【摘要】埋地钢质管道是石油与天然气的主要传输载体，随着管道防腐技术的发展， 三层PE防腐层成为目前世界上最先进的防腐结构，现已成为国际和国内新建油气管道防腐的首选方案，该技术在我国西气东输等管道工程中得到了广泛的应用。三层PE防腐层质量缺陷的存在，会给管道运行造成隐患。研制三层PE在线检测技术，是用来避免涂装生产中缺陷，我公司原有的三层PE作业线本身不具备检测功能，对防腐层质量无法检测，导致产品质量问题产生，为了确保产品质量，引进相关仪器，研究在线检测技术，达到自动检测的目的。
【关键词】三层PE；防腐层；检测技术
前言
我单位先后参与了兰成渝、西气东输一线、忠武线、兰州-郑州-长沙、西气东输二线、莫河-大庆管道工程、大庆-锦西、兰成线、中贵线、锦州-郑州、哈尔滨-沈阳、庆铁线改造工程等管道线路施工，这些新建长输管道均采用了三层PE防腐结构，随着施工任务的增多，对三层PE防腐结构的研究也在深入，三层PE防腐层是由熔结环氧粉末底层、中间层粘结剂和表层聚乙烯外防腐组合而形成的统一整体，底层环氧粉末层与管体牢固粘接，可提高管道外防腐涂层的机械性能和综合防腐指标。三层PE防腐结构在理论上具有稳定的高品质性能，但由于其生产工艺复杂、施工控制难度相对增大，容易产生缺陷，导致管道长期运行后因涂层粘结失效而出现涂层剥离。剥离处的钢管由于受到土壤中酸碱盐以及地下水的作用，会加速腐蚀，危害极大。因此完善生产过程质量检验控制要求，对提高三层PE涂层长期使用性能及保障管道安全运行均具有重要意义。
1、三层PE在线检测工艺
三层PE防腐结构，要求防腐层与管道紧贴结实，全面覆盖，厚度均匀。其成型过程复杂，成型质量除了受原材料合格与否、防腐成型生产线工艺是否合理和设备间是否匹配等因素影响外，还受成型的工艺过程的影响，成型过程的诸多因素都会影响三层PE防腐层的质量，我们研究三层PE在线检测技术，是为避免涂装生产中缺陷，主要为粘结力缺陷、孔隙与气泡等，锚纹深度不足和涂敷环氧粉沫时钢管温度达不到规定要求而直接导致的粘结力缺陷。通过在生产线加入锚纹深度检测、环氧粉末涂敷前的温度检测、电火花漏点检测三项检测工艺，把原来的抽样检测变成常规必检项目，来保证涂层质量的稳定性。
三层PE防腐在线检测工艺过程：
钢管上线→钢管外抛丸除锈→锚纹深度检测→中频加热→温度检测→环氧粉末涂敷→挤出胶粘剂→挤出缠绕（或包敷）聚乙烯（PE）→水冷却→电火花漏点检测→成品检测→管端打磨处理→成品管下线
2、在线电子锚纹深度检测技术
为使钢管表面清洁度、表面粗糙度达到防腐涂敷标准要求，需使用抛丸除锈机对钢管表面进行抛丸除锈处理，钢管抛丸除锈后形成的锚纹深度要求达到50-75μm。为使锚纹深度达到规定标准，要求锚纹检测装置技术参数如下：
检测范围：0-500μm；检测精度：±5%μm；检测速度：>40次/分钟；适用温度范围：0-50℃
检测前，需通过将锚纹深度检测仪附着点立于调整片上，调整归零点后，方可开始检测。检测时，将锚纹深度检测仪置于钢管上，计数会自动出现在屏幕上，锚纹深度检测仪在线检测时以>40次/分钟的速度，将数据通过数据线传递到计算机上。采用电子锚纹仪进行检测这一技术的应用，代替了传统的粗糙度测试仪和锚纹深度测试纸测定方法，提高了检测的精度、范围，在生产线上直接检测，简化了检测工序。
3、在线钢管温度测量技术。
