在管道防腐施工中，補(bǔ)口是保證管道防腐完整性的重要工藝，一旦補(bǔ)口失效，極易造成補(bǔ)口部位的腐蝕，甚至發(fā)生嚴(yán)重事故。據(jù)統(tǒng)計(jì)，大部分穿孔事故發(fā)生在管道焊縫補(bǔ)口附近，此部位的嚴(yán)重腐蝕事故在國(guó)內(nèi)外屢見(jiàn)不鮮。多年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在補(bǔ)口材料、方法、工藝和技術(shù)設(shè)備等方面不斷開(kāi)展研究，開(kāi)發(fā)了許多管道防腐補(bǔ)口的新技術(shù)，使管道腐蝕得到有效控制。
管道現(xiàn)場(chǎng)防腐層補(bǔ)口技術(shù)與干線管道防腐層技術(shù)發(fā)展一致。管道防腐層經(jīng)歷了從瀝青類(lèi)及冷纏膠帶等防腐層到高科技聚合物防腐層的演變。現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)口必須完全適用于干線管道防腐層并且與其具有相似的特性，因此，與防腐層配套的管道防腐補(bǔ)口技術(shù)也經(jīng)歷了從瀝青熱澆涂補(bǔ)口、聚乙烯粘膠帶補(bǔ)口等到環(huán)氧粉末補(bǔ)口、聚乙烯熱收縮材料補(bǔ)口和液體環(huán)氧材料補(bǔ)口等的發(fā)展歷程。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外相繼開(kāi)發(fā)了一些防腐補(bǔ)口材料和技術(shù)，如聚丙烯熱收縮套、粘彈體補(bǔ)口涂料、聚合物網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)口技術(shù)等，均有著較好的應(yīng)用前景。
1.防腐補(bǔ)口技術(shù)與應(yīng)用現(xiàn)狀
隨著管道防腐技術(shù)的進(jìn)步，各種新型材料和涂覆工藝不斷涌現(xiàn)，外防腐層補(bǔ)口技術(shù)和方式逐漸呈多樣化趨勢(shì)。補(bǔ)口材料有聚乙烯、聚丙烯熱收縮帶（套），以及聚氨酯、無(wú)溶劑液態(tài)環(huán)氧、粘彈體、聚合物網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)口材料等。由于環(huán)保和生產(chǎn)需要，石油瀝青、煤焦油瓷漆及溶劑型環(huán)氧煤瀝青等傳統(tǒng)補(bǔ)口材料已退出市場(chǎng)。
1.1三層聚乙烯防腐層補(bǔ)口現(xiàn)狀
1.1.1 聚乙烯熱收縮帶（套）補(bǔ)口技術(shù)
20世紀(jì)60年代，聚乙烯交聯(lián)技術(shù)的發(fā)展造就了熱收縮帶（套）補(bǔ)口技術(shù)，其已成為目前常見(jiàn)的管道現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)口技術(shù)。聚乙烯熱收縮帶（套）由輻射交聯(lián)聚乙烯片材和熱熔性膠粘劑組成。施工時(shí)，將聚乙烯熱收縮帶（套）包覆在補(bǔ)口處均勻加熱，內(nèi)層膠隨之熔化，使收縮帶（套）緊密地與鋼管表面粘接在一起，達(dá)到密封防腐的目的。新的補(bǔ)口工藝在熱收縮帶（套）與管體之間涂敷一層雙組份環(huán)氧底漆，以提高補(bǔ)口段的防腐性和粘結(jié)性。但是，熱收縮帶（套）補(bǔ)口依靠現(xiàn)場(chǎng)人工操作，施工質(zhì)量受環(huán)境和人為因素影響較大，主要表現(xiàn)在熱收縮帶（套）與主體管道防腐層和鋼管粘結(jié)不良，剝離強(qiáng)度偏低，甚至脫粘，在補(bǔ)口處易引起管道腐蝕
1.1.2 無(wú)溶劑液體環(huán)氧補(bǔ)口技術(shù)
