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目前我国每年因 金属腐蚀造成的损失达2800亿元人民币 ’ 一些 发达国家的调查资料表明金属腐蚀造成的损失约 占国民总产值的3% 在这些数字中管道腐蚀造 成的损失占有相当比例 ’ 近几年管道建设越来越多,尤其在我国近几年的管道建设高潮中  将要建设的石油天然气管道达4万km以上各地将建 设城市天然气管道4万km以上,各地城市还要 建大量的城市供水供热等城市管道为确保这些 管道安全平稳和长期运行就需要解决一些技术问题管道防腐就是这些技术问题中的一个重要方面因此管道行业十分关注管道防腐问题研究和推广管道防腐新材料和新工艺成为提高管道防腐水平确保管道防腐质量的发展方向和必由之路。

我国管道防腐情况分析 

我国管道防腐涂层的种类 在我国管道建设史上应用最多时间最长的 是石油沥青防腐涂层 ,20世纪70年代开始在部 分城市管道应用环氧煤沥青涂层20世纪80年 代初开始在部分管道应用包覆聚乙烯涂层20世纪80年代中期开始应用环氧粉沫防腐涂层,但由 于当时价格较高只在河流穿越等部分地段应用 在长距离输油气管道尚未大量使用 20纪90代陕---京气管道开始应用三层结构缠绕聚烯涂层,近几年建设和将要建设的管道也都选用和将选用此涂层我国管道防腐进入大量应用聚乙烯防腐涂层的新阶段 

各种涂层优缺点 

对各种防腐涂层应根据其防腐性能,使用寿命,施工效率,经济合理,有无公害, 吊运和堆放的 损伤等因素进行分析确定涂层的优劣情况。

(1)石油沥清涂层的防腐性能较好,但是涂层是在流动状态下涂敷的,因而涂层质量不好保证,石油沥青对温度很敏感,温度高流淌温度低变脆石油沥青老化快 耐久性差耐微生物腐蚀性能差容易被植物根穿破吊装运输也容易碰伤因此可以说此涂层防腐效果是不好的。

(2)煤焦油瓷漆:这是沥青类涂料防腐性还可以,但在低温环境中易脆化有出现裂纹可能 在工艺过程中产生的烟雾和蒸汽含有毒成分还有阴极保护电流受屏蔽现象这就会影响阴极保护效果

(3)环氧煤沥青::涂层防腐性能比较好价格也适中,但是涂层固化时间长给施工带来极大的 不便 ’ 此涂层很难避免针孔低温条件下容易开裂抗紫外线性能差 ’
材料中还含有毒成分 。

(4)环氧粉沫::涂层的各项理化指标,机械性能,耐火性都很好是一种防腐效果好的涂料只是涂层很薄在吊装运输堆放过程中机械碰伤的可能性很大,此外还有出现针孔的可能,低温弯曲性能不如聚乙烯 

(5)聚乙烯: 这是一种机械性能,理化指标耐久性都很好的防腐涂层,是技术先进,经济合理的 防腐技术 ’ 因为聚乙烯本身有机械强度高抗冲击好耐久性好无针孔, 阴极保护电流低,阴极剥离,性能好, 耐酸耐碱性能好,污染。?视梦露确段?-50°-80°C)优点所以此涂层在世界各地 尤其发达国家广泛应用。


国内外管道防腐技术发展趋势


在国外一些工业化国家 石油沥青,煤焦油瓷漆,环氧煤沥青已很少应用,在美国,加拿大等国家管道防腐大部分选用聚乙烯和环氧粉沫防腐层, 在德国 . 法国 . 美国 . 英国 . 意大利 . 日本 . 中国 台湾等国家和地区大部分管道选用聚乙烯防腐涂 层 ,具体工艺有包覆聚乙烯 . 挤压缠绕聚乙烯 ! 二层和三层结构 ( 和熔结聚乙烯涂层 ) 近几年又出现 冷缠热熔成型的聚乙烯涂层 。


我国由于经济体制改革和科学技术的发展,管道防腐技术也在发展和进步,几种陈旧的防腐涂层应用的越来越少,聚乙烯防腐涂层的应用越来越多,而且突破单一的包覆聚乙烯防腐工艺, 从 陕-京输气管道开始,近几年建设的输油,输气管道大部分选用了三层结构缠绕聚乙烯涂层,熔结聚乙烯涂层也在部分厂区管道和城市管道防腐中应用,但输油 . 输气管道防腐尚未应用此工艺这就需要进一步开拓与发展。


