天然气管道工程管线防腐补口补伤施工方案.docx
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天然气管道工程管线防腐补口补伤施工方案
天然气管道工程管线防腐补口补伤施工方案
1.1补口作业空间施工方案
通常情况下管线焊接队伍应为补口作业队伍预留足够的作业空间，作业空间要求如下：
1.1.1地面作业空间要求
焊接完成后的管道焊口部位离地面的高度在600mm以上，且焊接区域四周要有最少600mm的空间无障碍。
1.1.2沟下作业空间要求
管线安装单位在管线穿越、分段连接“碰死口”等需要沟下补口作业时，应按照如下要求保证沟下补口作业的空间。
1）补口作业坑尺寸
坑底距离管底不小于600mm，坑壁距离管侧不小于850mm，沿管道轴向方向焊缝处距离坑壁两端各不小于1.2m（见图1）。
1200
1200
补口位置埋深
850埋深+半径Φ1422
1300
850600
图1喷涂补口作业坑尺寸示意图（单位：
mm）
2）补口作业坑安全要求
补口作业坑边坡成型应符合国家相关开挖作业相关安全要求，放坡比原则上按照1：
1.25的比例执行，特殊地形如土质松软地段应加大比例，如边坡成型状况不良，应采用必要的支护措施，防止土壤垮塌。
如非冬季施工时，沟底低于地下水位，沟内有水渗出和积聚，应采取必要的排水措施，如用抽水机抽水等，保证沟底无可见水，沟下补口作业不受影响。
1.2液体聚氨酯补口施工方案
液体聚氨酯补口工程采用机械化自动喷涂作业和手持喷涂相结合，极端情况采用手工刷涂的补口作业方式。
1.2.1机械化自动补口作业
1）机械化补口作业机组构成
一个机械化补口作业机组的装备由下列部分组成：
✍喷砂除锈设备1套，配2只喷砂枪，；
✍中频加热设备2套，1只感应加热线圈
✍自动喷涂装置1套，配自动喷涂机架1套、手持喷枪1只；
✍履带式工程车4辆，其中分别用于1套喷砂除锈，2套中频加热和1套自动喷涂。
✍防风棚（根据气象条件、工期安排配置）。
✍根据实际情况定夺是否追加六驱越野车（喷涂喷砂等设备配备齐全）机动补口
①无气喷涂机系统
为了满足液体聚氨酯加热喷涂的需要，无气喷涂机系统应包括以下组成和功能：
a.供料泵：
包括A料泵，将A组分从涂料包装桶中转到A料贮罐内；
b.贮罐：
包括A料贮罐和B料贮罐，涂料加热贮罐，由贮罐向泵主机供给涂料。
A料罐不仅带有加热保温，还有温控，配有机械搅拌罐，实现A料粘度的降低；B料罐主要起贮料作用，配有保温和密封；
c.泵主机：
采用预定比例喷涂泵1台，实现涂料吸入泵体、加压、混合、从喷咀喷出、雾化，最终喷涂到管道表面，保证了涂料充分混合；
d.混合喷涂机构：
涂料A组分（图2左红色料）、B．
组分（图2左黄色料）在混合块（图2左）进入同一管路，通过静态混合管（连接在图2左橙色部位）；静态混合管再和喷枪连接，通过开关启闭喷涂作业。
这套组件安装在喷涂旋转机构上（图2右），喷涂在执行机构旋转开始后进行，喷涂完成时关闭喷枪，停止旋转。
图2混合块及喷涂执行机构
e.涂料伴热与循环系统：
涂料伴热采用热水循环系统，涂料从泵主机到喷枪由长15m左右的管路连接，1个组分1路，配有热水管伴热，可保证涂料温度适合喷涂；涂料停止喷涂时，泵主机不停止工作，两个组分分别通过循环管路回到贮料罐，实现各组份分别循环，以保证再次喷涂能够瞬时进入稳定喷涂状态。
f.清洗系统：
采用溶剂泵将溶剂泵入清洗管路，溶剂分别从A料、B料混合端前进入混合管路，联同静态混合器、喷枪，即整个混合段进行冲洗。
这其中，高压无气喷涂机是系统的核心，而旋转喷涂执行机构是技术关键。
双组分高压无气喷涂机可以用于各种固化反应速度的双组分涂料的喷涂。
双组分高压无气喷涂机的比例控制有电子计量（调节泵的运行频率）、机械计量（配置不同容积的缸筒）和杠杆调节（控制泵塞的行程）3种形式。
其中电子计量设备使用最方便灵活，如GRACO公司ExtremeMix电子计量喷涂设备的混合比例范围为0.0:
1—10:
1（以0.1为增量，可连续调整）。
XtremeMix由泵主机（压缩比有45：
1、56：
1和68：
1三种）、内置式过滤器（滤网最细200目）、防爆电器控制单元、用户操作界面（带显示面板，与电器控制单元上的连线均采用快插形式）、气流控制单元、液流控制单元、行程传感器、泵运行周数计数器、压力表，取样阀及量杯，进料换向阀，虹吸管（可以作为直接从涂料桶上供料或作为清洗用）等组成。