無(wú)溶劑液體環(huán)氧涂料是一種雙組分快速固化涂料，其特點(diǎn)是固化快，可直接噴涂而無(wú)需加熱被涂鋼管，涂層機(jī)械性能好，且涂層間結(jié)合力好，與3PE等防腐層也有很強(qiáng)的結(jié)合力，不會(huì)產(chǎn)生陰極屏蔽。在涂敷作業(yè)方式上，無(wú)溶劑液體涂料主要采用機(jī)械噴涂作業(yè)，也可采用手工涂刷。該技術(shù)具有環(huán)保、安全、經(jīng)濟(jì)、高效率、高性能、適應(yīng)各種環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)。
1.1.3 液體聚氨酯涂料補(bǔ)口技術(shù)
在國(guó)外，無(wú)溶劑聚氨酯液體涂料被認(rèn)為是與3PE防腐管道匹配性較好的補(bǔ)口涂層之一。聚氨酯液體涂料補(bǔ)口的主要優(yōu)勢(shì)在于：①涂層對(duì)陰極保護(hù)完全沒(méi)有屏蔽作用；②聚氨酯在聚乙烯搭接面有良好的粘接，有良好的抗土壤剪切能力；③涂層和鋼管表面粘接牢固，能夠長(zhǎng)期抵御土壤腐蝕介質(zhì)的侵蝕；④在涂敷作業(yè)方式上，主要采用機(jī)械噴涂，補(bǔ)口速度快、質(zhì)量可靠。該涂料補(bǔ)口的優(yōu)點(diǎn)恰恰能夠彌補(bǔ)聚乙烯熱縮材料補(bǔ)口的不足，因此，國(guó)內(nèi)外許多大的管道工程均傾向于采用液體聚氨酯涂料補(bǔ)口，如撒哈拉天然氣管道工程、巴庫(kù)―第比利斯―杰伊汗原油管道工程以及我國(guó)輪南―吐魯番管道工程等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅到2011年，液體聚氨酯涂料在管道防腐補(bǔ)口的用量已逾200×104個(gè)。目前，液體聚氨酯補(bǔ)口在3PE管道得到廣泛認(rèn)可，是補(bǔ)口主流技術(shù)之一，其中3PE防腐管道液體聚氨酯補(bǔ)口主要應(yīng)用于歐洲、中東和非洲以及俄羅斯，而我國(guó)自主研發(fā)的液體聚氨酯補(bǔ)口技術(shù)在西氣東輸三線工程中也實(shí)現(xiàn)了規(guī)模性應(yīng)用。
1.1.4 粘彈體、聚合物網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)口技術(shù)
粘彈性是指塑料對(duì)應(yīng)力的響應(yīng)，兼有彈性固體和粘性流體的雙重特性。利用部分高聚物材料的粘彈性制成粘彈體防腐材料，兼有類(lèi)似聚乙烯的固體特性和液體的一些特性，因此表現(xiàn)出良好的粘結(jié)性能和抗蠕變性能，損壞時(shí)具有一定程度的自愈合能力，可用于3PE管道補(bǔ)口和異型管件的防腐。自愈合粘彈體補(bǔ)口已經(jīng)在大型管道工程中成功應(yīng)用，如荷蘭管徑1200 mm縱貫?zāi)媳钡奶烊粴夤艿溃程匕⒗軓?/span>1500 mm的天然氣管道，國(guó)內(nèi)華北某條管徑800 mm的原油管道等。國(guó)內(nèi)青海油田仙翼輸氣管道、西氣東輸一線部分站場(chǎng)管道也曾采用粘彈體技術(shù)進(jìn)行防腐層修復(fù)。
1.2 熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐層補(bǔ)口技術(shù)
對(duì)于熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐管道，優(yōu)先選用熔結(jié)環(huán)氧粉末作為現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)口防腐涂料。其現(xiàn)場(chǎng)涂敷工藝與工廠預(yù)制工藝基本相同，即現(xiàn)場(chǎng)噴砂除銹、靜電加熱噴涂。主要優(yōu)點(diǎn)是熔結(jié)好，與鋼管粘結(jié)力強(qiáng)，與管體涂層兼容性好；缺點(diǎn)是補(bǔ)口時(shí)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)具要求高，工藝控制非常嚴(yán)格，對(duì)環(huán)境和氣候特別敏感，實(shí)際施工中影響因素很多，質(zhì)量難以保證。該技術(shù)國(guó)外應(yīng)用較多，而國(guó)內(nèi)僅有一定量的使用，主要用于河流穿跨越管段的補(bǔ)口。
