聚乙烯三层结构防护层又称三层PE(3PE),是近几年从国外引进的的防腐技术。它的全称为熔结环氧/挤塑聚乙烯结构防护层,结构由以下三层组成:底层为熔结环氧(≥80μm);中间层为胶粘剂(170—250μm);面层为挤塑聚乙烯(约2mm)。防护层总厚度约1.8-3.7mm。在三层结构中,熔结环氧粉末涂层的主要作用是:形成连续的涂膜,与钢管表面直接粘结,具有很好的耐化学腐蚀性和抗阴剥离性能;与中间层胶粘剂的活性基团反应形成化学粘结,保证整体防腐层在较高温度下具有良好的粘结性。中间层通常为共聚物粘结剂,其主要成分是聚烯烃,目前广泛采用的是乙烯基共聚物胶粘剂。共聚物胶粘剂的性部分官能团与熔结环氧粉末涂层的环氧基团可以反应生成氢键或化学键,使中间层与底层形成良好的粘结;而非性的乙烯部分与面层聚乙烯具有很好的亲合作用,所以中间层与面层也具有很好的粘结性能。聚乙烯面层的主要作用是起机械保护与防腐作用,与传统的二层结构聚乙烯防腐层具有同样的作用。
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3pe防腐钢管主体直管是在工厂进行防腐层预制,预留补口段,然后到现场进行焊接,再用热收缩套或热收缩带补口,对于弯管部分,目前采用较多的工艺是用热缩缠绕带进行同等级3PE防腐,但是这样防腐工艺缺点是无法机械化流水线施工,只能人工缠绕,比较耗时,且材料费用也很高,而且施工质量对防腐的质量是有很大影响的,质量控制比较难。目前有的设计单位开发出了新型的双层环氧外加防腐胶带的防腐工艺。这项工艺充分利用了高温熔结环氧粉末的优良的防腐性能,而且可采用机械喷涂,外加的防腐胶带造价也比较低,这样形成以来,外缠绕的防腐胶带就可以作为涂层的外保护结构,可以有效消除双层环氧粉末涂层厚度薄,容易脱落和碰掉而让防腐层失效的缺陷。实际应用中,防腐胶带的种类可以选择聚乙烯防腐胶带和聚丙 烯增强纤维防腐胶带。聚乙烯防腐胶带延展性好,柔韧,聚丙 烯防腐胶带的性能高些,所以目前多选择倾向是聚丙 烯增强纤维防腐胶带,源于其优良的机械强度。当然,这样工艺综合防腐性能特别是防腐层强度比用热缠带进行防腐要略差的,管子在运输施工中,容易碰伤和破损,还需要进一步改进。
钢管内壁防腐
钢管内壁防腐分为两种:一种是热熔环氧树脂粉末防腐(高温熔结),一种是液体环氧涂料,常用液体环氧IPN8710(常温冷喷涂)。这两种内壁防腐形式防腐工艺和性能不同具体表现在:
管道使用要求
内涂层厚度(um)
减阻型管道(液体环氧涂料)
≥50
防腐型管道(高温熔结环氧树脂粉末涂层)
普通级
≥250
加强级
≥350
其性能如下:
性能比较
热熔结环氧涂层
液体环氧漆
原材料
无溶剂,食品级粉末,环保
有刺激性异味,稀释剂、固化剂组成等
防腐工艺
热熔喷涂,与250℃钢管基体发生反应,生成钢塑合金层
用喷枪冷喷到钢管,固化时间长。
附着力
机械篏合、化学键、扩散、静电结合力
只**械嵌合力
涂层厚度
300-500um
30-80um
耐蚀性
耐腐蚀、、耐冲击
防锈不防腐,不耐水冲刷,起减阻作用
摩擦系数
0.0086
0.012
理论寿命
50年
3-5年
3PE防腐钢管防腐层在较高温度下具有良好的粘结性。中间层通常为共聚物粘结剂,其主要成分是聚烯烃,目前广泛采用的是乙烯基共聚物胶粘剂。共聚物胶粘剂的性部分官能团与熔结环氧粉末涂层的环氧基团可以反应生成氢键或化学键,使中间层与底层形成良好的粘结;而非性的乙烯部分与面层聚乙烯具有很好的亲合作用,所以中间层与面层也具有很好的粘结性能。聚乙烯面层的主要作用是起机械保护与防腐作用,与传统的二层结构聚乙烯防腐层具有同样的作用。
