20世紀80年代初,德國曼內(nèi)斯曼公司推出了該公司研究所與巴斯夫化學工業(yè)公司共同研制的3層結構聚烯烴涂層(MAPEC)和擠壓聚烯烴涂層的性能優(yōu)勢,克服了兩種涂層單獨使用時性能上的不足。
中文名稱 | 3PE防腐材料 | 時????間 | 20世紀80年代初 |
---|---|---|---|
公????司 | 德國曼內(nèi)斯曼公司 | 應用領域 | 管線涂層體系 |
針對采用3PE涂層在國內(nèi)發(fā)生的爭論,中油工程技術研究院受北京華油天然氣有限公司委托,完成了《陜京輸氣管道外防腐3層結構系統(tǒng)聚乙烯涂層安全評價研究》。該項研究包括從國外文獻收集到北京華油天然氣有限公司2001-2003年進行的管線外防腐層開挖檢查和不開挖檢查的結果分析,以及陜京管道未用完露天堆放在華北石油鋼管廠2年和6年的3PE防腐性能檢測,得出如下結論:
(1) 目前國內(nèi)外防腐層應用效果評價很好,對其使用中產(chǎn)生的缺陷報道的很少。報道的主要缺點有露點、剝離、陰極剝離、陰極保護屏蔽、剝離防腐層膜下腐蝕等,而且大部分有關缺陷的報道還停留在理論推測階段,如資料中提到陰極保護屏蔽的問題,到目前還沒有關于防腐層實際運作中出現(xiàn)陰極保護屏蔽的實例報道。經(jīng)過多年的實踐表明,隨著使用年限的增加,出現(xiàn)缺陷最少的涂層系統(tǒng)是FBE/擠壓聚乙烯3層結構防腐系統(tǒng)。
(2) 同過對歐洲聚乙烯防腐層30年應用史的回顧,雖然理論上剝離防腐層下會發(fā)生腐蝕或應力腐蝕開裂,但目前還沒有發(fā)生剝離防腐層下出現(xiàn)膜下腐蝕或應力開裂的案例。在德國曼內(nèi)斯曼研究所,曾經(jīng)進行了長期的腐蝕實驗室實驗,以模擬防腐層應用效果。腐蝕實驗環(huán)境有土壤、水、試驗主要檢查應力腐蝕開裂問題,其實驗防腐是把有缺陷的聚乙烯防腐層鋼管置于腐蝕條件和應力條件下,腐蝕環(huán)境為含有NaHCO3的沙土環(huán)境,溫度70℃,管地電位-430~-460mV,鋼管表面以不同方式預處理,所有鋼管均帶壓循環(huán)。實驗結束,防腐層缺陷周圍或多或少都有剝離,但剝離區(qū)為發(fā)現(xiàn)腐蝕。表面無氧氣化皮的鋼管為出現(xiàn)應力開裂,有氧化皮的鋼管出現(xiàn)了開裂,裂紋最大深度0.2mm,可能是由應力腐蝕造成。由此得出結論,徹底的表面處理是防止應力開裂的有效手段。
(3) 陜京管道2003年開挖763m長管段,3PE防腐層共有破損點四個。油破損點的缺陷形式可以看出,防腐層的破損均是由硬物劃傷所致。對3PE直管和冷彎管3個探坑檢查,共檢測17出剝離強度,其中5處剝離強度值低于70N/ cm,最小剝離強度120N/cm,最大剝離強度200 N/cm。產(chǎn)生原因為陜京管道是國內(nèi)首次采用3PE涂敷技術,涂敷商的涂敷水平有限,對工藝工程的控制能立相對較差,可能導致個別管道的涂敷工藝設置不當造成防腐層的粘接力差。防腐層剝離強度低只是個別部位,而且只要防腐層無破損,也不會造成管道腐蝕。
(4) 1999年和2003年對華北石油鋼管廠露天存放的陜京管道剩余防腐管進行了抽測,其防腐的性能基本沒有下降,尤其是華龍公司采用齊魯聚乙烯生產(chǎn)的防腐管,存放6年后各項指標仍符合現(xiàn)行標準SY/T0413-2002規(guī)定,說明3PE防腐層確實具有優(yōu)良的耐久和抗衰老性能。
