管道外防腐层选择

管道外防腐层选择

1 前言

自从陕一京输气管道外防腐首次采用三层结构聚乙烯(简称三层PE)以来，国内几乎所有长输管道都采用三层PE进行外防腐。三层PE是目

前国际公认的最优秀的外防腐层，但缺点是其造价也相对较高。

2 埋地钢质管道外防腐层选择一般原则

埋地钢质管道外防腐层选择一般应遵循下列原则：

(1)结合管道沿线自然地理环境，选择适合管道敷设环境的外防腐层，确保管道在使用寿命期限内稳定、安全运行。

(2)与管道具有良好粘结力，耐阴极剥离，耐植物根茎穿透，耐微生物腐蚀，具有足够机械强度和绝缘性能，易于补口补伤，能与阴极保护联合使用。

(3)经济合理，在达到防腐技术要求的前提下节省投资，性能价格比高。

(4)借鉴国内历年来各种防腐材料的使用情况，立足国内的技术基础和施工能力，注重施工的可行性。管道外防腐层预制、运输方便，能满足工程需求。

(5)实际工程应用中技术成熟可靠，防腐性能效果好。

3 埋地钢质管道外防腐层性能要求

管道外防腐层的作用是将腐蚀介质与被保护金属表面隔开，在埋地管道防腐工程中，防腐层占有重要的位置，对延长管道的使用寿命、维持正常使用及增加运行安全性都有十分重要的意义。作为埋地管道外防腐层，其性能要求如下：

(1)良好的防潮、防水性；

(2)较强的机械强度(包括抗冲击强度、耐弯曲

性、耐磨性、针入度等指标)；

(3)好的耐阴极剥离性能；

(4)防腐层对钢材表面有良好的粘结性；

(5)良好的电绝缘性能；

(6)较好的耐化学性能和抗老化性能；

(7)易于施工，易于补口、补伤；

4 埋地钢质管道常用外防腐层比较

目前国内埋地长输管道使用的外防腐层主要有：挤压聚乙烯、熔结环氧粉末、聚乙烯胶带及煤焦油瓷漆四大类。

(1)挤压聚乙烯

挤压聚乙烯防腐层分两层结构和三层结构。两层结构俗称夹克，具有防腐结构性能良好，机械强度高，电绝缘性能好的特点，且价格较低。主要缺点是一旦防腐层破裂，阴极保护电流很难达到钢管表面，因此，易产生缝隙腐蚀；三层结构（3PE）由环氧粉末、底胶、聚乙烯组成，该种防腐结构性能优异，机械强度高，电绝缘性能优异，不污染环境，材料来源容易解决，是目前最为优秀的防腐层。挤压聚乙烯

有两种挤出工艺，一种是纵向挤出包覆工艺，适用于无缝管；一种是侧向挤出缠绕工艺，适用于螺旋焊缝管和直缝管。主要缺点是预制工艺复杂、造价偏高。

(2)环氧粉末

环氧粉末属热固性防腐涂料，由于没有有机溶剂，施工时不考虑防火，不污染环境，材料损耗少，利用率达95 以上。涂层具有固化时间短，附着力强，耐磨性好，抗土壤应力好，阴极剥离半径小，耐高温、耐酸碱介质等特点，是目前较为优秀的防腐涂层。目前国外50 9，6以上的管道工程采用该种涂层防腐，国内已实现了大规模机械化生产作业。近几年在青海油田输气管线、浦东机场航空油管线、天津航空油管线、长庆气田集气管线以及诸多长输管道的河流定向钻穿越等重点工程上广泛采用。通过几年的施工，积累了较丰富的实践经验，该种涂层和目前其它涂层相比，价格较低。主要缺点是涂层太薄，抗冲击性差，涂敷、运输、施工极易受伤，吸水率较高，补口、补伤工艺较复杂。