见下图：
图3电子计量双组分高压无气喷涂设备构成
②动力设备
喷涂机系统由5m3以上容量的空压机驱动，涂料加热和
伴热系统由30kw以上的发电机提供电能。
③承载设备
喷涂系统和动力设备由车辆承载，喷涂执行机构的吊装由随车吊完成。
图4喷涂系统承载设备
因未知现场实际情况，预计配置的是履带式工程车。
（根据需求考虑是否配备轮式车辆）
图5喷涂工程车
1.2.2机械化补口作业过程
1）采用以上作业机组，涂料喷涂补口作业的标准过程为：
a.预先用溶剂将设备和管路进行冲洗；
b.将涂料加入贮料罐，涂料加热，达到规定温度后用涂料将各组分管路内的溶剂置换掉，进行涂料循环；
c.设备在补口部位就位，将喷涂执行机构安放到焊口上，锁好；
d.开启涂料喷涂，将混合段的溶剂全部置换干净，用垃圾桶收集喷出的废料；启动枪架旋转，启动喷涂，达到设定时间后自动关闭喷涂，枪架停止转动；开启溶剂清洗，将混合段的涂料全部置换干净，用垃圾桶收集喷出的废料；
e.打开枪架锁连，吊起枪架，移置下一补口。
2）手持喷涂补口作业
手持喷涂补口机组将喷砂、喷涂设备全部安装在1部工程车上，形成连头补口综合工程车。
（即前面提及的六驱越野车）
喷涂作业设备和机械化机组一样，包括同样的喷涂设备单元，只是自动化程度较低，不采用旋转喷涂执行机构，而代之以手持喷枪进行补口。
3）液体聚氨酯补口工艺流程
补口防腐作业的工艺流程如下图（图6）：
图6液体聚氨酯涂料补口防腐工艺流程
在补口前处理工序中，包括管体防腐层端面修正、焊渣和毛刺的清除，油污的清除，并结合当地，尤其是沼泽地段地表盐分富集的实际情况，检测钢管表面含盐量，在盐分含量超标管段须增加去除除盐的工序。
1.3施工技术措施
1.3.1施工准备
1）组织施工人员熟悉施工现场及施工图纸，进行技术交底。
2）开工前预先与工程监理总部联系，按照工程规定办理进场施工手续。
1.3.2作业面处理
沟下作业时，挖深和沟宽不足时，通知监理、EPC等相关人员对地沟情况探明后，可采用人工开挖；应按要求放坡，开挖时应注意土壁的变动情况，如有裂纹或部分坍塌倾向补口部表面喷砂处
钢管体防腐层搭接面处理检涂层保护及微尘吹扫液体聚氨酯喷补口防腐层质量检
涂敷前预热
应及时进行支撑和放坡，并注意支撑的稳固和土壁的变化。
如有积水，及时使用污水泵抽出。
1.3.3盐分清理
工程作业范围内有部分为盐沼地带，地表盐分含量极高，相当部分地表形成盐壳，从布管到支管焊接，防腐管和地面有一段时间的接触，焊口部位将受到盐分污染（检测表明，管子中下部存在盐分污染，有的已经达到60mg/㎡），为了满足俄罗斯除锈后钢管表面盐分含量标准的要求，需要采用高压水冲洗。
采用工程车拉水、电动水泵给水、手持喷枪喷洗的方式清洗盐分，达到管表含盐量低于20mg/㎡的规范要求。
1.3.4除湿、除潮
施工地区有不少森林沼泽地段，如进入冬季前施工，管体表面定会有大量潮气。
遇到这种情况，按照中频为主、液化气为辅的原则配置加热条件，通过加热进行除潮。
中频加热设备采用工程车运载，加热线圈采用随车吊吊装。
1.3.5防风防沙
对于工程范围内的多风地区的作业，拟采用拉防风棚的方式应对风沙影响，保证喷涂作业的进行。
1.4、质量检测和控制程序
1.4.1液体聚氨酯补口质量检验
各阶段的质量检验按照下列流程进行控制。
图7质量控制阶段
严格按照俄罗斯的材料验收标准和质量检验工序进行控制,严格以下节点的控制：
✍原材料验收
✍表面处理质量检验
✍涂敷前工艺试验评定
✍涂敷过程检验
✍补口防腐层质量检验
✍修补、复涂及重涂原材料验
设备工艺参数检
补口防腐层检验补口表面预处理检验
进入下道工序
1）现场检验
①补口防腐的基本要求
液体聚氨酯补口防腐的基本要求见下表。
表2液体聚氨酯补口作业的基本要求
项目要求
钢表面喷砂除锈处理除锈等级达到ISO8501-1锚纹深度50～灰尘度不超过ISO8502-3PE表面喷砂处理【（表面锚纹作业温度环境温度固化时间表干：
5～硬干:
10总厚度
规定的
110μ
规定的～80～70（利用中频补热）24h7d以上以上
PE～固化完全固化：
搭接区100:
-40基材温度涂料温度20min（机械化喷涂）～40min（机械化喷涂）普通级：
加强级：
表面无光滑表面。
