三层聚乙烯管道外防腐层剥离事故分析技术

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中石化西南典型埋地管道三层聚乙烯防腐蚀层剥离原因初探

l^S Vol.53No.11Nov.2020中石化西南典型埋地管道三层聚乙烯防腐蚀层剥离原因初探刘军'，田丰2,张威2,谢凡2,杨兴乾'，赵少勇'，祖运鹤'，王钻2,占稳'（1.中国石化销售有限公司华南分公司，广东广州510000；2.武汉材料保护研究所有限公司特种表面保护材料及应用技术国家重点实验室，湖北武汉430030；3.贵州乌江水电开发有限责任公司思林发电厂，贵州铜仁565102）［摘要］近年来，中石化华南销售分公司埋地长输管道大量采用了三层聚乙烯（3PE）防腐蚀层技术，在管道的生产运行中出现过防腐蚀层剥离现象，为了探究管道防腐蚀层的剥离原因，通过现场测试与开挖以及实验室测试分析，分析管道埋设环境中土壤腐蚀性、水环境、杂散电流干扰、阴极保护电位以及施工过程等因素对3PE防腐蚀层剥离的影响。

结果表明：管道3PE防腐蚀层的剥离主要是由于施工质量导致管道3PE防腐蚀层破损及补口处黏接力不合格等因素造成的，足够负的阴极保护电位下（W-2.5V,vs SCE）,3PE防腐蚀层的阻抗值及防护性能下降，存在阴极剥离造成防腐蚀层失效的趋势。

［关键词］3PE防腐蚀层；埋地管道；剥离；阴极保护电位；涂层破损［中图分类号］TG172；U177［文献标识码］B［文章编号］1001-1560（2020）11-0148-06Analysis on Causes of Stripping of3PE Anti-Corrosion Layer for TypicalBuried Pipeline in Southwest China of SinopecLIU Jun1,TIAN Feng2,ZHANG Wei2,XIE Fan2,YANG Xing-qian3,ZHAO Shao-yong3,ZU Yun-he2,WANG Zuan2,ZHAN Wen2(1.South China Branch,Sinopec Sales Co.,Ltd.,Guangzhou510000,China；2.State Key Laboratory of Special Surface ProtectionMaterials and Application Technology,Wuhan Research Institute of Materials Protection,Wuhan430030,China；3.Silin Power Plant,Guizhou Wujiang Hydropower Development Co.,Ltd.,Tongren565102,China)Abstract:In recent years,3PE anti-corrosion layer technology has been largely adopted in buried long-distance pipelines of South China Branch of Sinopec Sales Co.,Ltd.,and there has been peeling of anti-corrosion layer in the production and operation of pipelines.The effects of soil corrosivity,water environment,stray current interference,cathodic protection potential and construction process on the peeling of3PE anti-corrosion layer were investigated through site excavation and laboratory analysis.Results showed that the peeling of the3PE anti-corrosion layer of the pipeline was mainly caused by the external mechanical damage and the unqualified adhesion at the repair joint in the3PE anti-corrosion layer,etc.The laboratory test results showed that the impedance value and protection performance of3PE anticorrosive coating decreased when the cathodic protection potential was negative enough(W-2.5V vs SCE)、and there was a tendency that led to the failure of anticorrosive coating caused by cathode stripping.Key words:3PE anti-corrosion layer；buried pipeline；peeling；cathodic protection potential；coating damage0前言为防止埋地管道的腐蚀破坏，确保长输管道的使用寿命和安全运行，采用防腐蚀层和阴极保护的联合保护方式是目前主要的技术手段42］。

三层PE管道防腐技术

三层PE管道防腐技术摘要：随着经济的进步国家的发展，新技术、新工艺、新材料也逐渐被开发和投入使用，三层PE管道防腐技术将是未来被广泛应用的新防腐工艺技术，在施工中应大力推广和技术的提高。

关键词：性能要求、施工程序、质量控制聚乙烯三层结构防护层又称三层PE，它的全称为熔结环氧/挤塑聚乙烯结构防护层，结构由以下三层组成：底层为熔结环氧；中间层为胶粘剂；面层为挤塑聚乙烯。

在三层结构中，环氧底漆的主要作用是：形成连续的涂膜，与钢管表面直接粘结，具有很好的耐化学腐蚀性和抗阴极剥离性能。

中间层通常为共聚物粘结剂，其主要成分是聚烯烃，目前广泛采用的是乙烯基共聚物胶粘剂。

共聚物胶粘剂的极性部分官能团与环氧底漆的环氧基团可以反应生成氢键或化学键，使中间层与底层形成良好的粘结。

聚乙烯面层的主要作用是起机械保护与防腐作用，与传统的二层结构聚乙烯防腐层具有同样的作用。

三层结构聚乙烯防腐层综合了环氧涂层和挤压聚乙烯两种防腐层的优良性质，将环氧涂层的界面特性和耐化学特性，与挤压聚乙烯防腐层的机械保护特性等优点结合起来，从而显著改善了各自的性能。

