现场施工涂覆,即对已经敷设好的管道进行的涂覆工艺,避免了焊接问题,这种施工流程在美国已经应用了20年,在欧洲及其它地方也有很长的历史。
1.施工程序
基本程序包括两个专业设计的公共连接,装有带调节阀的压缩气罐,气压调节装置和旁路,涂料进口及快速释放装置,用压缩空气(或天然气)驱动专门设计的活塞。
两个专用的橡胶活塞,包括橡胶圃盘和橡胶带,用芯轴或螺旋塞插入,其间装上涂料,用干燥的压缩空气推进。仔细控制管道的活塞适宜度,活塞后部即能形成所需的薄膜厚度,膜的厚度是涂料材料、管内涂料流动速度、活塞在管内的适宜度的一个性能指标[3,5]。这种移动是通过气压压到活塞后面的,回压由维持不同的常压值控制,从而控制了速度。
因为涂料是通过不同的气压推进的,所以现场施工涂料能与管壁更好地接触。
另外,近来又有更加尖端的技术,用压缩空气推动合成橡胶清管器来涂覆液体涂料,涂料不必封闭在两只球、杯或清管器之间。
2.现场施工表面准备
表面准备不可能用喷砂处理,通常采用钢丝刷子和刮刀,同时使用水和清洁剂除去浮动的氧化皮和锈,再进行酸洗。焦油、油脂或其它污染物用溶剂除去,必要时可按要求用乳化剂,结合使用钢丝刷和刮刀。在这个过程,酸洗后应采用碱性化合物进行中和。用加有缓蚀剂的盐酸清洗管内壁,盐酸浓度及与表面浸渍的时间应由管子内表面的状况而定。盐酸残留物必须用清水冲洗干净,表面通常要轻微磷化处理,冲洗掉残留的酸,除去水,管线最后要用干燥的空气吹扫。
3.现场施工内涂
然后用前面介绍的类似方式进行管道内涂所需涂料的量(包括预留量),用干燥的压缩空气推动。为了确保好的润湿性和覆盖率,应进行逆向涂覆。多层涂覆时,覆盖层间应留有足够的固化时间,这与周围环境有关。为了能达到优化覆盖层性能,除去溶剂是重要的,复合系统,通常为3层,覆盖层没有针孔,干膜厚度从250~400μm,干膜厚度应精确控制,包括设计、设备、施工、速度及涂覆次数都非常重要。
4.现场涂覆施工管线的设计
现场涂覆旌工作业,一次涂覆和清洁的管道长度与管道结构有关,通常为5~8km,也可能连续操作更长距离。
管线弯曲半径最好不大于5D,尽管某些情况下管线弯曲半径3D条件下可以通过,但不能有分支或变径。管端应在水平面上用法兰连接到入口和回收池,距离约2~3m。应避免过分的焊接深度,以允许98%的I.D.标准清管器通过。T形管结构或阀用临时的法兰盘代替,同时作为检测点,最好几个检测点联合使用。
膜厚由速度、压力及投入管道内涂料的剩余量来控制。
另一种现场施工过程是相对较短的钢管或混凝土管线,用锤打和水冲进行机械清理或喷砂处理,涂料可刷涂或喷涂。目前对于小管径施工有一定的局限性,用摄像技术进行施工检测。
5.瑰塌施工涂覆的检测
建议进行常规定期管道检测,如摄像,但这些仪器太易碎,且不能在管道内直立移动,尤其是在弯曲或高位点时,停顿或强烈震动后断路。另一个问题就是从摄橡中显示的缺陷位置的确定,主要是依靠测试轴和简易镜,通过镜子将光线折射在管内进不到的地方,清楚地观察到表面状况,250mm以下管径的管子内观测距离可远至20m,超过250mm的可远至40m。用聚光灯也可观测到类似的结果,实践证明这些检测手段都是切实可行的。
也可用针孔检测仪,但必须是低电压—其值与干膜厚度有关,如果电压太高覆盖层将被烧坏。干膜厚度值要用适宜的仪器测定,如Mikrotest;固化通常采用M.E.K.磨耗实验评定;附着力用十字切割和黏结胶带来测定。
6.现场施工的覆盖层
现场施工覆盖层必须能够适应一定的苛刻条件,这就要求选用经试验证明过的性能优良的覆盖层,尤其适用于管道运行条件的环境。
目前已开发出来用于表面不平整的旧的管道的多层复合覆盖层系统。
根据欧洲气候条件开发出的现场施工用管道涂料.溶剂含量很低,低温固化。这种覆盖层在5s内从8.106~10.133MPa反夏压力突变时,具有良好的结合力。
覆盖层性能:根据运行条件的不同,要求进行不同的试验,比如采用高的压力突然释放来评价覆盖层的附着力,专用的厚浆型管道内覆盖层能满足这种苛刻的要求。采用特殊环境中多年浸泡,如淡水、饮用水或盐水、污水、石油产品、化学品及其它物质等,来评价覆盖层的耐蚀性。
用于天然气、水管道的内涂涂料必须通过非常苛刻的条件测试,在高压下和压力突然释放的试验,例如水管道上,试验板在4.137MPa指定压力下,至少7d,再在3.5s内释放出压力,在这过程中,覆盖层需保持完整而没有任何水泡。如果覆盖层有水泡,将会造成覆盖层破坏,造成堵塞及内部腐蚀,后果不堪设想。
抗蒸馏水—甚至温度较高的蒸馏水,该检测对覆盖层来说也比较严格。由于涂膜具有一定的渗透性,材料中任何残留的盐分在基体表面上溶解将会导致渗透气泡,盐分减少了但蒸馏水中渗透的压力达到最大,覆盖层被看成是一种半渗透的膜。在某些使用条件下,对覆盖层的低温下抗冲击性有着特定的要求。