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混输海底管道外防腐层施工技术研究

发表时间：2021/4/16 来源：《中国科技信息》2021年5月作者：任文江

[导读] 某混输海底管道结构为单层保温配重管，根据近些年对该类管道的检测和验证结果分析，外腐蚀缺陷主要集中在管道节点和防水帽处，导致腐蚀的原因是节点热缩带防腐失效，以及防水帽下方管道涂层破损。

中石化胜利油建工程有限公司任文江

摘要：某混输海底管道结构为单层保温配重管，根据近些年对该类管道的检测和验证结果分析，外腐蚀缺陷主要集中在管道节点和防水帽处，导致腐蚀的原因是节点热缩带防腐失效，以及防水帽下方管道涂层破损。由于目前对于该类管道的牺牲阳极是否能起到阴保作用尚不明确，事实也证明外腐蚀没有得到有效地控制，为此如果不对管道缺陷处外防腐涂层进行修复，腐蚀会无法得到控制，最终导致管道腐蚀穿孔，严重影响管道运行安全与效益。因此，及时对管道外腐蚀缺陷进行验证并实施专项修复方案刻不容缓。
关键词：混输海底管道结构；外防腐层修复；灌浆处理
        1 管道外腐蚀缺陷确认
        1.1 检测数据
        首先对混输海底管道进行漏磁内检测作业，检测工具记录了管线里程 2912.63m 的全部数据，总计 1.2h 时间，成功完成工具的运行，检测工具运行的平均速度为 0.68m/s，发球筒第一个球法兰为本次检测施工的 KP0 和检测器记录里程的初始参考点，共找到三处外腐蚀缺陷。
        1.2 缺陷位置
        1.2.1 1# 外腐蚀缺陷
        根据混输海底管道漏磁内检测最终报告，确定 1# 外腐蚀缺陷点在法兰附近，距离法兰 11.84m，缺陷靠近下游焊缝，距离焊缝仅 33cm，因此潜水员应首先确定法兰，然后测量定位到11.84m 附近的管道节点（图 1）。