因此作为埋地管线的外防护层是非常优越的。

据有关资料介绍，三层PE可使埋地管道的寿命达到50年原材料要求防腐层原材料应包装完好，并考虑储存期防潮。

并存放在阴凉、干燥处，严谨受潮；防止日光直射，并隔绝火源，远离热源。

包装上至少包括的信息是：生产厂家、原材料型号、批号、生产日期、有效期、搬运、存放等要求。

包装破损或标识不全的产品业主有权拒收。

对每种牌（型）号的环氧粉末、胶粘剂和聚乙烯专用料，在使用前均应由通过国家计量认证的检验机构按国标版标准和招标文件中技术规格书规定的相应性能项目进行检验，性能达不到招标文件中技术规格书要求的不能使用。

性能要求1、环氧粉末环氧粉末及其涂层的性能指标应符合表2和表3的规定。

并对每一生产批次（不超过20t）环氧粉末按表2和表3的规定进行质量复检。

表2 环氧粉末的性能指标表3 环氧涂层的性能指标三层PE工艺流程1、对钢管进行清理，在防腐层途敷前，先清除钢管表面的油脂和污垢等附着物。

天然气管道3层PE防腐层失效及缺陷补强技术

246天然气输送管网中大部分管道都采用了3层PE防腐层进行防护。

并且城市内燃气管网也大量应用3层PE防腐技术。

3层PE成为常规的防腐手段，因此研究3层PE 防腐技术的失效模式有利于促进解决管道腐蚀问题，提前进行预防，保障了管道安全生产。

1 失效模式的种类3层PE防腐层的失效模式主要分为3层PE防腐层与管体分离失效模式、焊缝区3层 PE防腐层应力开裂失效模式、微生物对3层 PE防腐层的破坏失效模式、植物根系对3层 PE防腐层的破坏失效模式、第三方对3层 PE防腐层的破坏失效模式。

1.1 剥离失效管道本体上3层PE防腐层玻璃是发生在埋地天然气管道中最常见的一种形式。

剥离失效一般存在有三种类型，第一种就是管道本体与3层PE防腐层出现剥离，管道表面未喷涂环氧粉末，管道受土壤影响，腐蚀严重；第二种是管道与表面环氧粉末层出现剥离，此时管道表面没有出现腐蚀，且管道表层光亮不存在环氧粉末；第三种情况就是管道本体和3层PE防腐层的粘连不够紧，存在部分环氧粉末在管道表面。

产生管道与3层PE防腐层剥离的原因主要是由于在施工前处理引发了一定的缺陷，例如管道表面与环氧粉末之间存在一定的污物隔膜，这样的隔膜进一步阻止环氧粉末与管道之间形成良好的粘连，从而造成防腐层出现翘边；另一方面可能由于环氧粉末品质的问题，环氧粉末的物理形态不够精细，粉末颗粒较大，不能够均匀附着在管道之上，钢管温度变化及冷却的时间之间间隔太短会容易造成环氧粉末不能熔融的问题；粘连分层也是其中一个方面，两层之间不能很好地融合在一起，形成分层现象，主要会造成材料熔体强度不达标。

1.2 焊缝区防腐层应力开裂焊缝区防腐层因应力开裂几种形式主要表现为以下几个方面：第一，焊缝存在余高，在塑料壁的厚薄程度不均的情况下，塑料层往往会出现强度不足的问题，因此在高差作用下，强度不足的部位就更容易出现应力开裂，这一过程主要发生在冷却环节里，在薄区会积累因冷却收缩所出现的残余应力；第二焊口存在几何突变，当加热条件为一定时，钢体的蓄热能力会因为厚度的不同而发生变化，因此，焊缝区域与钢管区域会存在一定的热熔差别，如果在冷却条件下未能消除该热容差，最后就会造成焊口区域内的防腐层出现应力破坏。

三层聚乙稀(3LPE)管道外防腐生产线技术方案

三层聚乙稀（3LPE）管道外防腐生产线及液态环氧涂料(LE)管道内防腐生产线技术方案Three Layer Polyethylene External Pipe Coating Line And Liquid Epoxy Internal Pipe Coating LineTechnology Information日期Data：2011 年10 月27 日1.涂敷工艺流程Pipe Coating Flow chart：1.1 三层PE涂敷工艺流程3PE Pipe Coating Flow chart：进管Pipe Incoming→钢管检查bare pipe inspection→表面预热pipe surface preheat→抛丸除锈pipe blast→管内吹扫pipe internal blow out→除锈检测blasted pipe inspection→废管返回reject pipe return→中频加热induction heat→粉末喷涂FBE Coating→胶粘剂挤出缠绕AD Coating→PE 挤出缠绕PE Coating→水冷却Cooling System→端口打磨End Clean→涂层检验Coated pipeinspection→打标包装mark/packing1.1.1 外防腐生产工艺流程描述：该生产线的工艺流程描述如下（以生产3PE 防腐层为例）：a..经过检验合格的钢管从上料台架进入除锈传动线。

除锈传动线驱动钢管旋转前进依次通过预热器和除锈机进行除锈。

西安固锝涂敷设备技术有限公司项目技术方案地址ADD: 中国陕西省西安高新技术开发区科技路37 号B705 邮编P.C.: 710075电话TEL: 86-29-83151959 传真FAX: 86-29-83151958网址WEB: Page 10 of 13 E-mail: fenghongqi@b.中频预热装置可将钢管外表面加热到40℃～60℃，以满足除锈的需要。