 

聚乙烯涂敷工艺

 

1 挤出包覆聚乙烯工艺 此涂层通常称为夹克 其工艺是经过清理 .除锈和预热的钢管通过挤压设备的环形通道,粘胶剂和聚乙烯通过挤出机按先后顺序挤压在钢管外 面形成无缝套筒式的聚乙烯涂层,此工艺适用于中小直径钢管的防腐涂层。



2 挤压缠绕聚乙烯工艺 

此工艺是将经过清理 . 除锈 ,加热的钢管按一 定的旋转速度送入涂敷区,第一台挤出机按一定 厚度和密度挤出胶粘剂薄膜并缠绕在钢管表面 在胶粘剂还处于熔化状态时,第二台挤出机挤出 聚乙烯薄膜并缠绕在胶粘剂外而形成涂层 ) 这就是二层结构聚乙烯涂层,如在缠绕胶粘剂前在钢 管表面喷涂一层环氧底漆即为三层结构缠绕聚乙烯涂层 



3 熔结聚乙烯工艺 

本涂层的原料是线性聚乙烯即聚乙烯粉沫其生产方法是以低密聚乙烯为主体加入适量氧 化剂 . 改性剂 . 光稳定剂 . 流平剂 . 颜料和填料等各 种助剂而制成,线性聚乙烯分子具有短小而有规则的直链结构分子排列整齐其密度和结晶度介于高度和低密聚乙烯之间,机械强度,耐化学腐蚀耐环境应力开裂等性能均优于低密聚乙烯,用 于管道防腐涂敷工艺有如下几种 


1、( 浸涂工艺)把聚乙烯粉沫即线性聚乙烯置于流化床中加热的钢管浸于呈沸腾状态的粉沫中线性聚乙烯熔结在钢管表面形成钢管的防腐涂层。

2、( 喷涂工艺)加热的钢管边旋转边前进通过多把喷枪把线性聚乙烯粉沫喷至钢管表面熔结 成涂层


3、( 喷洒工艺)加热的钢管边旋转边前进进入涂敷区通过多个喷洒机构把线性聚乙烯粉沫 熔结在钢管表面形成涂层。


熔结聚乙烯防腐涂层的可靠性

(1)熔结聚乙烯管道防腐涂层在国外已广泛应用法国 . 德国 . 英国 . 意大利 . 美国 . 加拿大 . 日 本 . 中国台湾省等国家和地区都有多年应用历史,这些应用实践说明这是成熟的管道防腐工艺。

(2)近几年在我国已开始在厂区管线 . 城市 管线的防腐工程中应用熔结聚乙烯防腐涂敷工艺从销售业绩和检测报告完全可以说明这种防腐工艺是可靠的,涂层的各项理化指标 . 机械性 能 . 耐久性等均可达到国内外长输管道防腐涂层 的技术标准的要求。

(3) 从理论上分析环氧粉沫和聚乙烯粉沫线性聚乙烯均属热熔型粉沫材料前者在我国已 有多年的应用历史,当然后者可依同样原理用相 似的工艺生产应用于管道防腐工程中。

(4) 熔结聚乙烯涂敷工艺所需的设备都是成熟的其中抛丸除锈 . 中频加热或红外线加热设备在其他防腐工艺中已广泛应用,而且也有多年应用历史,涂敷设备在法国 . 日本等发达国家早已有定型设备,我国也已有若干台这种涂敷设备,只是涂敷钢管长度不同因此, 国内完全可以加工这种设备,从工艺原理 . 涂层的原材料 . 应用实践 . 质量 检测 . 所需设备等方面综合分析 熔结聚乙烯管道,防腐涂敷工艺,和涂层质量完全是可靠的。


聚乙烯防腐涂敷工艺和涂敷质量的对比 


(1)前面讲过 " 聚乙烯防腐涂层有三种涂敷工艺 " 其中 " 包覆聚乙烯即夹克只适用于中小管径的防腐涂层 " 所以这里只对熔结聚乙烯和缠绕聚乙烯两种涂敷工艺进行分析对比在德国 " 熔结聚乙烯和缠绕聚乙烯工艺采 用同一技术标准即DIN 30670。对两种涂层的各项技术指标的要求是相同的.1996年葡萄牙建成的750km天然气管线,同时选用这两种涂敷工艺,


近几年国内熔结聚乙烯涂层的检测报告的各 项指标均达到三层结构缠绕聚乙烯的要求标准 " 所以说这两种钢管防腐涂层在技术和质量方面是 属于同一档次的产品.

