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【摘 要】本文简单介绍了管道工程施工中存在的问题，详细介绍了中频感应加热的特点，并通过具体的工程实例具体介绍了中频感应加热在管道施工中防腐补口的应用。
【关键词】中频感应加热；管道施工；防腐补口
文章编号：ISSN1006—656X（2014）06-0236-01
一、前言
随着我国经济的发展和技术的进步，石油、天然气的需求量越来越大，石油和天然气管道作为基础设施，得到了飞速发展。在管道工程建设中，防腐补口加热采用了中频感应加热器加热的方式， 这种方式提高了热收缩带的防腐质量，具有较好的社会效益和经济效益。
二、管道工程施工中存在的问题
定向钻技术及设备的引进，使石油远距离输送原油成为现实。石油工业部管道科学研究院在承担输油管道穿越黄河的工程中，进口了带有环氧粉末涂层的钢管，为了确保管体的防腐性能及穿越工艺要求，两段管体对焊接口部位的补口质量及如何防腐就成为一项急待开发的课题。这种补口技术及工艺我国沿右先例.国外也是近十几年才开始应用。应用哪种技术，采用哪种设备效果最佳，经过认真地研究与反复试验，采用特殊结构的中频感应加热解决了这一难题。
（一）低温加热时电阻率ρ变化大。
（二）大口径薄壁管体感应加热没有定型的计算公式。
（三）加热带温度误差要求严格，有一定误差是工艺需要的.但误差超过要求便会影响原管体涂层的质量。
三、中频感应加热的特点
（一）加热快、质量好
中频感应加热是利用电磁感应原理使处于交变磁场中的钢管内部产生感应电流，使钢管直接发热，故中频感应加热远比红外加热、电阻加热或其它火焰加热快得多。由于加热时间短、氧化的几率少，使质量得以保证。实际上，管体外口加热时间只用一分多钟就加热到工艺要求的温度，达到了预期效果。
（二）周围温度均匀
由于中频感应加热钢管的温度取决于磁感应强度B的分布。感应加热线圈、钢管都是规则的圆柱体，只要两者同心、周围间隙均匀，就能保证钢管圆周的温度均匀，实际测量和实践结果都说明了这一点。
（三）轴向存在温差
中频感应加热线圈是筒式多匝线圈。线圈中部磁感应强度比端部要强得多，这就决定了线圈中间钢管的温度要比端部高，这种温差正是补口加热工艺所需要的。设计加热线圈时其轴向长度要比焊口长，这样既可以满足焊口的加热温度要求，又不损伤原来的涂层。
（四）温度调节方便，控制准确
变频机输出电压调节方便。实践证明：当环境温度、钢管直径一定，且钢管长度大于线圈轴向长度时，钢管的温度在不太高的范围内完全取决于变频机的输出电压（功率）和加热时间。因此，只要调节变频机的电压，控制加热时间，就能够既方便又准确地控制钢管的温度。
四、中频感应加热在管道施工中防腐补口的应用
中频加热器是为满足油气管道现场防腐补口作业的需要，采用电磁感应加热技术，而研制的一款管道施工专用设备，该设备由中频防腐主机和中频感应抓斗构成。主要应用在喷砂前的预热、防腐喷砂除锈后的预热、防腐带烘烤前的加热补温。工艺流程如图1。
（一）喷砂前的预热
为了避免喷砂后加热钢管是产生新的锈迹，在喷砂前应将钢管中频预热至80-100摄氏度（冬季适当提高到90-110摄氏度）。
（二）喷砂除锈
1、补口部位的表面除锈等级应达到GB/T 8923规定的Sa2. 5级，表面锚纹深度为50-90μm，除锈后应清除表面灰尘且应不低于GB/T18570.3规定的2级。2、打毛宽度应与热缩带覆盖宽度基本一致：同时将热缩带与管体涂层搭接处清洁并加热、用钢刷将其打毛，完毕后，应清除浮渣。
（三）中频预热
1、将中频加热器放置在补口位置启动中频加热器开始加热，同时启动计时器，当加热时间达到工艺评定所确定的管体中频预热时间参数时，关闭中频加热器停止加热。2、钢管、搭接部分的预热：将钢管和搭接部分的涂层预热到40-60摄氏度，当环境温度较高时，宜在40-50度范围内，天凉宜在50-60度范围内。
（四）涂刷底漆
1、环氧底漆配置：在管体预热的同时，进行环氧底漆的配置即将B组份倒入A组分中，充分搅拌均匀备用如果环境温度较低，应将A组份适当预热2、环氧底漆涂敷：管体达到预热温度后，立即进行环氧底漆的涂敷，采用三次涂刷方式即每次将环氧底漆总量的1/3从管体12点位置淋下，迅速辊涂使底漆覆盖整个钢管表面，并涂敷均匀，待前一道漆初凝时再进行下一道漆的涂敷。环氧底漆应涂刷至管体3LPE防腐层坡口处，搭接宽度约10-15 mm。
