摘　要：深水海管一般设计寿命比较长而且防腐要求高，节点防腐材料多选用施工工艺复杂的三层结构热缩带。节点防腐施工一般在铺管船作业线上进行，不但作业环境受到限制而且要求施工效率较高。如何在施工中既保证防腐效果又尽可能缩短时间，本文介绍了我公司的实际经验，探讨了深水海管节点防腐施工中需要注意的问题。

关键词：深水　海底管线　防腐

1、引言

管道运输是油气运输的主要方法之一，具有连续、快捷、安全、经济的特点。随着海上油气田的不断开发，管道运输工艺被广泛应用，它将海上油气田、储运设施或陆上处理终端连接成一个有机的整体，形成相互关联相互协调的生产操作系统。深水油气资源一般远离陆地，不但开发成本高而且维修非常困难，为了提高经济性一般深水海底管线的设计寿命都比较长，对防腐要求较高。

普通浅水海管节点防腐采用两层结构热缩带，施工时先打磨节点钢表面，然后把热缩带缠在节点上，用火把加热后热缩带就安装完成了。而深水海管节点防腐大多采用三层结构的热缩带，施工时先要对钢表面喷砂然后涂抹涂料，再对涂料加热使其固化，之后才能安装热缩带。节点防腐施工一般在铺管船的作业线上进行，因为船舶费用很高，所以节点的防腐施工必须在短时间内完成，而且铺管作业线内空间有限作业环境受到限制：无法用常规方法对钢表面喷砂。

如何在有限的空间内在保证质量的前提下用最快的速度完成海管节点的防腐施工，这是深水海管铺设施工的一大难点。本文介绍了我公司的经验，探讨了深水海管节点的施工中需要注意的问题。

2、深水海管项目简介

2010年以来，我公司承揽了多个深水海管铺设项目。本文主要介绍惠州19-2／3、荔湾3-l、番禺35-1／35-2和崖城13-4等四个项目。

表1给出了以上四个项目的部分技术参数，其共同特点是水深大、温度高、寿命长。在常见的浅水海管项目中，水深一般在30-50米，海底管线设计寿命一般在15-20年，温度在70℃以下，而上述四个项目在各方面均超出了普通海管项目的要求。特别是荔湾3-1项目中水深达到1400米，设计寿命长达50年，对防腐材料的性能和安装质量都要求极高。为了满足设计要戎，这些项目的节点防腐均选用了三层结构的热缩带，其中荔湾3-1、番禺35-1／35-2和崖城l3-4项目还选用了三层结构聚丙烯背衬的热缩带。聚丙烯热缩带比常见的聚乙烯热缩带防腐性能更好，但是施工难度更大。

3、海管节点防腐施工

3．1海管节点结构

一条海底管线由若干根钢管连接在一起组成，钢管由专业厂家生产，到货时管体的防腐层、保温层和配重层都是完整的，只在管的两端各留出一段长度的裸钢。海上铺管作业最常见的方法是S形铺管船法，需要在铺管船上将管子一根一根焊接在一起，然后对节点进行防腐、保温(如果需要的话)，之后把海管一根一根放入海中，铺设至预定设计位置。

不同结构的海管也有多种不同结构的节点，无配重海管的普通节点结构如图l、2所示。此外常见的海管还有单层配重管、单层保温管、双层配重管等多种结构。

3．2节点防腐施工

海管铺设需要使用铺管船等大型设备，费用非常高。为了控制施工成本必须尽可能缩短节点防腐的施工时间。热缩带的施工非常方便，是目前使用最广泛的海管节点防腐材料。

热缩带可以分为两层结构和三层结构两种。两层结构热缩带由内至外分别为粘结剂和背衬，三层结构热缩带在粘结剂下增加了一层环氧涂层，由内至外分别为环氧涂层、粘结剂和背衬。

两层结构热缩带施工简单，只需要对海管节点裸钢表面进行打磨、预热就可以安装热缩带了。安装过程只需要将热缩带缠绕在节点上，按要求均匀加热，热缩带就会收缩，紧紧的固定在节点钢表面上。一般只需要占用铺管作业线的一个站点，两个人用五分钟左右就可以完成一个节点的防腐施工。

三层结构热缩带的施工比较麻烦，在安装热缩带之前要对钢表面进行喷砂处理，之后涂抹环氧涂料并对节点表面的涂料进行加热以使其迅速固化。由于工作环境的特殊性，海管节点的喷砂和加热必须使用专用的设备。为了不大幅延长工作时间，三层结构热缩带的安装至少要占用铺管作业线的两个站点，施工人员十个左右。

4、深水海管节点防腐施工关键点

为了满足设计要求，一般深水海管节点都选用三层结构热缩带，这种热缩带在铺管船作业线上施工主要有以下几个关键点：

4．1表面处理

表面处理的好坏对涂层质量影响很大，有学者研究过影响涂层质量和寿命的各种因素，结果如表5所示^[1]，显然表面处理的质量是对涂装质量影响最大的因素。在海管节点的防腐施工中表面处理也非常关键，为了保证防腐效果必须对钢表面进行喷砂处理，达NSa2．5级以上。

