鋼管3PE防腐層性能的因素較多，如各工序的布局、設(shè)備選型、表面質(zhì)量、加熱方式、涂裝溫度、冷卻方式、傳動精度、物料特性和檢測等，控制不好則會導(dǎo)致涂層粘接力小、過薄、開裂或氣泡等缺陷，嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范和科學(xué)的作業(yè)方法對控制缺陷、保證防腐管的成品率至關(guān)重要[3-8]。

    中國專利CN200710057236[1].9(一種鋼管防腐水冷卻方法)公布了一種鋼管外部環(huán)形冷卻裝置，冷卻效果有所提高，但仍然無法從根本上克服外部冷卻方法導(dǎo)致的質(zhì)量缺陷和焊道涂層厚度減薄。文獻(xiàn)[2]指出降低涂層厚度減薄的理想方法是從鋼管內(nèi)部進(jìn)行冷卻。

    美國專利US6270847B1公開了一種鋼管防腐內(nèi)部冷卻方法，該方法在鋼管內(nèi)部放入水泵，在鋼管轉(zhuǎn)動過程中向鋼管內(nèi)壁噴水，鋼管和防腐層的冷卻順序為:鋼管、FBE層、膠粘劑層和PE層。鋼管傳熱速度快，可使鋼管和涂層快速冷卻，同時由于防腐層的冷卻過程是從內(nèi)向外，防腐層在冷卻收縮時與管壁的粘接更好，防腐層的環(huán)向應(yīng)力很小，焊道上防腐層減薄很微小，從而提高防腐質(zhì)量并降低原料成本。但這種內(nèi)部冷卻方法實現(xiàn)難度較大。

    文獻(xiàn)[9]和文獻(xiàn)[10]對HPCC(high performance composite coating)涂層系統(tǒng)進(jìn)行了介紹。該工藝將環(huán)氧粉末、膠粘劑層和PE/PP層均通過靜電噴涂涂裝在鋼管表面，可形成一種各層之間連續(xù)過渡的“分級結(jié)構(gòu)”，各層之間沒有明顯的界面，粘接力更強(qiáng)，涂層厚度更均勻，并能消除焊頂和焊腳空穴，減小防腐層環(huán)向應(yīng)力。美國專利US5178902在1993年公布了這種HPCC工藝，并在工程應(yīng)用中取得了良好的效果，但由于粉末體的熱傳導(dǎo)慢，HPCC工藝很難獲得厚的涂層，力學(xué)性能不如3PE。

    加拿大百劭公司研發(fā)了一種完美結(jié)合HPCC工藝優(yōu)點(分級結(jié)構(gòu)均勻涂層)和傳統(tǒng)3PE工藝優(yōu)點(廉價、涂層較厚、力學(xué)性能優(yōu)秀)的新工藝——多層聚烯烴涂敷[1]。管世偉博士在中石油2008重點管道項目技術(shù)與設(shè)備高層論壇會上的報告[11]中提及了這種在材料和施工工藝控制上都有所創(chuàng)新的多層聚烯烴防腐系統(tǒng)。下面對多層聚烯烴涂敷新工藝進(jìn)行介紹。

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3PE防腐三層粉末涂裝的成型方式

   3PE涂層目前所采用的成型方式是環(huán)氧粉末靜電與熱噴涂、中間膠粘劑與外層聚乙烯擠出機(jī)熱擠出纏繞或擠壓包覆成型。

   但對于螺旋焊鋼管或直接焊鋼管，無論采用擠出纏繞成型還是擠壓包覆成型，焊縫側(cè)總存在缺陷。并且在低溫狀態(tài)下，由于中間膠粘劑與環(huán)

氧粉末不存在物理滲透，防腐層受到外界沖擊時，防腐層沖擊區(qū)可能發(fā)生破損。

  若采用三種粉末進(jìn)行3PE涂裝，其涂裝通過沉積熔融來完成，可以減少焊縫防腐層的缺陷，并且粉末的相互滲透熔接增大了接觸面積，進(jìn)一步加大化學(xué)鍵結(jié)合，在低溫狀態(tài)下不易出現(xiàn)沖擊破碎情況，采用三種粉末材料進(jìn)行三層PE涂裝成型具有一定的應(yīng)用價值。