2.管道防腐補(bǔ)口技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)管道防腐技術(shù)的研究與應(yīng)用發(fā)展很快，然而對(duì)于補(bǔ)口技術(shù)來(lái)講，現(xiàn)有的方式、方法并不能滿足當(dāng)前管道建設(shè)的需要，因此，需要進(jìn)一步深入研究補(bǔ)口新材料、工藝和技術(shù)設(shè)備，使管道防腐補(bǔ)口技術(shù)向著材料環(huán)保、工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備自動(dòng)化方向發(fā)展。
利用納米技術(shù)對(duì)有機(jī)涂層防腐材料進(jìn)行改性，可有效增加材料的機(jī)械強(qiáng)度、硬度、附著力，提高耐光性、耐老化性、耐候性等。通過(guò)向材料中加入納米粒子，能增加材料的密封性，達(dá)到更好的防水、防腐效果。當(dāng)前已有一些通過(guò)納米技術(shù)對(duì)防腐材料進(jìn)行改性的技術(shù)獲得了專利，在市場(chǎng)上也出現(xiàn)了此類(lèi)防腐材料?？梢钥隙?，納米技術(shù)應(yīng)用于管道防腐補(bǔ)口材料，具有廣闊的發(fā)展前景。
補(bǔ)口檢測(cè)與評(píng)價(jià)是補(bǔ)口質(zhì)量的重要保證。需要積極開(kāi)展補(bǔ)口的檢測(cè)與評(píng)價(jià)研究，深入研究補(bǔ)口設(shè)計(jì)及施工標(biāo)準(zhǔn)，重新審視以往國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)參數(shù)，完善各項(xiàng)技術(shù)要求和實(shí)施條件；建立對(duì)于補(bǔ)口質(zhì)量有重要影響的自動(dòng)化檢測(cè)系統(tǒng)，提高非破壞性檢測(cè)的精度和連續(xù)性，避免人工檢測(cè)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的缺陷；在防腐補(bǔ)口施工中實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)，并加強(qiáng)施工中監(jiān)理方的職責(zé)，強(qiáng)化補(bǔ)口質(zhì)量的過(guò)程管理，實(shí)行全過(guò)程、全方位的質(zhì)量檢驗(yàn)。同時(shí)，要對(duì)在役管道的補(bǔ)口質(zhì)量進(jìn)行跟蹤測(cè)試研究，取得補(bǔ)口效果的數(shù)據(jù)材料，通過(guò)研究設(shè)計(jì)，逐步形成防腐補(bǔ)口效果長(zhǎng)效在役監(jiān)測(cè)機(jī)制。
結(jié)語(yǔ)
目前，常用的管道防腐補(bǔ)口技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，在補(bǔ)口工程中應(yīng)根據(jù)技術(shù)可靠、經(jīng)濟(jì)合理、因地制宜的原則進(jìn)行選擇。盡管我國(guó)在補(bǔ)口技術(shù)方面取得了顯著成績(jī)和進(jìn)步，但是，與國(guó)外先進(jìn)補(bǔ)口技術(shù)相比，我國(guó)在補(bǔ)口材料、工藝設(shè)備以及檢測(cè)技術(shù)等方面尚存不足。隨著我國(guó)管道建設(shè)的飛速發(fā)展，加強(qiáng)管道補(bǔ)口涂層質(zhì)量控制及與補(bǔ)口涂層相關(guān)的新材料和新技術(shù)方面的研發(fā)工作，仍然是我國(guó)管道防腐技術(shù)研究的主攻方向。