缠绕聚乙烯的成型工艺决定涂层有搭接缝接缝毕竟是薄弱环节 " 熔结聚乙烯工艺是聚乙 烯粉沫熔结成型的涂层 " 因此是无搭接缝的整体涂层 " 无薄弱环节.

缠绕聚乙烯涂层在涂敷过程中挤出的片状材料单向受控,此涂层有沿拉伸方向开裂的可能 熔结成型的聚乙烯涂层,成型过程中涂层不受 力当然也无双向受力不等问题 " 因此不会出现开裂现象.

缠绕聚乙烯工艺在涂敷过程中遇焊道等突出体流动状态的片状聚乙烯受突出体撑拉而变薄 " 再经受压辊的滚压 " 使突出层变得更薄 " 实 践证明这种涂层会减薄25%-30%为保证设计厚度就要把全部涂层加厚 " 这就造成材料的浪费.另外,在焊道等突出体两侧形成两个空间,尤其螺旋焊缝钢管的焊缝和压辊成一定角度 ,焊缝 两侧的空间更大些,这种空间就是管道防腐的隐患. 

缠绕聚乙烯涂层的底漆和胶是为增加粘结力而涂敷的 " 真正起防腐蚀作用的是聚乙烯 " 这样 " 两种相同厚度的涂层 " 缠绕聚乙烯工艺和熔结 聚乙烯工艺相比 " 涂层中聚乙烯厚度少0.3-0.5mm再考虑焊缝处涂层的减薄 " 对中等管径即厚度为2.2m 的涂层 " 缠绕聚乙烯涂层中聚乙烯厚度仅有1.05-1.25mm. 这不仅影响防腐效果,也成为受冲击碰撞的薄弱环节. 


涂层的材料种类多 " 工艺必然复杂 " 所需 的设备也多 " 涂敷难度必然增大,因此影响质量的因素增多 " 控制质量的难度也相应加大 " 熔结聚乙 烯涂层只需一种材料 " 涂敷程序简单 " 因此控制质 量困难相对减少。

缠绕聚乙烯工艺必须在涂敷前把钢管连 起来并全部涂敷防腐涂层 " 缠绕涂敷后再去掉连 接机构变成单根钢管 " 再把钢管两端涂层打磨掉15%, 这样不仅浪费材料而且使涂敷工艺复杂化,熔结聚乙烯涂敷工艺可在钢管两端不作涂层 " 这样既节省材料又简化了涂敷作业程序。


缠绕工艺不能作弯管和有法兰的短管管件防腐涂敷 " 也无法进行钢管内壁涂敷 " 还不适合 螺旋焊缝钢管防腐涂敷熔结聚乙烯涂敷工艺可适用于各种焊缝的钢管和管件的防腐涂敷 " 这样 可在同一条管道选用同一种防腐涂层。


从经济效益方面分析 " 熔结聚乙烯涂层的 价格可稍低于三层结构缠绕聚乙烯涂层 " 接近二 层结构聚乙烯涂层。


结论:

从防腐性能 : 使用寿命 : 施工效率 : 吊运损 伤 : 经济效益 : 应用范围 : 有无公害等方面分析 " 聚乙烯管道防腐涂层是我国管道防腐的发展方向是技术先进 : 经济合理的防腐涂层 " 应在我国管道防腐工程中推广应用。


聚乙烯管道防腐涂层的三种工艺都是成 熟的 " 国外均有多年的应用历史 " 不能说哪一种涂 层是唯一的涂层 " 只是由于涂敷工艺不同而各有不同的应用条件和适用范围,包覆聚乙烯适用于 中小直径管线的防腐涂敷 ; 缠绕聚乙烯适用直缝 钢管和无缝钢管等直管的防腐涂敷 ; 熔结聚乙烯 适用于各种钢管和管件的防腐涂敷 " 还可用于部 件金属构件的防腐涂敷 " 因而大大拓宽了聚乙烯 防腐涂层的应用范围.


我国生产的聚乙烯粉沫即线性聚乙烯以及部分厂区管线和管件防腐涂层的检测报告的各 项技术指标均可达到国内外三层结构缠绕聚乙烯 防腐涂层技术要求 " 因此 " 目前我国有条件推广应用熔结聚乙烯防腐涂敷工艺.

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