（五）热收缩带安装
采用火焰加热器将热收缩带一端热熔胶烘烤至熔融，对中粘结在补口处，然后将热收缩带另一端热熔胶烘烤至熔融与热收缩带另一头周向搭接粘结，搭接粘结宽度不小于80mm。将固定片热熔胶烘烤熔融粘结在热收缩带搭接处，并辊压使之粘结牢固采用火焰加热器均匀烘烤热收缩带，从中间向两边逐渐收缩至与管体无缝隙，停止烘烤作业。
（六）中频同火
1、在热收缩带两端衬上木衬后，用火焰加热器从中间沿周向均匀加热收缩带，收缩至端部2、防比翘边：当加热收缩至坡口处时，取出木衬继续加热收缩带，直到端部收紧为比在收缩边缘时，火焰应覆盖热收缩带的边缘多加热数秒，使之收缩紧密，防止收火后产生翘边。
（七）胶条密封
在固定片两端各安装一根胶条封边使热收缩带溢出的胶成为整体。
（八）质量控制
热收缩带补口完毕后，应检验外观、漏点、粘结力等，检测宜在补口安装24小时后进行。1、外观检查：应逐个目测检查，热收缩带表面应平整、无皱褶、无气泡、无空鼓、无烧焦碳化等现象，热收缩带周向应有胶粘剂均匀溢出。固定片与搭接部位的滑移量不应大于5mm。2、每个补口均使用电火花检漏仪进行漏点检查，检漏电压为15kV若有漏点应重新补口并检漏，直至合格。3、剥离强度检测，在补口部位钢管、管体3PE防腐层上各选择1点进行测试测试时的管体温度宜为10-350C，测试结果以热收缩带/钢管、热收缩带/PE的剥离强度均应不小于50N/cm、剥离面的底漆应完整附着在钢管表面为合格。剥离强度测试频次为侮100道口抽查1道口，如不合格，应加倍抽查，若仍有一个不合格，则该段管道的补口应全部返修。
五、结束语
综上所述，中频感应加热技术有加热快、质量好，周围温度均匀， 轴向存在温差，温度调节方便，控制准确，不伤原涂层等特点。同时考虑到管道现场施工作业特点，中频加热器加热方式极大的提高了热收缩带的防腐质量，使其具有较好的社会效益和经济效益。在管道建设的发展中， 中频感应加热技术具有较好的应用前景。
参考文献：
[1]田鸣邦，赵治理，苗新松，商志军.地面集输管线中频感应加热技术[J].石油工程建设，2012-8
[2]阎翠霞.国内外管道现场补口技术水平调查[J].施工技术（吉林），1994-2.
[3]王学国，马金凤.长输管道现场防腐补口质量控制[J].防腐保温技术，2005-4.
【关键词】中频感应加热；管道施工；防腐补口
文章编号：ISSN1006—656X（2014）06-0236-01
一、前言
随着我国经济的发展和技术的进步，石油、天然气的需求量越来越大，石油和天然气管道作为基础设施，得到了飞速发展。在管道工程建设中，防腐补口加热采用了中频感应加热器加热的方式， 这种方式提高了热收缩带的防腐质量，具有较好的社会效益和经济效益。
二、管道工程施工中存在的问题
定向钻技术及设备的引进，使石油远距离输送原油成为现实。石油工业部管道科学研究院在承担输油管道穿越黄河的工程中，进口了带有环氧粉末涂层的钢管，为了确保管体的防腐性能及穿越工艺要求，两段管体对焊接口部位的补口质量及如何防腐就成为一项急待开发的课题。这种补口技术及工艺我国沿右先例.国外也是近十几年才开始应用。应用哪种技术，采用哪种设备效果最佳，经过认真地研究与反复试验，采用特殊结构的中频感应加热解决了这一难题。
（一）低温加热时电阻率ρ变化大。
（二）大口径薄壁管体感应加热没有定型的计算公式。
（三）加热带温度误差要求严格，有一定误差是工艺需要的.但误差超过要求便会影响原管体涂层的质量。
三、中频感应加热的特点
（一）加热快、质量好
中频感应加热是利用电磁感应原理使处于交变磁场中的钢管内部产生感应电流，使钢管直接发热，故中频感应加热远比红外加热、电阻加热或其它火焰加热快得多。由于加热时间短、氧化的几率少，使质量得以保证。实际上，管体外口加热时间只用一分多钟就加热到工艺要求的温度，达到了预期效果。
（二）周围温度均匀
由于中频感应加热钢管的温度取决于磁感应强度B的分布。感应加热线圈、钢管都是规则的圆柱体，只要两者同心、周围间隙均匀，就能保证钢管圆周的温度均匀，实际测量和实践结果都说明了这一点。
（三）轴向存在温差
中频感应加热线圈是筒式多匝线圈。线圈中部磁感应强度比端部要强得多，这就决定了线圈中间钢管的温度要比端部高，这种温差正是补口加热工艺所需要的。设计加热线圈时其轴向长度要比焊口长，这样既可以满足焊口的加热温度要求，又不损伤原来的涂层。
