、技术标准要求严和防腐质量要求高等实际工程需要采用手工方式无法满足其质量要求和标准要求，且生产效率很低、施工环境差，无法适应ＨＳＥ的要求。而采用机械化生产线涂敷单、双层熔结环氧粉末则能够很好地满足以上要求。
　　防腐涂层可选择采用单层熔结环氧粉末涂层外加聚乙烯冷缠带防护层，这种方法比较经济，但机械强度较低，不能为涂层提供可靠的保护，尤其不适合山区石方等特殊地段的施工环境和条件。双层熔结环氧粉末涂层技术于九十年代初开始在国外应用，至今已在美国、英国、加拿大、沙特阿拉伯等许多国家的油、气管道上得到广泛应用，其相应的技术已较成熟。双层环氧粉末涂层系统的内层为普通型环氧粉末，主要起防腐作用，外层为改性环氧粉末，主要起提高机械性能作用。两层环氧粉末通过生产线涂敷一次喷涂成膜。与目前普遍使用的几种防腐涂层相比，双层环氧粉末涂层有以下几个特点：
　　（１）抗机械损伤性能优越
　　在施工中，装卸、储存及运输是造成防腐层损伤的主要因素，试验证明，双层环氧粉末的增塑环氧粉末外层的抗划伤及抗拖拉性能均明显优于目前应用广泛的其它涂层，尤其适用于石方段的施工环境和条件。
　　（２）防腐与涂层防护可一次完成
　　双层环氧粉末可一次涂敷成膜，不必单独进行外防护层的作业，也不需增加特殊的设备，涂层质量容易控制。
　　（３）外层与内层有机结合，提高了整体的防腐性能
　　双层环氧粉末涂层的外层与内层有机的结合，既提高了涂层的整体防腐性能，也避免了内、外层的剥离，为管道提供了可靠、长久的保护。
　　（４）具有多效安全性
　　由于环氧粉末涂层具有一定的吸水率，可以导通阴极保护电流，当环氧粉末涂层失效后，管体依然得到阴保电流的保护，避免了阴极屏蔽的发生，具有多效安全性，是目前唯一能与阴极保护系统完全兼容而无屏蔽的多层防腐系统。
　　（５）对环境和运行温度的适应性较好
　　双层环氧粉末涂层广泛适用于各类施工环境和条件，尤其是穿越施工和山区施工。其运行温度最高可达１１５摄氏度，对温度的适用范围较单层环氧粉末宽，在耐热老化方面则比聚烯烃类涂层具有明显优势。
　　（６）易于补口、补伤
　　现场补口施工的工艺成熟，可保证补口处防腐层与主体管道防腐层的性能一致，补口施工不会对原涂层造成破坏，从而保证了管道的整体防腐质量。
　　补伤采用环氧类热熔棒或冷涂料，补伤处与主体涂层可融为一体，保证了补伤后涂层的完整性。
　　综上所述，采用双层环氧粉末涂层系统对弯管进行防腐在技术和防腐层质量上均具有明显优势。在西气东输工程中采用机械化作业线涂敷双层熔结环氧粉末，不仅实现了弯管防腐的机械化作业，而且将先进的双层熔结环氧粉末防腐材料和技术用于国家重点工程，开创了该项技术在国内工业化应用的先河。
　　三、双层环氧粉末外防腐生产线的涂敷工艺
　　弯管双层环氧粉末外防腐生产线的涂敷工艺流程如下：
　　前处理→弯管上线抛丸除锈→除锈后检测→预热→内、外层粉末喷涂→水冷却→在线检测→弯管下线
　　主要工序简要说明：
　　１．前处理
　　逐根对弯管进行目测，外观和尺寸偏差不符合钢管标准规定的，予以剔除；弯管表面有油污的，使用丙酮等有机溶剂洗净；海运来的弯头，经测定氯化盐含量超过２０千克／立方米的，用高压淡水冲洗。
　　２．抛丸除锈
　　弯管在环型传输线上行走进入清理室进行表面抛丸除锈。
　　３．除锈后检测
　　先目测，对有疵点的钢管进行修整或剔除。再按照标准中规定的检测频率使用锚纹测量仪检测锚纹深度，用照片或等级比较样块对比检验除锈等级。
　　４．预热
　　通过中频线圈将弯管表面加热至涂料要求的温度。用测温仪进行连续测量，以准确控制弯管表面温度。
　　５．喷涂
　　弯管在环型传输线上行走进入喷涂室进行涂敷，先涂内层，后涂外层，且保证外层在内层胶化完成前进行。