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管道防腐层技术发展历史(2)技术贴之3LPE
来源:http://www.dashengfangfu.com | 作者:dashengfangfu | 发布时间: 2012-12-31 | 190 次浏览 | 分享到:
早在20世纪60年代,德国及欧洲大陆就开始使用挤塑PE防腐层,而在美国则使用FBE,把PE限制在小口径管子上。当欧洲人发现PE的屏蔽影响时,不得不重新认识PE防腐层,从而发展了多

      早在20世纪60年代,德国及欧洲大陆就开始使用挤塑PE防腐层,而在美国则使用FBE,把PE限制在小口径管子上。当欧洲人发现PE的屏蔽影响时,不得不重新认识PE防腐层,从而发展了多层结构的理论。用两种很重要的原材料生产现代高质量的防腐层,就其化学特性来说,PE和环氧是两种具有对立特性的材料,环氧是极性材料,PE是非极性材料,各自都有自己的一定限度的理想性能,如环氧的极性基因与钢材表面有较强的黏结力;另一方面,非极性的热塑性材料可以提供高电阻、高强度,并可防止极性分子的浸润(即溶胀)。多层理论的出发点是把防蚀和力学性能的功能分开考虑

环氧:防蚀;对钢表面的黏结。
胶黏剂/PE层:抗冲击;高电阻;防水;耐磨;耐老化。
德国率先生产出挤塑PE防腐层,用以取代沥青防腐层。但在后来的调查中发现,PE层下仍有腐蚀,分析其原因是PE对钢的黏结力不强,一旦有了剥离,由于其阴极屏蔽,使得阴极保护失去作用。也就是说,作为管道防腐层不能只要机械强度,还得要防蚀功能,这就是底层FBE应用的理由所在。由于采用这种防腐层所需的阴极保护电流密度很小,只有几微安或更小,使得保护距离增大许多,降低了阴极保护的安装和维修保养费用。
关于PE防腐层发展的两个新方向值得我们关注:一是低熔点粘结剂的转变,先是向热熔型,然后是向乙烯基共聚物胶转变,这使高温黏结力有了明显的改进。第二个发展是与PE型号的选择有关,趋向于使用高密度低熔融指数的PE料。加上适当的稳定技术,这就使涂料可以在较高的温度下生产,并提高了防腐层的使用温度。这种设想与热固性FBE底漆相结合,实属最佳特性结合,国外有人将此称为美国方法和欧洲大陆的联姻。
多层结构的改进型是提高运行温度的聚丙烯(PP)取代PE;用于定向钻穿越的使用PP性能也不错,典型参数是:
第一层   FBE,250~400μm;
第二层   胶黏剂300μm;
第三层   高密度聚乙烯(HDPP),5~30mm。
管道防腐层有两个发展思路,一个是欧洲的“屏障”思路发展出PE夹克和胶带;另一个是北美的“抗氧剂、黏结力”思路发展出FBE。当“屏障”的材料出现剥离后,会对阴极保护电流起到屏蔽作用,新的多层结构的思路就发展起来了。在20世纪80年代,德国曼内斯曼公司发明了3LPE,这已结构主要是将FBE的高黏结性、抗氧化性、抗化学腐蚀及耐阴极剥离性能,和高密度聚乙烯的抗潮气、电绝缘及抗机械损伤的性能结合成一个完美的有机整体,3LPE防腐层的结构是:FBE底层,约50~127μm;中间层为共聚物胶,约200μm;外层为聚乙烯(PE),约3mm。这种防腐层与钢管表面黏结力强、电绝缘性能好、抗冲击、寿命长。而且阴极保护电流密度小,只有1~2μmA/m2。
文献【17】指出3LPE的缺点有:
① 阴极屏蔽;
② 底层FBE层的质量不易控制;
③ 对于螺旋焊管,由于压辊不能压到焊缝,因此无法消除焊缝处覆盖层的空隙;
④ 涂敷工艺较复杂,耗电量大;
⑤ 对施工质量要求高,成本高。

我国自1995年引进以来,应用较为普遍,几大钢管厂均建立了3LPE的生产线且应用于长输管道,如陕京线,库鄯线和西气东输工程等。