管道三层PE防腐涂层技术的发展探讨

线是独山子炼厂的管线，后来又相继建设了几条管道运输线，
一
温度、挤出厚度等参数，避免麻点、空鼓现象的出现。第五，控
冷却应该及时，冷水全覆盖钢直到大庆一大连、秦皇岛管线… 的建立才标志着我国管道运输制冷却及管端涂层切割的质量，管并不可以破坏涂层，切割管端涂层时要均匀。第六，检验及技术发展起来，并且相关的管道防腐技术也受到重视。对生产好的管子进行电火花检漏，如果存在沥青涂层技术相对来说比较稳定，屏蔽性以及抗剥离强度缺陷修补的控制，缺陷应该及时修补。也较好，但是涂层的机械强度相对较低，容易受到植物根刺的
技术的发展，三层ＰＥ防腐涂层的结构及生产工艺，生产过程中应
注意的质量控制点，补口技术的发展等方面进行了探讨。
关键词：三层ＰＥ；防腐涂层技术：发展
１国内外防腐涂层技术水平
。第四，控制胶粘剂、聚乙烯的挤出缠绕我国虽然是管道运输技术使用最早的国家之一，但是发展氧粉末涂层覆盖均匀。质量，做好原材料的烘干预热工作，控制挤出机挤出速度、挤出相对缓慢，在建国前基本上没有太大发展。我国第一条输油管
２管道三层ＰＥ防腐涂层技术
膜安装和湿膜安装两个方面进行。在施工机械方面，为了克服２．１三层ＰＥ防腐涂层的结构人工因素的影响，采用了中频补３１加热技术，主要用于管口加管道三层ＰＥ防腐技术的全称是：熔结环氧／挤塑聚乙烯结也应用了自动喷砂除锈设备，改善了劳构防护层－，由底层的熔结环氧、中间层的胶粘剂、外层的挤塑热和溶胶熔融。同时，并使除锈质量得到提高。聚乙烯组成。底层与管道直接相连，主要作用是耐腐蚀和抗剥动强度和施工环境，离，并且保证防腐层在高温下的粘结性。中间层一般采用乙烯针对热缩带补１３应用中存在的问题，很多新技术不断出Ｚｌ技术、压缩胶型热基共聚物为原料，主要是保证三层之间的粘合性。外层的作用现。主要有喷涂无溶剂液体聚氨酯涂料补Ｉ收缩带技术、粘弹性防腐技术等。主要是防腐以及机械保护。三层防腐保护结合了不同防腐措施的优点，使得防腐性能得到明显改善，管道寿命明显延长。

钢质管道三层结构聚乙烯防腐层技术规格书-最新20090624

质量、健康、安全与环境（QHSE）管理体系油气管道工程钢质管道三层结构聚乙烯防腐层技术规格书GJX-SPE-AC-002中国石油天然气股份有限公司管道建设项目经理部Pipeline Construction Administration Department目录第一部分基本要求 (1)1范围 (1)2 定义 (1)3项目总体要求 (1)第二部分主要通用技术要求 (2)1采用规范、标准及法规 (2)2 原材料要求 (2)3 防腐层材料适用性试验 (5)4 涂敷 (6)5 检查、试验与验收 (9)6 防腐层修补和验收 (10)7 标志、堆放和搬运 (10)8提交文件 (11)9质量保证和质量控制要求 (11)10验收 (12)11保证和担保 (12)12特殊要求 (12)第一部分基本要求1范围本技术规格书规定了对输油（气）管道工程所用钢质管道三层结构聚乙烯（简称三层PE）外防腐层的原材料、涂敷、检验和试验等方面的最低要求。

2 定义本技术规格书用到的名称定义如下：业主：项目投资人或其委托的管理方。

设计：承担项目工程设计任务的设计公司或组织。

供货商：是指按照本技术规格书的要求为业主设计、制造、提供成套材料的公司或厂家。

分包商：负责设计和制造分包合同所规定材料的公司或厂家。

成套材料：供货商供货范围内的完整的材料。

技术规格书：业主和设计提供的完整的技术规定，包括所附的数据单和附图等。

3项目总体要求3.1资格要求：3.1.1投标人近三年来DN400以上油气管线的应用业绩不少于1000km，投标者需提供涂敷预制的实际应用清单，同时用国际单位制标出主要参数。

提供的参数应包括：防腐管长度、管道直径，材质和管型等，用户名称和地点，联系电话，供货年份等情况。

3.1.2本工程管道应由经涂敷资格认证的涂敷商进行外防腐层涂敷。

涂敷资格认证可由业主组织的专家委员会代表业主执行，涂敷资格认证包括涂敷商的营业执照、ISO9001质量保证体系认证证书、涂敷商业绩、表面处理工艺鉴定、涂敷工艺鉴定、修补工艺鉴定、质量保证体系等。

