燃气3pe防腐钢管输送管道常规钢管3PE外防腐工艺简介 钢管3PE外防腐系统通过中间层胶粘剂的连接,**结合了环氧底漆对氧气的低渗透性、与钢管的强粘接性以及抗阴极剥离特性和聚乙烯层对湿气的低渗透性、良好的抗冲击韧性以及低成本特性,被誉为“永不腐蚀的防腐系统”,广泛应用于世界各国的油气输送、输水工程乃至海洋管道工程。 在常规的3PE侧缠绕挤出工艺中,硅橡胶压辊用来压紧挤出的片材以增强各涂层之间的接触,促进粘连,平滑聚烯烃重叠层,将熔融的聚烯烃推向不规则的表面(包括凸出的焊道)。硅橡胶压辊的效果很大程度上取决于焊道的几何形状。对于凸出较高的焊道或方形焊道,当钢管旋转至压辊时,熔融的聚合物能被压进焊道的前侧,但压辊可能无法提高焊道后侧的接触,导致焊脚处出现空穴 [1] 。 在胶粘剂层和聚乙烯层挤出缠绕的过程中,压辊和传动轮胎作用在熔融涂层上的压力使焊道上的防腐层减薄,在水冷过程中传动轮胎的压力继续使防腐层减薄 [2] 。目前国内的3PE工艺普 遍采用外部冷却的方法,**外层的PE层**先冷却,然后依次为胶粘剂层、熔结环氧树脂层和钢管管壁。PE层从熔融状态冷却为固态时存在显著的体积收缩率(10%～25%),在外表面逐渐冷却时,PE层在钢管上产生环向应力。在焊道凸出位置,这个环向应力将会拖曳熔融聚合物形成切线

燃气3pe防腐钢管输送管道三层粉末涂层均在钢管的预热下熔结,因粉末层传热较慢,为加速外层的熔结,可在PE/PP喷涂之后布置一个红外线加热器,射线波长为3～10μm。 PE/PP挤出缠绕过程和3PE工艺中PE的挤 出缠绕过程相同,可在“分级结构”的三层粉末涂层上涂敷客户要求的任意厚度的PE/PP。 涂敷钢管的冷却采用美国专利US6270847B1公布的钢管内部冷却方法对钢管从内部进行快速冷却,然后再用传统的外部冷却方法从外部对钢管进行冷却,以达到**佳的冷却效果。 多层聚烯烃防腐系统的涂敷效果如图4所示,红色涂层为FBE,喷涂的胶粘剂、PE层和挤出的PE层之间没有明显的界面,涂层与钢管之间没有空穴,焊道上涂层的厚度减薄很小,约为91.3%。力学测试结果也表明多层聚烯烃防腐系 统的抗冲击韧性等力学性能优于常规3PE防腐系统。 图4 多层聚烯烃涂敷的钢管截面涂敷效果 多层聚烯烃涂敷工艺和常规的3PE工艺在空间布局上接近,用HPCC喷涂系统取代原有的FBE 喷涂系统和胶粘剂挤出系统,利用原有的PE/PP挤出系统,可对现有3PE生产线进行技术改造。 4 结 论 多层聚烯烃涂敷工艺能显著提高3PE钢管外防腐的质量,已经成为加拿大百劭公司3PE钢管防腐的发展方向。加强对多层聚烯烃涂敷工艺的国产化研发,用新工艺装备新的防腐生产线或对旧的防腐生产线进行技术改造,对提升我国3PE钢管外防腐水平具有积极意义