（四）温度调节方便，控制准确
变频机输出电压调节方便。实践证明：当环境温度、钢管直径一定，且钢管长度大于线圈轴向长度时，钢管的温度在不太高的范围内完全取决于变频机的输出电压（功率）和加热时间。因此，只要调节变频机的电压，控制加热时间，就能够既方便又准确地控制钢管的温度。
四、中频感应加热在管道施工中防腐补口的应用
中频加热器是为满足油气管道现场防腐补口作业的需要，采用电磁感应加热技术，而研制的一款管道施工专用设备，该设备由中频防腐主机和中频感应抓斗构成。主要应用在喷砂前的预热、防腐喷砂除锈后的预热、防腐带烘烤前的加热补温。工艺流程如图1。
（一）喷砂前的预热
为了避免喷砂后加热钢管是产生新的锈迹，在喷砂前应将钢管中频预热至80-100摄氏度（冬季适当提高到90-110摄氏度）。
（二）喷砂除锈
1、补口部位的表面除锈等级应达到GB/T 8923规定的Sa2. 5级，表面锚纹深度为50-90μm，除锈后应清除表面灰尘且应不低于GB/T18570.3规定的2级。2、打毛宽度应与热缩带覆盖宽度基本一致：同时将热缩带与管体涂层搭接处清洁并加热、用钢刷将其打毛，完毕后，应清除浮渣。
（三）中频预热
1、将中频加热器放置在补口位置启动中频加热器开始加热，同时启动计时器，当加热时间达到工艺评定所确定的管体中频预热时间参数时，关闭中频加热器停止加热。2、钢管、搭接部分的预热：将钢管和搭接部分的涂层预热到40-60摄氏度，当环境温度较高时，宜在40-50度范围内，天凉宜在50-60度范围内。
（四）涂刷底漆
1、环氧底漆配置：在管体预热的同时，进行环氧底漆的配置即将B组份倒入A组分中，充分搅拌均匀备用如果环境温度较低，应将A组份适当预热2、环氧底漆涂敷：管体达到预热温度后，立即进行环氧底漆的涂敷，采用三次涂刷方式即每次将环氧底漆总量的1/3从管体12点位置淋下，迅速辊涂使底漆覆盖整个钢管表面，并涂敷均匀，待前一道漆初凝时再进行下一道漆的涂敷。环氧底漆应涂刷至管体3LPE防腐层坡口处，搭接宽度约10-15 mm。
（五）热收缩带安装
采用火焰加热器将热收缩带一端热熔胶烘烤至熔融，对中粘结在补口处，然后将热收缩带另一端热熔胶烘烤至熔融与热收缩带另一头周向搭接粘结，搭接粘结宽度不小于80mm。将固定片热熔胶烘烤熔融粘结在热收缩带搭接处，并辊压使之粘结牢固采用火焰加热器均匀烘烤热收缩带，从中间向两边逐渐收缩至与管体无缝隙，停止烘烤作业。
（六）中频同火
1、在热收缩带两端衬上木衬后，用火焰加热器从中间沿周向均匀加热收缩带，收缩至端部2、防比翘边：当加热收缩至坡口处时，取出木衬继续加热收缩带，直到端部收紧为比在收缩边缘时，火焰应覆盖热收缩带的边缘多加热数秒，使之收缩紧密，防止收火后产生翘边。
（七）胶条密封
在固定片两端各安装一根胶条封边使热收缩带溢出的胶成为整体。
（八）质量控制
热收缩带补口完毕后，应检验外观、漏点、粘结力等，检测宜在补口安装24小时后进行。1、外观检查：应逐个目测检查，热收缩带表面应平整、无皱褶、无气泡、无空鼓、无烧焦碳化等现象，热收缩带周向应有胶粘剂均匀溢出。固定片与搭接部位的滑移量不应大于5mm。2、每个补口均使用电火花检漏仪进行漏点检查，检漏电压为15kV若有漏点应重新补口并检漏，直至合格。3、剥离强度检测，在补口部位钢管、管体3PE防腐层上各选择1点进行测试测试时的管体温度宜为10-350C，测试结果以热收缩带/钢管、热收缩带/PE的剥离强度均应不小于50N/cm、剥离面的底漆应完整附着在钢管表面为合格。剥离强度测试频次为侮100道口抽查1道口，如不合格，应加倍抽查，若仍有一个不合格，则该段管道的补口应全部返修。
五、结束语
综上所述，中频感应加热技术有加热快、质量好，周围温度均匀， 轴向存在温差，温度调节方便，控制准确，不伤原涂层等特点。同时考虑到管道现场施工作业特点，中频加热器加热方式极大的提高了热收缩带的防腐质量，使其具有较好的社会效益和经济效益。在管道建设的发展中， 中频感应加热技术具有较好的应用前景。
参考文献：
[1]田鸣邦，赵治理，苗新松，商志军.地面集输管线中频感应加热技术[J].石油工程建设，2012-8
[2]阎翠霞.国内外管道现场补口技术水平调查[J].施工技术（吉林），1994-2.
[3]王学国，马金凤.长输管道现场防腐补口质量控制[J].防腐保温技术，2005-4.