三层PE外防腐层应用技术现状分析研究

三层PE外防腐层应用技术现状分析研究埋地钢质管道防腐层是管道防腐的第一道防线，是延长管道寿命的决定因素。

三层PE外防腐层于上世纪80年代首先在欧洲和加拿大使用，进而推广到全球。

它具有良好的防腐性能，然而也存在一些值得研究和需要改进的问题。

标签：防腐层;管道;三层PE;抗阴极剥离据有关资料报道，在每年的管道事故中约有30%～40%是由腐蚀引起的[1]。

因此，为了保证埋地管道的安全运行，延长管道的使用寿命，埋地钢质管道一般都有外防腐层和阴极保护组成的腐蚀防护系统：外防腐层的破损会引起电流的消耗，使外加电流的阴极保护效果降低甚至失效;而阴极保护效果的降低又会加剧埋地钢管的腐蚀。

外防腐层在其中起着主要作用，NACE 1993年年会第17号论文在论证《外覆盖层基本原则》一文中指出：“正确涂敷的外覆盖层应该为埋地构件提供99%的保护需求，而余下的1%才由阴极保护（CP）提供”，因此外覆盖（防腐）层的质量决定着钢质管道防腐效果的好坏。

3层结构聚乙烯防腐（以下简称三层PE）于80年代首先在欧洲和加拿大使用，进而推广到全球。

中国从上世纪90年代中期开始先后在库-鄯输油管线陕-京输气管线及西气东输中使用。

三层PE防腐层具有良好的防腐和坚韧耐久的使用性能，然而也存在一些值得研究和需要改进的问题[2]。

1 三层PE外防腐层系统钢质管道三层PE外防腐结构是上世纪八十年代初由美国、加拿大、歐洲开发的新型管道外防腐涂料，目前倍受国际管道界的重视，现已越来越多地应用于油、气、水金属管道的防腐工程上。

这种防腐涂料以三合一的方式将三层涂料熔融为一体，使它补充相互的不足，并充分地发挥了良好的粘结力和机械保护作用，从而达到最佳的防腐效果。

是目前国际上较先进的管道防腐技术。

埋地钢质管道三层PE的外防腐层结构由以下三层组成：①底层：环氧粉末（FBE）②中间层：胶粘剂（AD）③外层：聚乙烯（PE）。

至于各层的厚度，国内的《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》SY/T4013-2002中规定，普通级厚度为：①FBE厚度为不小于80mm，②AD：170～250um;120～160um;③PE：1.8～3.0mm;总共三层PE厚度在1.8～3.0mm范围内，加强级厚度约在2.5～3.7mm[3]。

残余应力导致三层聚烯烃管道防腐层剥离与开裂

南美洲、巴基斯坦／朗、利亚／蓬，生过熔结伊叙加发环氧粉末（Ｂ底漆与钢管界面上发生大面积防腐ＦＥ）
层（ＬＯ）３Ｐ已经在世界许多地方广泛用作新建管道外防护涂层。三层聚烯烃管道外防腐涂层（ＬＯ）３Ｐ由三层材料组成：环氧粉末（Ｂ）熔结ＦＥ底漆、功能性聚烯烃粘结剂中间层、乙烯（Ｅ）者聚丙烯聚Ｐ或
层发生开裂事故。这些防腐层事故引起人们对使用三层聚烯烃管道外防腐涂层（ＬＯ）３Ｐ的关注。
一
般来讲，三层聚烯烃管道外防腐涂层（ＬＯ）用比较厚的聚烯烃面层增强防腐层抗机械损伤和３Ｐ采
防止水渗透的能力。但是，聚烯烃的热膨胀系数比钢材高得多，结果在防腐层系统里产生比较高的
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全面分析管道三层PE防腐层缺陷_二_焊缝防腐层缺陷

结，通常是依靠热熔态塑性自身熔融能力复合，并在压辊碾压作用下密实。在缠绕法成型过程中，层与层之间会包入空气，影响热熔态塑料自身熔结能力的发挥。所以三层 PE 生产线必须设置碾压工序以排除空气，且通过压辊施压作用，增加层与层之间的熔融结合。碾压压辊一般要求具有耐高温、高弹性特点。但由于钢管焊缝留有一定的余高，进行压辊碾压作业时，如压辊的弹性小硬度大时，在滚过焊缝处时，压滚自身产生的形变小，而对此处的防腐层却可产生严重的碾压变形，使焊缝区防腐层厚度进一步变小。在随后的水冷却过程中，防腐层冷却收缩生成的残余应力集中，形成如图 2 所示的 F1 和 F2 作用力，将可能在缺陷处 C 点引起焊缝防腐层撕裂。同样，如果在冷却过程中冷却水量和冷却时间不足，橡胶传送滚也会在的冷却前端造成焊缝防腐层应力集中，引起开裂。
2.3.2 应力的影响焊缝夹角不同引起应力集中。生产管体防腐层的内应力随着外界温度的变化而变化，但各点的应力都是一致的，其合力是指向管体的，而在 PE 坡口的焊道处就不同了，焊道侧与管体的夹角不同，夹角大的一侧PE层厚，形成的收缩内应力大，在太阳照射下，内应力就会大于粉末与钢材表面粘接力，形成分层。受到硬度大的传动滚轮的碾压产生应力。直缝管传动时，大管径采用缠绕法，钢管螺旋传动，A 侧焊道在冷却水段首先接触传动滚轮，一般的传动滚轮硬度较高，对接触焊道侧防腐层施压形变，经冷却定型，相应的分子运动被冻结，但由于是急冷，大分子来不及通过分子的热运动达到稳定的聚集态结构，在受到日光曝晒，随着环境温度的升高，大分子解冻，分子的热运动将重新开始聚集态结构重排。此时将产生一个收缩的内应力，这个内应力作用于焊缝的侧面就会产生一个剥离开焊道的力 F，当力 F 大于环氧粉末与焊缝侧钢本体的离子键结合力或与中间粘结剂的化学结合力，就会在 B 侧焊缝形成空腔D。所以生产后受阳光照射温度升高在 PE 记忆效应应力的作用下，防腐层焊道翘边容易发生在焊道前侧[3]。见图 7。

