摘要：

簡述了油氣管道的外三層結(jié)構(gòu)當(dāng)中聚乙烯（3PE）的防腐層存在的主要結(jié)構(gòu)特點以及其防腐的機理，并對3PE的整個生產(chǎn)和加工過程當(dāng)中最為常見的一些質(zhì)量的缺陷進行了一定的剖析，并在此基礎(chǔ)上，提出了幾個進行質(zhì)量監(jiān)控的具體辦法和措施。

1.3PE防腐層的主要結(jié)構(gòu)以及防腐的機理

3PE涂層，它的底層是一個環(huán)氧粉末層，環(huán)氧粉末一般主要由一些環(huán)氧的樹脂、固化劑、催化劑、改性劑、流平劑、顏料、觸變劑等材料來組成的，然后再經(jīng)過一定的混合技術(shù)、熔融并擠出、進行研磨、篩分然后加工來制成的，由于它的組分當(dāng)中的環(huán)氧樹脂是含有一種環(huán)氧的基團的，所以，在3PE的涂層進行高溫的加工過程當(dāng)中，其環(huán)氧粉末里面所具有的固化劑和它的環(huán)氧樹脂里面所具有的一個環(huán)氧基團就會發(fā)生一定的固化反應(yīng)，這種反應(yīng)的后果是可以產(chǎn)生一個輕基或者是酉旨基等活性的基團，而這些個活性的基團就可以和金屬或者是金屬的氧化物結(jié)合，從而形成一個離子鍵，這個離子鍵就可以使它能夠牢固地附著在這個金屬的表面。

2.三層結(jié)構(gòu)聚乙烯防腐技術(shù)應(yīng)用比選

根據(jù)目前世界上長輸管道工程的應(yīng)用情況，可供比選的外防腐層有：三層結(jié)構(gòu)聚乙烯防腐層（三層PE）、熔結(jié)環(huán)氧粉末（FBE）和雙層熔結(jié)環(huán)氧粉末（雙層FBE）。FBE在北美使用廣泛，三層PE則是歐洲和國內(nèi)大型管道工程的首選外防腐層，據(jù)美國《管道文摘》對天然氣管道外防腐層調(diào)查報告，在管徑大于φ812.8mm管道涂層中，三層PE用量居第一位。雙層FBE的使用相對較少。這三種防腐層都具有使用壽命長、優(yōu)異的耐土壤應(yīng)力、耐化學(xué)介質(zhì)浸泡、耐陰極剝離等性能，也同樣具有要求原材料質(zhì)量和涂敷預(yù)制參數(shù)控制和檢測水平高的特點；主要差異在于：FBE成本略低，屬多孔性薄涂層，不易產(chǎn)生陰極保護屏蔽，但薄而脆，在耐沖擊性能和耐水汽滲透性能較低，致密性差，消耗的陰極保護電流較大；雙層FBE是在傳統(tǒng)的防腐型粉末涂層外面再噴涂一層保護型環(huán)氧粉末涂層，典型數(shù)值為內(nèi)層≥350um，外層厚度為≥450um，提高了抗沖擊強度和耐磨性，減少了吸水率，但造價隨之大幅上升，而機械性能仍不及三層PE；三層PE的突出優(yōu)點是吸水率低、抗沖擊性能優(yōu)異，在復(fù)雜的施工環(huán)節(jié)中造成貫穿性損傷的幾率少，防腐層完整性好，陰極保護電流密度最低，但成本略高。