喷砂施工会造成大量的磨料飞溅和粉尘飞扬，造成严重的环境污染，一般钢结构的喷砂施工必须在封闭的厂房或者大棚内进行。而海管节点喷砂作业只能在铺管船的作业线内进行，不但空间小而且布置着各种设备，人员众多，无法使用常规方法进行。所以必须使用专用的喷砂设备。我公司使用的是真空喷砂机配合喷头自动行走装置。真空喷砂机是一种能够实现磨料自动回收的喷砂机，施工时喷头与钢材表面接触形成密闭空间，钢表面反射的磨料和灰尘等被吸入喷砂机，对周围环境污染小。喷头自动行走装置能够将真空喷砂机的喷头固定在海管节点表面，按照一定速度移动，保证喷砂质量的同时快速的完成整个节点表面的喷砂施工。

4．2涂层固化

三层结构热缩带与两层结构热缩带主要的区别就在于多了一层环氧涂层，它能够有效的浸润喷砂后的钢材表面，形成对钢表面的全面保护，同时环氧树脂防水性能优异，大大提高节点防腐效果。但是环氧涂料是液态的，在它固化之前不能安装热缩带，自然固化可能需要几十个小时的时间。为了使它在几分钟之内固化就必须对它加热，使用中频感应加热器不但效率高，而且加热均匀质量好。

我公司在以上项目中使用的是专用的中频感应加热设备。能够在5—10分钟时间内将钢表面涂层加热至120-190℃，从而使涂层固化满足安装热缩带的要求。

4．3钢表面盐分

钢材表面可溶盐的存在增加了水对涂层的渗透力^[2]，缩短防腐层的寿命，因此在一些项目中业主对海管节点钢表面可溶盐含量有较高的要求。比如某深水海管项目．中要求钢材表面在涂漆之前可溶盐含量小于30mg／cm²。海管节点表面的裸钢暴露在空气中会被污染，特别是在海运期间，海洋大气中富含的盐分会增加钢表面可溶盐含量。所以在海管运输和保存过程中要注意对裸钢表面的保护，不要长时间暴露在海洋大气和污染严重的工业大气中。此外如果喷砂时使用的磨料不干净，也会增加钢材表面的可溶盐含量。施工中如果出现钢表面盐含量超标的问题可以通过淡水冲洗钢表面和更换干净的磨料来降低钢表面盐含量。

5、PQT与PPT

为了测试防腐材料的性能、检验施工程序的合理性，避免在施工．中出现各种问题，许多深水海管项目在设计中都要求必须进行PQT和PPT试验。

PQT通常指Procedure Qualification Test的缩写，也有人理解为Pre-Qualification Trail的缩写。可以理解为材料和施工程序的评价测试，目的是对项目中选定的防腐材料性能进行测试并验证施工程序的合理性。PQT试验一般在陆地进行，但要模拟海管铺设时的条件，使用相同的材料，一般从本项目的海管中选一根，在它的外防腐层上留出若干段裸钢，宽度与海管节点相同。按照施工程序将热缩带安装在这几段裸钢上，并测试各项技术参数是否满足设计要求。对于三层结构热缩带来说，常见的测试内容包括喷砂等级、粗糙度、可溶盐含量、厚度、漏点、剥离强度、阴极剥离等。如果出现某些技术参数不满足设计要求就要对防腐材料或施工程序作出调整。

PPT通常指Pre-Production Test，意为生产前测试，一般在PQT试验合格后进行，地点在铺管船的作业线上，要求使用铺管施工中的设备，目的在于调整测试设备和整体测试，保证铺管作业开始后生产能够顺利进行。常见的测试内容包括喷砂等级、粗糙度、可溶盐含量、厚度、漏点、剥离强度等。

6、结束语

深水海管的防腐要求高，施工受铺管船作业线空间限制，一般只能给防腐作业两个站点，必须合理的分配设备和人员，在保证质量和效率的同时尽量节省空间减少施工人员。节点通常选用三层结构热缩带，这种材料的施工比较麻烦必须使用专用的真空喷砂机、中频加热设备等。此外，深水海管防腐设计对钢表面可溶盐含量、热缩带剥离强度、阴极剥离等要求较高，在项目施工开始前要进行PQT和PPT测试，选择合适的材料并编制合理的施工程序。

参考文献：

[1]李敏风．重防腐蚀涂料及其涂装施工(三)[J]．腐蚀与防护，2004，25(11)：503～506

[2]刘晓斌．可溶性盐对涂层的破坏机理及检测分析[J]．全面腐蚀控制，2008，22(4)：27～28

本文作者：王旭东　缴立立　裴海涛　王培永　陈伟军　沙耀华

作才单位：海洋石油工程股份有限公司