        1.2.2 2# 外腐蚀缺陷
        根据混输海底管道漏磁内检测最终报告，确定 2# 外腐蚀缺陷点靠近下游焊缝，距离焊缝仅 18cm，附近没有管道附件等参照物，此处管道埋深 0.6m。根据内检测里程与早期路由调查数据进行分析。
        1.2.3 3# 外腐蚀缺陷
        根据混输海底管道漏磁内检测最终报告，3# 外腐蚀缺陷点靠近下游焊缝，距离焊缝 5-11.93cm，附近没有管道附件等参照物，此处管道埋深 0.6m。根据内检测里程与早期路由调查数据进行分析。
        2 管道节点外防腐层修复
        2.1 施工方案
        施工之前，按照 ASMEPCC-2-2015 标准对管线腐蚀修复主要材料性能进行过实验验证,并经过中国船级社见证。根据上文分析，1#、2#、3# 外腐蚀缺陷均位于管道节点区域，靠近焊缝区域，因此潜水员应首先找到缺陷的相应的焊缝节点位置，然后进行清理，缺陷的查找、验证和修复等工作。
        2.2 施工程序
        2.2.1 装船固定
        计划在码头进行施工所需设备、机具和材料的装船和固定。
        2.2.2 船舶就位
        落锚点设计位置与海底管缆最小距离在 150m 以上。
        2.2.3 潜水探摸（缺陷定位）
        船舶锚泊就位后，潜水方式采用传统的舷侧潜水梯下水。1#缺陷点（内检测里程值 65.49）位于 QK17-2E 平台侧，距离平管法兰 11.84m，潜水员找到 1# 缺陷点区域后，系好入水绳，准备回收 1# 缺陷处的水泥压块。起完成压块之后潜水员根据水下信标定位已平管法兰为基点，向 QK17-2 方向探摸 11.84m，找到管线焊接节点，进行开挖验证。
        2# 缺陷点（内检测里程值 2140.63）、3# （内检测里程值2152.66）缺陷点位于 QK17-2 平台侧，由于附近无管道附件，没有参考点，此两处位置已定位好的 1# 缺陷点为基准，分别返2075.14m 和 2087.17m 进行定位。潜水员携带水下超短基线，找到对应位置后，系好入水绳，准备管道开挖作业。
        2.2.4 压块回收
        由于 1# 缺陷点上方怀疑有水泥压块覆盖，潜水员下水对压块情况进行探摸，对压块进行破坏后分小段移离管线上方。
        2.2.5 管道开挖和维护
        项目采用 PL19-3 管卡防护使用的吸泥装置，本装置分为吹泥管以及空压机组成，吹泥效率高。采用吸泥装置对管道进行局部开挖，开挖长度不小于 3m，宽度不小于 1.5m，深度距管底 1.5m 的作业区域，在坑底部垫一层沙袋，防止潜水员水下活动造成水下浑浊。如果现场发生比较严重的回淤，需要在开挖区域外侧 2m 处用沙袋码放围堰防止回淤，围堰高度为两个沙袋平放。
        2.2.6 节点清理
        管道开挖后，潜水员按照缺陷位置，分别对管道焊缝节点进行查找确认，安装好入水绳，并对节点的进行近距离外观检查。潜水员采用手动工具分别清理节点的铁皮外包裹、保温填充物和热缩带等（注：1# 缺陷需要切割一段夹克层、保温层）。采用STANLEY 水下液压切割锯进行辅助，为了避免切割过程中对管体造成伤害，因此切割深度限位在 48mm。限位参考基准面以管道外径为准，并用钢丝钳剪断管体表面的两根光纤铠甲。
        2.2.7 缺陷验证
        潜水员现场确认缺陷点后，采用 STANLEY 水下液压打磨工具配备金属除锈钢刷对表面进行检测前清理，清理之后表面清洁度等级不低于 St2。随后利用塑钢模具对缺陷进行采样确认。记录缺陷位置信息，复检结果等，编制验证报告。
        2.2.8 涂层修复
        a.表面处理：待缺陷点验证后，由潜水员使用水下液压打磨工具对需修复表面进行处理，需要对整个节点区域未做防腐涂层的管节点区域和涂层破损区域进行全部清理。确保表面处理区域超过需要修补区域完好的原防腐层 10cm 以上，要求处理之后的表面无铁锈等其他附着物，并裸露金属母材，打磨金属管材时使用砂纸进行打磨，防止对金属母材造成伤害。
        b.表面修补：水下修补剂混合去掉外包装层，揉捏将双组份混合，直至其颜色一致，无花纹。将揉捏好的修补剂用手填实管壁表面凹陷坑蚀处。用刮板将其压紧抹平并确保排除海水，且与原管壁表面保持高度一致。
        c.涂抹粘接剂：将粘结剂的 AB 组份充分混合，直至颜色一致且无花纹，将混合好的产品正反刮涂于预先准备好的无碱玻纤带上，再用木棒卷起，交潜水员备用。潜水员在水下将其 50%搭接螺旋式缠绕在需补强的管壁表面，缠绕 4 层。
        3 防腐层修复过程中的质量控制
        3.1 船舶定位
        3.1.1 在整个作业期间，导航工程师负责把已批复的抛锚点位置、海管坐标输入到导航软件系统中，并显示在计算机屏幕上。导航系统将实时显示作业船的实际位置和海管的定位偏差
和轨迹偏差，以保证作业船在管线上方安全和准确就位。
        3.1.2 合理布置锚的落点，保证锚的落点与海管线的垂直距离必须大于 200m，从而确保海管与电缆的安全。抛后锚时，船舶要跨过海管以防锚链损坏海管，抛锚过程中，要有资质定位工程师提供技术支持，严格按照设计锚点进行布锚，抛锚记录要详细。
        3.1.3 船舶定位作业之前对船舶 GPS 安装位置进行检核，驳船和锚艇通过相互位置校正对 GPS 位置进行再次检核。
        3.1.4 抛锚之后锚艇对锚位进行巡检，确保锚位和设计位置符合；每次抛锚作业之后提交实际锚位图，现场签字确认。
        3.2 潜水作业
        3.2.1 充分了解与开展潜水作业和所用的潜水方式相关的法规和正规的安全作业手册。注意所有这些规则和规范已被执行；确保潜水作业在一个合适的、安全的水域进行；制定、修改和完善该作业潜水前和潜水后的检查表，确保潜水对所有成员在资格和体格方面胜任制定的任务。必须在每次潜水前评估潜水员的健康状况，确保所有使用的潜水设备：每次潜水前的检查，并处于良好的工作状态。在每次工作前、后应填写潜水员记录。
        3.2.2 按照潜水设备操作程序要求或指导进行设备操作；进行潜水设备的维护和保养；认真检查和记录所有设备的使用情况。
参考文献
[1] Roland W.Waniek ，颜纯文(译) .德国原位固化法管道修复检测报告分析[J].非开挖技术，2020（01）：45-49.