管道三层结构聚烯烃防腐技术及应用

用寿命，不当的防腐层或不良的施工质量会使管道在很短的时间内发生腐蚀穿孔。随着管道建设向沙
底层为环氧涂料，中问层为粘合剂，面层为聚乙烯。三层结构中的环氧涂料可以是液体环氧涂料．也可以是环氧粉末涂料。图１见下页）管道三层复合（是
外的管道防腐层材料和技术取得了快速进步。新材
料、工艺和新设备不断出现。新
壤腐蚀环境，选用不同等级结构的防腐层。同直径不
的钢管及不同用于埋地管道外防腐的材料和技术主要有：石油沥青防腐层、焦油瓷漆防腐层、煤环氧涂料防腐层、乙烯胶粘带防腐层、聚熔结环氧粉末
内外应用现状作一介绍。
２三层结构聚烯烃防腐技术
２１三层结构聚烯烃防腐层简介．
聚乙烯防腐层分两层结构和三层结构两种。两
层结构的底层为粘舍剂，层为聚乙烯；层结构的外三
技术的采用和施工质量直接关系到其安全运行和使
本文就管道三层结构聚烯烃防腐技术及其在国
１引言
随着西部大开发的实施启动了 “ 气东输 ” 工西程，开始大规模建设长距离天然气长输管道，这极大地促进了管道防腐层材料市场和技术的发展，成为
目前产业和学术界关注的热点。天然气长输管道埋地属隐蔽工程，管道防腐层
外防腐涂层结构图。
漠、招泽、冻土和海洋等苛刻环境的延伸以及输送介质的多样化，要求防腐层能够满足更加苛刻的环境

油气管道三层结构聚乙烯防腐技术应用研究

油气管道三层结构聚乙烯防腐技术应用研究摘要：简述了油气管道的外三层结构当中聚乙烯（3PE）的防腐层存在的主要结构特点以及其防腐的机理，并对3PE的整个生产和加工过程当中最为常见的一些质量的缺陷进行了一定的剖析，并在此基础上，提出了几个进行质量监控的具体办法和措施。

1.3PE防腐层的主要结构以及防腐的机理3PE涂层，它的底层是一个环氧粉末层，环氧粉末一般主要由一些环氧的树脂、固化剂、催化剂、改性剂、流平剂、颜料、触变剂等材料来组成的，然后再经过一定的混合技术、熔融并挤出、进行研磨、筛分然后加工来制成的，由于它的组分当中的环氧树脂是含有一种环氧的基团的，所以，在3PE的涂层进行高温的加工过程当中，其环氧粉末里面所具有的固化剂和它的环氧树脂里面所具有的一个环氧基团就会发生一定的固化反应，这种反应的后果是可以产生一个轻基或者是酉旨基等活性的基团，而这些个活性的基团就可以和金属或者是金属的氧化物结合，从而形成一个离子键，这个离子键就可以使它能够牢固地附着在这个金属的表面。

2.三层结构聚乙烯防腐技术应用比选根据目前世界上长输管道工程的应用情况，可供比选的外防腐层有：三层结构聚乙烯防腐层（三层PE）、熔结环氧粉末（FBE）和双层熔结环氧粉末（双层FBE）。

FBE在北美使用广泛，三层PE则是欧洲和国内大型管道工程的首选外防腐层，据美国《管道文摘》对天然气管道外防腐层调查报告，在管径大于φ812.8mm 管道涂层中，三层PE用量居第一位。

双层FBE的使用相对较少。

这三种防腐层都具有使用寿命长、优异的耐土壤应力、耐化学介质浸泡、耐阴极剥离等性能，也同样具有要求原材料质量和涂敷预制参数控制和检测水平高的特点；主要差异在于：FBE成本略低，属多孔性薄涂层，不易产生阴极保护屏蔽，但薄而脆，在耐冲击性能和耐水汽渗透性能较低，致密性差，消耗的阴极保护电流较大；双层FBE是在传统的防腐型粉末涂层外面再喷涂一层保护型环氧粉末涂层，典型数值为内层≥350um，外层厚度为≥450um，提高了抗冲击强度和耐磨性，减少了吸水率，但造价随之大幅上升，而机械性能仍不及三层PE；三层PE的突出优点是吸水率低、抗冲击性能优异，在复杂的施工环节中造成贯穿性损伤的几率少，防腐层完整性好，阴极保护电流密度最低，但成本略高。