μm上下，非检测项目）50℃（利用中频补热）:
5:
35:
1～1.0mm1.5mm
Sa2.级级C（利用中频补热
在途敷前表面处理时，还要检验钢管表面的除锈等级、
灰尘度和锚纹深度，聚乙烯搭接面的处理情况。
图8表面处理检测
②补口防腐层检验
将严格按照俄罗斯标准检验补口防腐层，包括以下检验项目：
✍外观
✍厚度
✍漏点检测
✍附着力（PU/钢,PU/PE）
✍硬度（邵氏）。
打毛后表面除锈后表面表面粗糙度检测
图9补口涂层质量检测
③风险分析和防范
本试验性工程的质量风险因素及防范措施如下：
补口防腐质量因素
a材料
防腐涂料质量是补口防腐层品质保证的前提，选用TIB、3M等知名品牌涂料，并严格按照欧洲标准和ISO标准做好涂料的检验和PQT试验，严控涂料质量；控制喷砂料清洁度，确保除锈灰尘度不超过2级。
b设备
采用专用自动化喷涂设备，确保涂敷质量；喷砂除锈设备等，均提前在PQT试验前进行除锈质量验证，确保除锈质量。
c人员
中油防腐工程人员负责现场工程管理和关键岗位作业，所有作业人员均提前进行作业培训和学习，考核合格方派遣到工地作业。
d作业标准和规范
将工程需要的涂装作业规程、质量检验计划和PQT等文件报送业主审批之后，和业主已批准的技术规格书一起严格在作业中施行，确保作业按规范进行。
e质量控制机制
建立质量控制机构，由项目经理任负责人，现场作业经理任主管，在除锈、涂敷过程和防腐层检验3个关键节点配置专门质量检测人员；强化和业主代表的沟通、协调，制订质量控制程序，确保质量全过程受控。
f质量控制重点及要求
机械化补口作业：
✍旋转喷涂机构转速均匀；
✍涂料比例泵配比准确；
✍喷嘴雾化均匀。
手持喷涂补口作业：
✍喷涂作业手法一致；
✍涂料比例泵配比准确；
✍喷嘴雾化均匀。
低温时节施工注意事项：
✍钢管均匀加热；
✍涂料温度控制；
④补口防腐层运行检验
根据俄罗斯标准中检验内容包括防腐层外观、厚度、漏点和附着力，并建立和管线运营部门的联系机制，设置专人负责联系，及时发现管线腐蚀风险，防止意外事件发生。
⑤补口防腐层失效处理
尽管液体聚氨酯涂层为“失效安全”涂层，失效涂层不对阴极保护产生屏蔽，但补口防腐层失效后，可能导致保护电流消耗增加；在土壤电阻率过高地区，阴极保护电流密度可能太低的情况下，管线也可能存在轻度腐蚀可能。
因此，如果发现防腐层存在缺陷或失效情况，应进行更严格的检
测、检查，确定问题发生的原因、程度和范围，及时采取处理对策。
如补口防腐层只有局部缺陷，未失效，可适当加大保护电流使管道达到完全保护；如防腐层已经失效，导致保护电流消耗过大，或者保护失效，管道产生腐蚀，应进行开挖，更换补口防腐层；防腐层更换方案应提前征得管道运营部门和相关设计的许可，并在相关的配合和监督下实施。
1.5劳动力需要计划
1.5.1液体聚氨酯补口机组主要人员配备（单个机组）
岗位设置
管理岗位
小
焊口清理
主要操主体补口自动喷
涂机组
定备机组1
施工12
清理2电2清理4
力1
管2机械操4
手
收集工人检验及修补质检员/安全员人31小计
修补工
人
20
辅助操作岗位设备员人1
文控人1
采购人1
起重工人4
驾驶员人4
炊事员人2
看场（力工）人小计15合计人35
1.5.2主要施工机具、设备需要计划
序号设备名称规格型号数量
1中频发动机120KVA柴油驱动22
中频加热线圈2
序号设备名称规格型号数量
3手动喷砂设备24空压机25随车起重运输车46高压无气喷涂机1789电火花检漏仪1011锚纹深度测试仪12粘接强度测试仪1314远红外测温仪1516171819序号设备名称规格型号数量
备喷砂，
喷涂，
空压机，
ElcometerSCM400
ElcometerG319发电机等设备）
XZJ5250JSQDElcometer236Elcometer456Elcometer124Elcometer106AVM-301/303
5m
30KVATH210
3、1ST20
台
17m
3
手动喷枪24V
发电机测厚仪湿度计风速仪
气泵
邵氏硬度计盐分测量仪六驱越野车
配双组份和单组份泵各
根据实际情况决定（配
1
1
1
1111111121
1.5.3工效
常规情况下，按上述配置的一个机组，每天可完成40道口。
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