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　　从 20 世纪 80 年代初第一台 ＲB5 型钻机引入我国，至今定向钻穿越技术已经多次应用于长江、黄河、淮河、钱塘江等大型河流穿越及铁路、公路穿越［1］。它具有技术先进、精确度高、穿越距离长、非开挖等特点，在油气管道建设工程中得到广泛采用，其发展的前景也越来越广阔。

　　由于定向钻穿越施工等方面的原因，可能会造成管道防腐层损伤，并使管道暴露在腐蚀环境中［2］。采用定向钻施工的管道基本上不可能进行维修，建设期的质量隐患可能导致很快穿孔泄漏［3］，对管道的安全运行产生巨大威胁。因此选择合适的保护层，减少定向钻施工过程对防腐层的损伤尤为重要。

　　2、光固化套在高压天然气管道的应用

　　2． 1、问题的产生

　　某市区高压天然气管道总长 103． 51 km，管道设计压力为 4． 0 MPa，外直径为 508 mm，管道壁厚9． 5 mm，采用直缝双面埋弧焊钢管，材质为 L360M，管道防腐采用三层 PE 加强级防腐。其中 432 m 的管道采用定向钻穿越道路施工。为保障天然气管道安全，在穿越管道外加装外直径为 711 mm、壁厚为12． 7 mm 的钢套管，在钢套管完成拖拉、注浆后，再将天然气管道在钢套管内进行回拖。

　　对钢管母材焊缝的内壁焊渣进行打磨。钢套管在制作过程中，受预制场地限制，将432 m 的钢套管分为五段焊接。钢套管回拖时，每回拖一段，焊接一段，出于施工难度和安全性考虑，每段连接焊口内部不打磨。当天然气管道在钢套管内回拖时，未打磨的连接焊口势必对天然气管道的防腐层造成划伤。

　　除此之外，钢套管在施工过程中混入的砂砾会导致天然气管道磨损的增加。防腐层一旦遭到破坏，就会给天然气管道日后的运行带来隐患，因此防止防腐层在管道回拖过程中遭到破坏成为本工程的重点及难点。

　　2． 2、管道防腐层保护的主要方法

　　目前国内天然气管道防腐层的保护方法有多种，常见的有采用环氧玻璃钢保护层、石夹克保护层、帕罗特保护层等［4］。环氧玻璃钢保护层的施工工序比较繁琐，为了保证与管道防腐层之间的粘结力，施工前需要对外防腐层进行打磨处理，然后再进行环氧玻璃钢保护层施工。由于环氧树脂( 环氧玻璃钢的材料) 干燥时间较长，因此施工效率很低，需在环氧玻璃钢保护层施工完成 48 h 后才能实施管道回拖。

　　石夹克保护层具有较佳的机械保护性能，但混凝土层养护时间较长，而且石夹克的重量较重，增加了回拖难度，加之目前国内尚未引进石夹克涂覆生产线，因此这项技术在国内的应用受到限制。

　　帕罗特保护层抗击碰伤的能力较弱，但抗拖拉划伤的能力极强，且没有阴极屏蔽问题［5 －6］。

　　2． 3、选择的管道防腐层保护方案

　　在钢套管完成穿越的情况下，整条钢套管形成了一个密闭空间，在用定向钻回拖管道之前，在密闭空间内注满水泥浆，形成一个较好的通道，在水泥浆的润滑和浮力作用下，减小了回拖阻力，使回拖顺利进行。为防止未打磨的焊口对防腐层造成划伤，本工程考虑采用光固化套技术。

　　光固化是利用光引发剂的感光性，在光的照射下，光引发剂形成激发态分子，分解为自由基或其他活性基团，引发体系中的活性单体或预聚物( 光固化树脂) 进行聚合、接枝、交联等化学反应，从而达到固化目的［7］。

　　在管道较长的穿越施工中，光固化套在工厂预制直接缠绕到管道上，只需在现场实施补口，这样可以大大减少现场的施工量，提高光固化材料的包覆质量［8］。

　　2． 4、施工过程

　　① 搭建工棚

　　建议施工在夜间进行。光固化树脂在日光照射10 min 左右就会固化，会影响施工和使用效果。

　　② 管道表面处理

　　a． 光固化带安装应在管道防腐层完整性检测合格后进行。

　　b． 施工前，应清除管道防腐层表面的油脂和污垢等附着物。

　　c． 当防腐层为挤压聚乙烯时，应对 PE 表面进行拉毛处理，并将灰尘清理干净。

　　d． 对管道表面处理后，应及时进行光固化带的安装。当管道表面受潮或受到玷污时，应重新进行表面处理。

　　③ 安装光固化带

　　a． 光固化带安装时，防腐层表面温度应低于 75℃ ，环境温度必须低于 45 ℃ ，应在无阳光直射的环境下进行操作。夜间安装光固化带见图 1。

图 1 夜间安装光固化带

　　b． 光固化带所有搭接部分的宽度不应小于 80mm，包括环向搭接和轴向搭接。环向搭接点应位于面对穿越方向管道横截面的 1 点钟至 3 点钟区间，相邻的两个光固化带的环向搭接点应错开。

　　c． 光固化带缠绕完成后，外表面应再缠绕一层配套的保护膜。光固化带安装完毕未固化的效果见图 2。

图 2 光固化带安装完毕未固化的效果

　　④ 光固化带固化

　　a． 光固化带安装完成后宜直接暴露在阳光下，利用阳光紫外线的照射进行固化，也可采用紫外线灯照射固化。

　　b． 管道底部无法直接接受紫外线照射，因此应将反光膜平铺在管道的下面，利用反射光对管道底部进行固化。光固化带固化后的效果见图 3。

图 3 光固化带固化后的效果

　　⑤ 修补

　　光固化带固化后，表面如有破损或缺陷，应采用小块光固化带进行修补［9］。

　　⑥ 检验

　　a． 管道防腐层表面处理后应逐根进行质量检验，表面应清洁干燥。

　　b． 光固化带安装完后应进行 100% 外观检查，表面应平整光滑，无气泡，无裂纹，色泽基本一致。

　　c． 光固化带完全固化后，应对每条光固化带进行硬度测试，每条光固化带的测试位置应分别位于管道横截面对应的 3 点、6 点、9 点和 12 点，邵氏硬度应不小于 80。

　　d． 粘接强度检测: 光固化带和管道的粘接强度采用中国石油天然气集团公司企业标准 Q/SY1477—2012《定向钻穿越管道外涂层技术规范》附录 A 的拉开法进行，每 20 根钢管应检测一处，光固化带和管道的粘接强度不应小于 0． 5 MPa。

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