我国掌握聚乙烯三层结构防腐关键技术

被国际上公认的目前最先进的管道外防腐技术之一—— 聚乙烯三层结构（Ｐ）３Ｅ防腐工艺中的所有关键技术，我国已在全部实现自主开发，从原材料到设备制造均已实现国产化，
并开始出口海外。
道恩北化最新研发尼龙粘合级ＴＥＰ
据介绍，Ｐ３Ｅ防腐工艺是从国外引进的先进防腐技术，它的全称为熔结环Ｋ／塑聚乙烯结构防护层。３Ｅ防腐技挤Ｐ术综合了环氧涂层与挤压聚乙烯两种防腐层的优良性能；将环氧涂层的界面特性和耐化学药品特性与挤压聚乙烯防腐
ｔｈｏｇａｓｄｔｓｕａｅａｄａａｚｅｈｔｕｎｒｎｅｔｎｐｏｅｓｈｔｄｏａｇｇｈｎａｅａｄｕｉｇｅｔｓｎｔｅｎｌｙｗｓｕｅｉｌｔｎｎｙｅｏｒｎｅｊｃｉｒｃｓ．Ｔｅｈｆｈｎｉｒｋｇｓｘｕｉｃｏｏｍｌｈｔｉｏｍｅｏｃｎｓｉｎｎｒｏｏ
多管线也采用此技术。
道恩北化公司研发的Ｎ系列ＴＥ采用特有的增容技Ｐ
术，产品粘接强度高，硬度适中，力学性能良好，有优异的手
感和外观。该公司还开发出可与更高玻纤含量的Ｐ６和ＡＰ６Ａ６粘接的系列产品，已得到用户认可。（工程塑料网）
粘接强度低、硬度偏高、环保不达标等问题，而进口产品则价
格偏高。
性能。因此，Ｐ３Ｅ防腐层是理想的埋地管线外防护层。据权威部门检测，采用３Ｅ防腐技术的埋地管道寿命可长达５ＰＯ年。目前，我国重点管网均采用了３Ｅ外防腐涂层，Ｐ国外很

伊朗三层聚乙烯管道防腐层剥离的调查

２１００年９月第１第３期８卷
防腐保温技术
８３
伊朗三层聚乙烯管道防腐层剥离的调查
Ｔｈｒｅ— ＬａｅｌｅｈｌｎａｉｇＰｅｆｒａｅｉｒｎｅ — ｙｒＰｏｙｔｙｅｅＣｏｔｎｒｏｍｎｃｎＩａ
去离子水清洗
层熔结环氧粉末（Ｂ）ＦＥ的黏结强度。假如作用在
防腐层上的应力超过了它的黏结强度，就会发生剥离。因此，土壤应力与防腐层的热胀冷缩是引起剥离的主要影响因素。聚乙烯的热胀冷缩大约是钢材的十倍。当防腐层受到土壤的应力作用以及温度和压力发生波动时，预期防腐层中会有一定程度的热
当非常热的防腐层非常迅速冷却到环境温度时，防腐层会受到一定的应力影响。在管道安装和试运行过程中，静水压力试验会产生应力，伊朗静在水试验压力通常是屈服值的１０。这些应力最终％１
层的管道并没有失去任何附着力。
不直接造成分离，是为发生剥离创造了条件。因而
此最好更准确地把它们纳入间接因素这一大类。问接因素包括：
●表面预处理不当。打磨成圆滑的或成碟片状的磨料喷砂形状
１剥离的直接因素
蚀，样的问题依然引起伊朗天然气管道公司的很这
大担忧。
图１接受调查的管段

谈高压管道3PE防腐层缺陷与应对措施

谈高压管道3PE防腐层缺陷与应对措施摘要：当前石油、天然气管线外防腐涂层类型大致有石油沥青、环氧粉末、环氧煤焦瓷漆、聚乙烯胶粘带、聚乙烯（PE）等，其中PE防腐涂层为目前国际、大型长输管线选用较多的外防腐涂层。

长输埋地天然气管道服役多年，防腐层极易出现缺陷，在所有缺陷中附着力缺陷危害最大。

如果防腐层出现剥离，剥离的聚乙烯层对阴极保护电流有强烈的屏蔽作用。

所谓阴极保护屏蔽就是当涂层与钢体间有空隙存在，或其粘接力不足以阻止腐蚀介质的渗入并且涂层的透气性又很弱，这时腐蚀介质就通过防腐层与钢管的粘接处渗入。

而阴极保护电流却不能透过防腐层对钢体起保护作用。

就可能产生屏蔽层下的加速腐蚀，严重影响管线的使用寿命。

因此，为保证的运行安全，对埋地长输管线防腐层出现的缺陷进行监控分析非常必要。

结合南京港华燃气高压管道出现的防腐层缺陷的调查，分析了管道防腐层缺陷产生的原因及应对措施探讨。

关键词：防腐层，3PE，附着力，高压管道1 3PE防腐层的结构3PE防腐层底层为环氧粉末，中间层为合成胶黏剂，外层为聚乙烯或聚丙烯。

聚乙烯材料性能稳定，对水、酸、碱、和盐等极性腐蚀介质隔绝能力强，但同时因没有极性，难以与钢材表面粘结从而达到防腐效果甚至会对保护电流产生屏蔽加速腐蚀。

环氧粉末层通过高温可以通过自生极性官能团可以与钢材的金属键进行化学结合和分子间作用力进行熔结.而胶黏剂一般是通过马来酸酐与聚乙烯分子链接枝或共聚反应在聚乙烯材料中引入酸酐基团制得，可以与聚乙烯相似相容。

