防腐涂料
研究长距离矿浆管道工程埋地钢管的外防腐层设计
近些年来,国际上出现了“管道热”现象。“管道输送”具有对复杂地形适应性强、投资与经营费用较低等特点,已发展成一种经济性好、技术可靠的运输方式,目前已在一些行业得到了广泛应用。长距离矿浆管道工程纷纷上马,中国贵州瓮福磷精矿管道工程(长约45.6km)、山西太钢尖山铁精矿管道工程(长约102km)和云南昆钢大红山铁精矿管道工程(长约171km)是国内长距离矿浆管道工程的典型实例。
防腐层在很大程度上对保证长距离矿浆管道工程埋地钢管的使用寿命和整个工程起到重要作用,选择一种优质、安全可靠、具有成熟生产工艺、适合工程特点并具有成功应用实例的防腐层可以使管道使用寿命达到几十年或更长,对整个长距离矿浆管道工程尤为重要。
长距离矿浆管道工程埋地钢管的外防腐层应具有在土壤中长期稳定的性能,具备良好的电绝缘性、与管道基体牢固的粘结力、透气性低、优越的抗水渗透性、耐各种环境土壤腐蚀性能优良、机械强度高、耐土壤应力作用能力强、与阴极保护的匹配性好等特性。
2外防腐层的应用概况
近年来,国内外在埋地钢管防腐层材料和技术方面都获得了快速的发展,新材料、新工艺和新设备不断出现。根据管道外防腐层的类型及其发展,目前用于长距离矿浆管道工程埋地钢管的外防腐层主要包括:3PE、环氧粉末(FBE)和聚乙烯胶粘带,其中3PE防腐工程应用实例较多,FBE防腐工程应用实例次之,但近年来发展较快,聚乙烯胶粘带防腐工程应用实例相对较少。
3PE、FBE和聚乙烯胶粘带防腐层在长距离矿浆管道工程埋地钢管中的应用实例如图1。

图1
3外防腐层的技术性能
3.13PE防腐层
3PE防腐层由环氧粉末、胶粘剂、聚乙烯组成,是采用环氧粉末涂敷打底、胶粘剂及聚乙烯PE热缠绕或热包敷形成的。3PE防腐层被称为“完美涂层”,综合了环氧粉末和聚乙烯的优点,其环氧粉末底层和管体结合牢固,中间胶粘剂层能够为底层和外层提供理想的粘结力,PE外层完好。
3PE防腐层是目前国内外普遍采用的钢质管道外防腐层,具有耐腐蚀、抗阴极剥离、机械强度高、抗水渗透性好、耐紫外线防老化性能好、绝缘电阻高、耐酸碱性能好、不怕植物根刺,不污染环境、粘结强度高、高柔性、适用温度范围宽、补口补伤简便、使用寿命长、生产自动化程度高等一系列优点,在各种环境下都获得了优异的防腐效果,获得了很高的评价。3PE防腐层在我国应用以来,表现出优异的综合防腐性能,越来越受到关注,并在大部分长距离矿浆管道工程中得以应用。
另外,3PE防腐层也有一些缺点,主要表现在两个方面:一是3PE防腐层的整体性控制和补口防腐层质量控制难度较大。3PE防腐层涂装工艺复杂,如果控制不严格,就会出现各种缺陷,包括粘结力小、气泡、空鼓、厚度不均匀等缺陷。目前,3PE防腐钢管的各种补口技术都不能达到管体3PE防腐层的质量水平,也没有一种补口技术能够保证3PE防腐层的完整性,国内主要采用热缩套/带补口,手工作业难度大,质量控制困难,尤其是大口径管道的补口。
3.13PE防腐层
3PE防腐层由环氧粉末、胶粘剂、聚乙烯组成,是采用环氧粉末涂敷打底、胶粘剂及聚乙烯PE热缠绕或热包敷形成的。3PE防腐层被称为“完美涂层”,综合了环氧粉末和聚乙烯的优点,其环氧粉末底层和管体结合牢固,中间胶粘剂层能够为底层和外层提供理想的粘结力,PE外层完好。
3PE防腐层是目前国内外普遍采用的钢质管道外防腐层,具有耐腐蚀、抗阴极剥离、机械强度高、抗水渗透性好、耐紫外线防老化性能好、绝缘电阻高、耐酸碱性能好、不怕植物根刺,不污染环境、粘结强度高、高柔性、适用温度范围宽、补口补伤简便、使用寿命长、生产自动化程度高等一系列优点,在各种环境下都获得了优异的防腐效果,获得了很高的评价。3PE防腐层在我国应用以来,表现出优异的综合防腐性能,越来越受到关注,并在大部分长距离矿浆管道工程中得以应用。
另外,3PE防腐层也有一些缺点,主要表现在两个方面:一是3PE防腐层的整体性控制和补口防腐层质量控制难度较大。3PE防腐层涂装工艺复杂,如果控制不严格,就会出现各种缺陷,包括粘结力小、气泡、空鼓、厚度不均匀等缺陷。目前,3PE防腐钢管的各种补口技术都不能达到管体3PE防腐层的质量水平,也没有一种补口技术能够保证3PE防腐层的完整性,国内主要采用热缩套/带补口,手工作业难度大,质量控制困难,尤其是大口径管道的补口。
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