三层PE防腐层采用环氧粉末作底层，在环氧粉末底层胶化过程中进行胶粘剂涂覆，在中间层胶粘剂涂覆后立即进行聚乙烯（PE）涂敷，使中间层和面层在熔融状态下相互粘结，这个过程需要有精确的温度控制，要求温度在170℃～220℃之间。为了准确控制温度，我们采用红外测温仪测量物体表面的温度。其优点是进行温度测量工作时无须接触钢管，而是根据物体的红外辐射原理计算出物体的表面温度。这是红外测温仪的最大特点，因此，它可以方便地测量难以接近或移动的目标温度。
红外测温仪包括两部分：微型传感头和分离电盒，可以方便地安装在多种应用场合，特别适合于需要节省空间的工业环境的安装。不锈钢传感头以及涂覆聚四氟乙烯的电缆可以用于高达180℃的环境温度。传感器电路密闭于坚固的盒里，具有多种模拟输出形式和可选的数字接口，通过按键和带有背光LCD显示的智能操作面板，可以方便的设置和调节基本参数。
红外测温仪是一种光电子传感器，它接收红外辐射并将其转化成可测量的电信号。其测量精度范围为±1%或±1℃。我们使用USB接口，CT不需要外部电源，由USB接口提供电源。使用电子盒面板上的功能键"MODE"、"UP"和"DOWN"来设置传感器参数，当前测量值或选择的功能参数在显示窗上显示。用USB连线把测温仪与计算机的USB插槽相连接，操作系统会自动检查新硬件并开启安装向导。用USB把CT连接到计算机的富余USB口，运行CT连接软件。调节设置参数后，即可工作。
4、在线电火花自动检测技术。
钢管表面包敷完聚乙烯（PE），要进行水冷，温度低于60℃后，即应进行防腐层厚度、针孔、漏点等缺陷检测。在这一工序中，我们采用电火花检测仪进行检测。电火花检测仪是通过对各种导电基体防腐层表面加一定量的脉冲高压，如因防腐层过薄，漏金属或有漏气针孔，当脉冲高压经过时，就形成气隙击穿而产生火花放电，同时给报警电路送去一脉冲信号，使报警器发出声音报警，从而达到对防腐层检测之目的。
工作时，将电源线插入电源座，另一端插入交流220V座；高压探头连接电缆与多芯插头连接，插入主机高压枪插座；将接地线一端接主机接地座，另一端与被测物良好接触；根据不同的探测需要选择适当的探极；检查开机键，电源指示灯亮，调节高压调压旋钮至检测所需电压，将接地长线的裸点与探极接近，应有火花产生并伴有声音报警，逐渐调高输出高压，火花产生的距离越来越大，说明仪器工作正常，即可开始检测；根据防腐层厚度选择合适的检测电压；测试时，根据不同的生产任务选择较佳的测试速度，以保持更好的检测质量。
5、结束语
通过以上三道检测工序，可完成防腐管直线输送或旋转输送对防腐层过薄、针孔、漏点等缺陷在线自动检测、抛丸除锈后的锚纹深度检测和环氧粉沫涂装前的温度控制。达到保护防腐层厚度、自动化程度高、检测结果准确的效果，现场应用证明该检测系统提高了检测精度，保证了检测的准确性，提高了在线生产过程中三层PE防腐管的质量，此技术在生产作业线上应用已经取得了较好效果。三层PE防腐管在线自动检测技术的研究与应用，提高了我公司进行管道施工的能力，为承揽大型管道工程创造了条件，对建设公司的发展乃至于吉林油区地面建设工程具有重要意义，有望走出吉林油田，开辟更广阔的市场。
参考文献
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[2]SY/T 0315-2005钢质管道单层熔结环氧粉末外涂层技术规范
[3]GB/T23257-2009埋地钢制管道聚乙烯防腐层
[4]SH/T3022-2011石油化工设备和管道涂料防腐蚀设计规范
[5]Q/SY1038-2007埋地钢质管道双层熔结环氧纷未外涂层技术规范
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