我国能不能稳定2亿吨石油产量?据《21世纪经济报道》2013年9月28日刊登了中国工程院院士、中石化顾问的谈话,他说,“国内陆上原油增产能力有限,再找到像大庆、胜利那样的大油田基本没有可能。”
与石油产量一样,我国目前气产量也不能满足国内需求。国内气需求量到2020年需3100×108m3,其中国产2000×108m3,从俄、中亚、缅甸进口管道气600×108 m3,从澳大利亚、南亚、中东进口LNG(液化气)500×108m3。可见到2020年我国进口气达1100×108m3,占国产量的一半多。
3pe防腐钢管母材包括无缝钢管,螺旋钢管和直缝钢管。三层结构的聚乙烯(3PE)防腐涂层以其良好的抗腐蚀性、抗水气渗透性以及力学性能等,在石油管道行业得到了广泛应用。3PE防腐钢管一防腐层对于埋地管道的寿命来说是至关重要的,同样材质的管道,有的埋在地下几十年不腐蚀,有的几年就发生泄露。就是因为它们采用了不同的外防腐层。
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普通的钢管在使用的环境恶劣情况下,就会出现严重的腐蚀,从而就会减少钢管的使用年限,防腐保温钢管的使用寿命也是比较长的,一般情况下都是可以使用30-50年左右,并且正确的安装和使用也是可以使管网维修费用变低,防腐保温钢管也可以设置报警系统,自动检测管网渗漏故障,准确的知识故障位置并且也会自动的报警。
3PE防腐保温钢管保温性能好,热损失仅仅为传统管材的百分之二十五,长期运行还是可以节约比较大的资源,明显的降低能源成本,并且还是具有比较强的防水和耐腐蚀能力,并且也不需要附设管沟,直接就可以埋入地下或者水中,在施工上也是简便迅速,综合的造价也比较低,在低温条件下也是具有良好的耐腐蚀和耐冲击性,并且在一定的环境中还可以直接的埋入冻土。
3pe防腐钢管母材包括无缝钢管,螺旋钢管和直缝钢管。三层结构的聚乙烯(3PE)防腐涂层以其良好的抗腐蚀性、抗水气渗透性以及力学性能等,在石油管道行业得到了广泛应用。3PE防腐钢管一防腐层对于埋地管道的寿命来说是至关重要的,同样材质的管道,有的埋在地下几十年不腐蚀,有的几年就发生泄露。就是因为它们采用了不同的外防腐层。
3PE防腐钢管是指3层结构聚烯烃涂层(MAPEC)外防腐钢管,是国内常用的一种防腐管道。其它还有IPN8710、FBE环氧粉末、环氧煤沥青等防腐方式。一般指的是钢管外壁防腐。
实际操作中将三种材料混合融为一体,经过加工使之与钢管牢固结合形成优良的防腐层。其加工方式一般分缠绕式和圆模包覆式两种。
3PE防腐钢管涂层也就是(三层聚乙烯防腐涂层),是将欧洲的2PE防腐层和北美广泛使用环氧粉末防腐钢管涂层(FBE)巧妙的结合起来而产生的一种新的防腐钢管涂层。在全世界已被认可和使用已经有十多年了。
3PE防腐钢管的涂层是底层与钢管面所接触的是环氧粉末防腐涂层,中间层为带有分支结构功能团的共聚粘合剂。面层为高密度聚乙烯防腐涂层。
三pe防腐涂层综合了环氧树脂和聚乙烯材料的高抗渗性、机械性能高等特点。到目前为止是**公认的使用效果zui好、性能zui佳的管道防腐涂层,从而被应用在诸多的工程当中。