热收缩带补口在工程施工中，由于工序、工艺、施工环境和操作水平的不同，其质量必然会存在一些问题，严重影响了管道的使用寿命。为此，在国内外长输管道工程中，对已出现问题的补口进行修复并寻求更好的补口修复方式是解决补口质量问题的一个途径。近年来，管道补口领域呈现出多样化发展趋势，新型补口修复材料发展迅速，并且在实际工程中得以应用。正确使用补口修复方式和材料，提高施工质量，并对修复补口防腐层进行合理的开挖检测，对整个管道的安全运行至关重要。
一、埋地管道补口失效原因
1.1产品质量问题
主要表现在：一些产品尺寸不够，热老化指标不合格（包括国外品牌），拉伸强度不合格，有的甚至在烘烤过程中出现爆裂现象等。
1.2施工质量问题
在抽查的三种产品各2、3和5个补口（每个补口检查钢管和3PE防腐层各2处，共4处）的剥离强度中，分别有一处的剥离强度低于规范要求。从调查结果看，所调查的补口总体质量情况满足施工规范要求，但每种材料的补口都存在剥离强度不合格的部位，显然不是材料问题，而是施工存在问题，如图1所示。
出现施工质量问题主要是由于手工操作，施工质量很大程度上受到操作人员技术水平和责任心的影响。
1.3在使用环境中失效
热熔胶的性能是决定热收缩带补口有效性的关键。热熔胶的粘结失效是指在土壤和管道运行工况条件的共同作用下热收缩带粘结性能的丧失，若无溶剂环氧底漆同时失效，则会造成补口失效。图2为补口热收缩带在10点位置PE搭接处出现翘边情况，剥除热收缩带后，发现无溶剂环氧底漆脱落严重，热收缩带与无溶剂环氧底漆同时失效导致管体腐蚀严重。
二、补口修复新材料和技术
为解决埋地管道补口失效问题，国内外管道外防腐层补口技术已经向多样化方向发展，粘弹体胶带、热缩压敏带、无溶剂环氧涂层、机械化喷涂聚氨酯等材料开始应用于管道失效补口修复施工中。
2.1 “粘弹体+外护”防腐层
是将一种永不固化的粘弹性聚合物复合在聚乙烯薄膜上制成的冷缠胶带，施工便捷，粘结良好。粘弹体胶带由于自身的机械强度低，所以必须采用配套的外防护带，以提高防腐层的整体机械强度，外护可采用热缩压敏带、环氧玻璃钢等。
2.2 无溶剂聚氨酯防腐层
低温下可以施工、固化时间短、可配成弹性体或刚性体,一次涂敷厚度可达1.2mm，易补伤、有韧性、耐磨、抗冲击、化学稳定性好。如对管体PE搭接部位进行表面极化处理，可提高聚氨酯补口涂层的粘结性能。
2.3 无溶剂环氧防腐层
主要以改性环氧树脂为主要成膜物，可利用活性稀释增韧剂实现无溶剂化，具有良好的粘接力、化学稳定性和机械性能。无溶剂环氧涂料应用于埋地管道补口修复在国外已经有10多年的历史。
三、实验室测试和评价
“粘弹体+外护”结构的测试项目达到性能指标要求，表现出良好的粘接性能和覆盖性能。同时，这种结构有良好的耐干、耐湿热老化性能，在50℃、0.5Mpa、28d强化热水浸泡后的剥离强度值均未见明显变化，且与PE粘结密封性能稳定。
3.2 无溶剂聚氨酯补口材料测试结果
实验室测试结果见表2和图4、图5。
无溶剂聚氨酯涂料抗冲击性能和阴极剥离性能达到指标要求，但粘接强度相对技术指标要求有所偏低。
3.3无溶剂环氧涂层补口材料测试结果
实验室测试结果见表3和图6、图7。
无溶剂环氧涂层的各项性能均达到预定技术指标的要求。
四、补口修复检测
2011年～2013年，在西部某管道典型地段，采用粘弹体+热缩压敏带/玻璃钢外护、无溶剂环氧、喷涂聚氨酯、无溶剂环氧+外护等材料和结构进行了埋地管道补口防腐层新材料的现场试验，选取若干补口进行了防腐层修复施工。2014年，对埋地管道试验补口进行了开挖检测，检测项目包括补口防腐层外观、粘接强度、剥离强度等。
4.1 “粘弹体+外护”补口检测结果
检测结果示例见图8，评价结果见表4。
开挖检测结果表明：
（1）2013年修复的“粘弹体+热敏压缩带”结构补口防腐层1年后防腐性能无明显变化，整体保护有效；
（2）2011年修复的“粘弹体+热敏压缩带”结构补口防腐层3年后防腐性能无明显变化，整体保护有效；
（3）2013年修复的“粘弹体+环氧玻璃钢外护”结构补口防腐层1年后防腐性能无明显变化，整体保护有效。
4.2喷涂聚氨酯补口检测结果
检测结果示例见图9，评价结果见表5。
开挖检测结果表明：
分别经过埋地1年、3年、4年后，补口防腐层性能均未发生明显变化，补口部位处于防腐层正常保护状态。但补口防腐层对钢管的附着力与现行标准（ISO 21809-3、Q/SY GJX 140-2012和SY/T 4106-2005）10MPa的要求相比，数值偏低。
4.3 “无溶剂环氧+外护”补口检测结果
检测结果示例见图10、图11，评价结果见表6。
开挖检测结果表明：
（1）2013年修复补口，经过1年后防腐性能无明显变化，整体保护有效，但有的补口存在无溶剂环氧涂层厚度偏低的现象。
（2）2011年修复补口，经过3年后有1道口（1-1#）出现了外护热缩压敏带下垂现象，外保护作用失效，但内层无溶剂环氧涂层未发生变色、起泡等老化现象。经检测补口防腐层性能未发生明显变化，内层环氧对钢管的保护有效。
五、结论
（1）产品质量、施工质量和在使用环境中失效是导致埋地管道补口失效的主要原因。
（2）新型补口材料复合结构比单一结构更适合于3PE防腐层补口的修复，其在初始使用及埋地1年、3年、4年后防腐性能稳定。
（3）“粘弹体+外护”结构补口实验室测试性能达到指标要求，现场开挖检测结果表明，该种结构与3PE防腐层匹配性良好，适合于补口修复的单点作业。
（4）喷涂聚氨酯结构的现场施工机械化作业程度高，现场施工难度较大，防腐层现场检测需待涂层固化后进行，较适合作为新建管道的补口，不适合补口修复的单点作业。
（5）“无溶剂环氧涂料+外护”补口结构对施工条件要求较高，可在机械化施工可行的管段使用。
来源：《管道保护》2017年第1期（总第32期）
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