(3)聚乙烯胶带

聚乙烯胶带为冷缠施工，可手工，亦可机械缠绕。主要优点是施工方便，价格便宜，绝缘电阻高，抗杂散电流腐蚀能力好。主要缺点是冷缠方式在管子焊缝凸起处易形成防腐层剥离，在胶带搭接处的粘接力也较差，易引起剥离，底胶质量不稳定，胶层软，抗土壤应力差，加上其机械强度较低，耐磨性和抗冲击性能较差，只是在小口径，短距离的管线上应用较多，但使用寿命很短。

(4)煤焦油瓷漆

煤焦油瓷漆防腐层由底漆、瓷漆、内外缠带组成，该种防腐结构层防腐性能好，耐酸、碱、盐及微生物腐蚀，吸水率低，不怕植物根扎，使用寿命长。主要缺点是绝缘电阻不高、机械性能差，低温发脆、易污染环境，不耐土壤应力，抗冲击力差，维修工作量大。由于其污染环境，因此，不宜在人口稠密的地区使用。

(5)外防腐层综合比较

外防腐层综合比较见表1。

5管道外防腐层补口

5．1 环氧粉末现场热喷涂

环氧粉末现场热喷涂工艺复杂，其工艺中最难控制的是加热和喷涂。当加热到要求温度时，需撤走加热装置，换上喷涂装置。这期间由于环境条件的不同，当换上喷涂装置后，管体本身的温度已发生了变化(逐渐降低)。因此，即使再有经验，也很难保证喷涂环氧粉末时，管体的温度正好是粉末的固化温度。这样就很难保证环氧粉末完全熔融、固化。另外，当涂层要求较厚时，可能会出现外边的环氧粉末不能熔融、固化的情况。对于与管体涂层搭接部分和当补口质量达不到质量要求进行补涂时，很

难保证前后两层熔合到一起。总之，就目前的工艺，环氧粉末补口质量很难达到与管体相同的质量要求。最常见的质量问题是环氧粉末未能完全熔融、固化，造成漏点较多。

5．2 无溶剂液态环氧补口涂料冷涂

目前，国内应用较多的无溶剂液态环氧补口涂

料有帕罗特结(Powercrete J)涂料和YH16等。口处和弯头处外防腐。主要特性如下：

(1)方便灵活的施工方式，能够在现场常温的条件下进行防腐施工，既可手工涂覆

又可机涂，质量容易保证。

(2)固化时间短，夏天30min表干，2h硬化，4h固化，可下沟回填。

(3)形成的涂层坚硬、光滑。

(4)具有良好的耐酸碱性，其使用寿命可长达50年以上。

(5)维护方便，一次涂敷厚度可达500U m，在防腐施工过程中出现的管道表面防腐层的损伤都可现场修补。

(6)对FBE涂层具有强的粘结力。

(7)补口造价较低。

其主要优点是涂层与钢管及管体环氧粉末层均有很好的粘结力，缺点是在管道补口施工时，受环境和操作人员的熟练程度影响较大，特别是冬季施工应小心。施工不好时易产生漏点。

5．3 热收缩套包复

由于环氧粉末涂层、钢管、热收缩套胶层和热收缩套聚乙烯层的膨胀系数不同，所以，即使热收缩套施工质量很好，也会随着管道使用年限的增加，冬夏的交替，使热收缩套和环氧粉末涂层产生分离，优其是热收缩套的边缘处。为确保补口质量，最好采用三层结构热收缩套，即在钢管上先涂刷一层无溶剂液态环氧底漆，等底漆表干后再包复热收缩套。这样无溶剂液态环氧底漆与钢管和管体环氧粉末层有很好的粘结力，与热收缩套也有较好的粘结力。采用三层结构热收缩套补口，质量容易保证，但施工工艺较复杂，造价较高。

5．4 三种补口方法比较

三种补口方法优缺点及经济比较见表2。

5．5 推荐补口方式

根据以上三种补口方式的比较，从补口质量和造价上来看，可优先考虑采用三层结构热收缩套补口方式。

6 3PE防腐的工艺流程图