   三種粉末涂裝3PE防腐涂層過程為：鋼管表面處理（除銹）→中頻加熱→環(huán)氧粉末靜電噴涂→中間膠粘劑粉末涂裝→聚乙烯粉末涂裝→流平→冷卻定型。

3pe防腐管是管道（鋼管）在不同的工作環(huán)境中使用，為減緩或防止管道在外介質(zhì)的化學(xué)、電化學(xué)作用下或由微生物的代謝活動而被侵蝕和變質(zhì)在其外壁上涂2層或3層聚乙烯（3PE）以達(dá)到管道防腐，3pe防腐管使用壽命延長3-5倍。

     聚乙烯三層結(jié)構(gòu)防護(hù)層又稱三層PE(3PE)，是近幾年從國外引進(jìn)的先進(jìn)的防腐技術(shù)。它的全稱為熔結(jié)環(huán)氧/擠塑聚乙烯結(jié)構(gòu)防護(hù)層，結(jié)構(gòu)由以下三層組成：底層為熔結(jié)環(huán)氧(≥80μm);中間層為膠粘劑(170—250μm);面層為擠塑聚乙烯(約2mm)。防護(hù)層總厚度約1.8-3.7mm。在三層結(jié)構(gòu)中，熔結(jié)環(huán)氧粉末涂層的主要作用是：形成連續(xù)的涂膜，與鋼管表面直接粘結(jié)，具有很好的耐化學(xué)腐蝕性和抗陰極剝離性能；與中間層膠粘劑的活性基團(tuán)反應(yīng)形成化學(xué)粘結(jié)，保證整體防腐層在較高溫度下具有良好的粘結(jié)性。中間層通常為共聚物粘結(jié)劑，其主要成分是聚烯烴，目前廣泛采用的是乙烯基共聚物膠粘劑。共聚物膠粘劑的極性部分官能團(tuán)與熔結(jié)環(huán)氧粉末涂層的環(huán)氧基團(tuán)可以反應(yīng)生成氫鍵或化學(xué)鍵，使中間層與底層形成良好的粘結(jié)；而非極性的乙烯部分與面層聚乙烯具有很好的親合作用，所以中間層與面層也具有很好的粘結(jié)性能。聚乙烯面層的主要作用是起機(jī)械保護(hù)與防腐作用，與傳統(tǒng)的二層結(jié)構(gòu)聚乙烯防腐層具有同樣的作用。

      3PE防腐管道結(jié)構(gòu)：第一層環(huán)氧粉末（FBE＞100um），第二層膠粘劑（共聚膠）170～250um,第三層聚乙烯（PE）2.5～3.7mm。這三種材料緊密融合在一起，并與鋼管牢固結(jié)合形成優(yōu)良的防腐層。

    2PE防腐管道：管道二層PE防腐結(jié)構(gòu),第一層膠粘劑（AD）,第二層聚乙烯（PE）,二種材料融為一體,各層厚度同三層PE相同.

    厚度：1.7-2.5

    管徑范圍Φ60～Φ1420 

    執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：SY/T0413-2002

    優(yōu)點：

    1、pe防腐管道具有極高的密封性,長期運行可大大的節(jié)約能源，減少成本，保護(hù)環(huán)境。

    2、很強(qiáng)的耐腐蝕能力，施工方簡有速，使用壽命可達(dá)30-50年。

    3、在低溫條件下也具有良好的耐腐蝕和耐沖擊性，PE吸水率低（低于0.01％）。

    4、同時具備環(huán)氧強(qiáng)度高，PE吸水性低和熱熔膠柔軟性好等，有很高的防腐可靠性，

    缺點是：與其它補(bǔ)口材料成本相比，費用高。