3.防腐管道現(xiàn)場熱收縮帶補口施工工藝及質(zhì)量評價

管道補口補傷是埋地鋼質(zhì)管道安全運行的重要保證，防腐層是防止和減緩

埋地鋼質(zhì)管道腐蝕的重要手段，在整個管道外防腐施工中，補口是保證管道防

腐完整性的重要工藝，也是整條管道防腐層質(zhì)量中的最薄弱環(huán)節(jié)。鋼管防腐是

在工廠內(nèi)嚴格的質(zhì)量保證體系控制下預(yù)制生產(chǎn)的，而補口是在施工中現(xiàn)場預(yù)制

的，現(xiàn)場補口質(zhì)量比管體的質(zhì)量差，容易造成補口失效。

3.1液態(tài)環(huán)氧涂料補口

環(huán)氧粉末防腐層的應(yīng)用早于3PE防腐層，后者是基于環(huán)氧粉末防腐層，為了彌補環(huán)氧粉末防腐層機械強度差而發(fā)展起來的。環(huán)氧粉末防腐層多采用液態(tài)環(huán)氧涂料進行現(xiàn)場補口。在北美地區(qū)，早已使用液態(tài)環(huán)氧進行3PE管道的補口，我國目前只有深圳BP大鵬公司在部分LNG管道的補口作業(yè)中進行了應(yīng)用。補口時，管口表面經(jīng)噴砂處理，應(yīng)達到SSPC SP10、NACE2或Sa2.5級，錨紋深度50～100um；使用雙組分無氣噴涂機（噴涂級）或硬質(zhì)鬃毛刷（刷涂級）進行涂敷；當(dāng)環(huán)境溫度低于10℃或低于露點溫度3℃時，需對管口進行預(yù)熱，溫度保持在60℃以下。當(dāng)環(huán)境相對濕度高于80%時，不得施工。

其特點是常溫固化，固化速度快；與基材粘接強度、韌性和抗沖擊強度優(yōu)異，耐溶劑和耐化學(xué)介質(zhì)性能良好；一次刷涂或噴涂膜厚可達1mm，可以一次性達到設(shè)計膜厚度（可有效避免因多道涂裝施工而導(dǎo)致的涂層分層問題，同時大大提高施工效率）；施工過程中無任何有害成分揮發(fā)，施工安全；成膜質(zhì)量高，涂層極少存在針孔，涂層密實，屏蔽性高；液態(tài)環(huán)氧補口最大的優(yōu)點是不會產(chǎn)生陰極屏蔽，由于涂層與陰極保護的相容性，即便在施工過程中由于磕碰造成補口涂層破損，破損點也不會發(fā)生腐蝕。

3.2液態(tài)聚氨酯補口：

3PE防腐管線液體聚氨酯涂料補口是一項成熟技術(shù)，采用現(xiàn)代無溶劑液體聚氨酯涂料，雙組分、高壓無氣、加熱噴涂的防腐補口作業(yè)方式其作業(yè)效率高，涂裝質(zhì)量可靠，可保證補口涂層的均勻性、作業(yè)質(zhì)量的一致性，在3PE防腐管線上有長期良好的應(yīng)用業(yè)績，是目前補口主流技術(shù)之一，3PE防腐管線補口采用液體聚氨酯涂料已成為趨勢。

3.3熱收縮帶（套）補口：

輻射交聯(lián)三層結(jié)構(gòu)熱收縮帶是國際成熟的、廣泛采用的對三層PE防腐管的補口方式。熱收縮帶帶有配套的底漆，同樣形成三層結(jié)構(gòu)，更加保證了補口的可靠性。它與PE、鋼的粘結(jié)性能、搭接剪切強度、耐陰極剝離及抗沖擊性能等重要指標均能滿足本工程的要求；施工工藝成熟，現(xiàn)場的可操作性強，在復(fù)雜的施工現(xiàn)場，質(zhì)量易保證。

其技術(shù)特點是熱收縮帶補口方式簡便易行，具有一定的機械強度，能夠抵抗下溝過程中的磕碰和刮傷，但也存在明顯的缺陷：熱收縮帶安裝質(zhì)量受人為操作影響大，每一個環(huán)節(jié)都必須嚴格控制質(zhì)量，一個環(huán)節(jié)的薄弱將導(dǎo)致補口質(zhì)量不合格；熱收縮帶與管體防腐層粘結(jié)能力差，受日照或土壤應(yīng)力作用，容易起皺、開裂；焊縫處很難做到無氣泡、無空鼓，如果水分進入熱收縮帶下面，則會沿焊縫擴散。由于熱收縮帶的絕緣作用，陰極保護電流無法到達腐蝕表面，不能阻止腐蝕。

4.結(jié)束語

油氣管道的三層結(jié)構(gòu)聚乙烯的防腐層技術(shù)還在繼續(xù)的發(fā)展中，尤其是在西方發(fā)達國家，他們已經(jīng)有了十多年的實際應(yīng)用經(jīng)驗了，這種方法也是目前在國際上使用過的最先進的一個管道的防腐技術(shù)，在未來肯定還會有很廣闊的發(fā)展空間。