同时，酸酐基团可以与环氧树脂分子中的环氧基、羟基反应产生牢固的化学交联结合。

3PE防腐层就是通过胶黏剂、环氧粉末的搭桥作用将聚乙烯与管材完美结合，形成管材的防腐防护涂层。

2 防腐层缺陷的发现及范围确定南京港华天然气高压管道采用规格为Φ610*10.3的螺旋缝钢管（穿越采用Φ610*11.9的直缝钢管），螺旋缝钢管约34km，外防腐方式为3PE。

在进行小新庄燃气管道改线以及马群交通枢纽工程燃气管道改线过程中发现燃气管道防腐层附着力非常小，为此我们对整条高压管线防腐层状况进行了调查与研究。

管道防腐层的剥离

管道防腐层的剥离管道防腐层的剥离2010-11-02 19:18:04| 分类：默认分类 | 标签： |字号大中小订阅3LPO管道防腐层的剥离Disbondments of 3LPO Pipeline Coatings摘要本文列举了最近十几年运行中的国外油气管道上3LPE和3LPP防腐层剥离的案例，介绍了国外在此方面的分析研究结果和今后的研究动向。

关键词：3LPE，3LPP，防腐层剥离，原因分析Abstract: The paper describes several failure cases of disbondments of 3LPE and 3LPP found on existing abroad oil and gas pipelines. Also it introduces the analysis result of the disbondment and the trend of future work in the world.Key words: 3LPE, 3LPP, coating disbondment, cause analysis一、引言3LPO是英文three layer polyolefin的缩写，表示三层聚烯烃防腐层体系。

常用的是3LPE（three layer polyethylene）三层聚乙烯防腐层体系和3LPP（three layer polypropylene）三层聚丙烯防腐层体系。

实质上，3LPO由三层组成：熔结环氧粉末（FBE）底漆、共聚物粘接剂中间层和聚乙烯或者聚丙烯外防护层。

图1 三层聚烯烃管道防腐层的结构从上世纪八十年代初，曼内斯曼公司（Mannesmann）用熔结环氧粉末（FBE）底漆取代以往采用的双组分环氧涂料，开发成功享有专利权的三层聚乙烯管道防腐层体系。

3LPO管道防腐层体系有优越的机械性能、耐高温（3LPP防腐层最高使用温度110℃），并有良好的补口配套方案，所以在世界各地得到了广泛采用，尤其在欧洲、亚洲、中东、南美洲。

天然气管线聚乙烯三层结构外防腐涂层的应用分析

天然气管线聚乙烯三层结构外防腐涂层的应用分析[摘要]天然气管线外防腐涂层选用过多种涂层，延长管道的使用寿命没有明显提高。

经过技术改进与引进，聚乙烯三层结构外防腐涂层达到了防腐要求。

虽然在使用过程中存在不足之处，但目前已在天然气管线上广泛应用。

[关键词]管道三层结构聚乙烯外防腐防腐腐蚀而覆盖在金属表面的保护层。

要求防腐层应具有有效的电绝缘性，良好的防潮防水性，有较强的机械强度，对金属表面有良好的粘结性，并且防腐层材料和施工工艺对母材性能不产生不利影响，有良好抗阴极剥离性能，有较好的耐化学性和抗老化性。

在选用时还必须考虑到环境、储存和运输介质的运行温度、地理位置和自然场所等等。

天然气管道绝大部分是埋地施工，防腐层对延长管道的寿命来说至关重要，防腐工程随防腐材料，施工技术及有关标准法规等不断的改进而发展完善。

20世纪70年代以前油气管道基本采用石油沥青，但由于劳动强度达、易破损、吸水率高、易被草根穿透、温感强而被淘汰。

80年代开始使用煤焦油瓷漆，虽然其比沥青吸水率小、防腐性能优异，尤其是具有抗细菌腐蚀、抗植物根系穿入的性能，成本低，但是其机械强度较低而有了自己的局限性。

90年代采用熔结环氧粉末，其具石油沥青防腐层，煤焦油瓷漆防腐层以及熔结环氧粉末防腐层的特点，但也由于防腐层机械损伤性能较差，吸水率高不能广泛使用。

最后通过不断技术改进与引进，聚乙烯三层结构防腐层达到了防腐的具体要求，克服了以前防腐层的不足之处。

本文主要分析聚乙烯三层结构外防腐层现场使用后，其优良的性能与存在的不足之处。

一、聚乙烯三层结构外防腐层的结构性能聚乙烯三层结构外防腐层的优点主要表现在各层的结构性能以及层与层之间的紧密粘合。

聚乙烯三层结构外防腐层全称为熔结环氧/挤塑聚乙烯结构防护层，结构由以下三层组成：底层为熔结环氧(60－80цm)；中间层为胶粘剂(170－250цm)；面层为挤塑聚乙烯(约2цmm)。

防护层总厚度大于2.22.9mm。

钢管三层PE外防腐涂层常见缺陷分析

钢管三层PE外防腐涂层常见缺陷分析摘要:钢管三层PE外防腐涂层成型过程中,由于钢管质量、原料、生产工艺等参数的影响,容易形成一些常见的缺陷。

本文总结生产过程中出现的一些缺陷,并进行分析总结,为提高钢管涂层的质量提供参考。

关键词:三层PE、防护涂层、缺陷、分析钢管三层PE防护涂层成型的工艺复杂,任何一个环节出现问题都会影响涂层的质量,因此严格控制每一道工序尤为重要。

常见的涂层缺陷,都由特定的原因造成。

我厂在对现有生产线进行长期实践的基础上,总结了一些常见的缺陷,分析了具体产生的原因，并完善了工艺技术,进一步提升产品的质量。

1成型工艺钢管进厂检验→钢管表面预热→抛丸处理→管内钢砂等杂质清理→钢管表面灰尘清理→钢管中频加热→环氧粉末静电喷涂→底胶热挤出缠绕(包覆)→外层聚乙烯热挤出缠绕(包覆)→水冷却成型→成品防腐层坡口成型→成品管堆放→成品管运输。

2常见缺陷2.1钢管端头涂层翘边涂层翘边,分为生产过程和长期堆放过程中产生的翘边,常见三种形式:①整体涂层翘边,底层的环氧粉末与钢管接触面剥离;②中间胶层与环氧粉末层脱粘,造成翘边;③外层聚乙烯涂层与中间胶层脱粘,造成表层翘起。

翘边产生有共性因素亦有个性因素。

共性因素:都是由于材料的应力作用,引起材料的收缩残余应力大于材料间的粘结强度时,翘边就会出现,而端部和焊缝部位往往是应力集中区域,造成此类共性因素多由涂层成型过程中的个性因素决定。

个性因素:钢管进行抛丸除锈后,表面未清理干净的灰尘或杂物,在钢管表面与粉末层之间形成了隔离层；经过中频加热的钢管局部温度低于粉末胶化所要求的最低温度,钢管表面部分或全部粉末未胶化,限制了粉末层与钢管表面以及中间胶层的粘结。

2.2表面麻点涂层表面呈现直径在2-5mm左右的半球形或半椭球形鼓包,形成不均匀的麻点,严重影响防护涂层的表观质量。

原材料中含有微量在高温环境下可体积膨胀的低分子物质,如空气、水分、溶剂或低分子挥发物,原材料在塑化挤出过程中,该类低分子物质受热体积膨胀,但限于模具空间位阻效应,被压迫在材料体积内难以释放,一旦挤出模口,由于其膨胀速度大于挤出速度,其膨胀应力在未及完全离开模口即已完全释放,故其鼓包形状为半球形或半椭圆形。

3PE防腐涂层剥离作业方案

3PE防腐涂层剥离作业方案3PE防腐涂层剥离作业方案一、目的为确保钢质管道3PE防腐涂层剥离作业顺利进行，对施工方法作出规定。

二、概述3PE防腐层是由3层结构组成：底层为环氧粉末(FBE)，中间层为胶粘剂(AD)，外层为聚乙烯(PE)。

在实际操作过程中将三种材料混合融为一体，经过加工使之与钢管牢固结合。

对3PE防腐涂层进行剥离（即扒皮）作业，就是要扒除与钢质管道牢固结合的3种涂层结构，具体操作是两布：第一步，扒除最外层聚乙烯（PE）涂层；第二步，除去环氧粉末（FBE）涂层，显露基材，恢复钢制管道裸管容貌。

三、施工方法对钢质管道3PE防腐涂层进行剥离采用的基本方法是制造外界条件，对3PE 防腐管道进行高温加热。

车间我们采用的是中频加热，利用中频加热的集肤效应，将需要扒皮的钢管通过中频线圈，可将钢管表面的防腐层迅速软化，破坏3PE防腐涂层各复合结构的粘结性，达到迅速快捷剥离钢管的目的。

四、施工工艺3PE防腐管道输入→中频加热（180℃）→人工扒除聚乙烯涂层→水冷房冷却→FBE管输出（之后进入下一工序）FBE管输入→中频加热（200℃）→熔结环氧粉末层发生轻度焦化，表现为颜色变深、发黄→气管吹扫→水冷房冷却→光管输出→垛区堆放五、操作流程3PE防腐涂层的剥离操作流程为：施工准备、管道预处理、中频加热处理、3PE防腐涂层剥离、水冷房冷却、垛区码放。

①施工准备在施工准备阶段，首先要明确作业人员岗位职责，确定作业人员需求；其次，对相关设备进行检修，确保运行正常；再者，确定管径，根据管径大小进行调线；最后，确保防腐涂层剥离相关工具到位，如美工刀、扁铲或手锤。

②管道预处理管道预处理主要是指对管道外表面进行清理。

③加热处理不管是剥离最外层的聚乙烯（PE）涂层，还是剥离环氧粉末（FBE）涂层，都需使用中频，高温加热已经预处理的管道。

若是进行管道外敷的聚乙烯（PE）涂层剥离时，中频温度宜控制在180℃。

而若对环氧粉末（FBE）涂层进行剥离时，中频温度宜控制在200℃。