綜合調(diào)研情況和陜京管道的檢測結果,3PE防腐層的主要缺陷是施工過程中的機械損傷。
SY/T0413-2002標準的基本框架來源于德國標準DIN3067-1991,國外標準對原材料的性能基本上不做詳細要求,但對于轉型期的中國來講,信譽問題還沒有取得根本好轉,對原材料提出更詳細又便于檢查的項目顯得什么重要,建議標準中應調(diào)整以下幾項指標:
按照SY/T0413-2002標準中表2.0.2的規(guī)定為170-250μm,對于圓模包覆作業(yè)線,這一厚度值沒有問題;對纏繞作業(yè)線,這一厚度范圍就無法保證了。纏繞作業(yè)線擠出的是伯母片材,其厚度若大于170μm, 則搭邊部分肯定超過250μm。如果要求滿足目前行業(yè)標準要求,膠層擠出時,片材的厚度不應大于60μm,采用多層搭接才能滿足行標要求,否則膠層厚度就不能保證為170-250μm。因此,膠層厚度的上下限值至少應相差一倍。
目前我國3PE防腐用膠實際為接枝膠,共聚膠實際上是3PE防腐第一帶膠粘劑,踏實聚乙烯與聚丙烯酸酐接枝的產(chǎn)物,所以應該稱為接枝膠更為恰當;目前行業(yè)標準SY/T0413-2002 中,共聚膠的指標只有四項,不能全面反映膠的工藝性能,至少應該增加拉伸強度和斷裂伸長率兩項指標,以確保膠的加工性能。
SY/T0413-2002中聚乙烯耐熱老化性能需做100天或200天試驗。在生產(chǎn)過程中需要抽樣檢查聚乙烯行性能時,這項實驗周期太長,無操作性可言,能否用熱氧化誘導期值代替值得研究。如果能改用氧化誘導期代替?zhèn)鹘y(tǒng)的熱老化性能測試,將極大地縮短抽樣的時間。同樣耐環(huán)境應力開裂F50改為F0是否可以縮短檢驗周期也應探索
中國的3PE防腐要取得突破,首先還是標準的完善,希望有關部門重視起來
中有工程技術研究院在引進3PE涂敷技術初期,于1995年4月參照DIN30670-1991和NFA49-710(1988年3月版)編制了中國第一個3PE涂敷施工驗收規(guī)范用于陜京管道、庫鄯管道建設。同年升級為行業(yè)標準SY/T4013-1995,經(jīng)過紀念工程建設的總結和實踐,2001年改版為SY/T0413-2002,并于2002年8月1號起實施。
標準制定之處,根據(jù)中國的實際情況,聚乙烯主要以高密度聚乙烯為主,維卡軟化點定為不小于110℃;外防腐層的厚度按以低、中密度聚乙烯為主的德國標準DIN30670-1991來確定。極大地提高了3PE防腐層的抗沖擊強度,保證了陜京管道和庫鄯管道的施工質(zhì)量,將3PE防腐層的剝離強度、抗沖擊的指標大幅提高,并明確規(guī)定了據(jù)一些專用料炭黑含量,保證了3PE防腐層的機械強度和耐候性能,并加大了補口剝離強度(即熱縮套、熱縮帶的對底漆鋼的剝離強度)抽測頻次,為保證管道外防腐涂層的質(zhì)量做出了貢獻。
聚乙烯英文名稱:polyethylene ,簡稱 PE,是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹脂 防腐PE ...
3pe防腐鋼管是指3層結構聚烯烴涂層(mapec)外防腐鋼管,是國內(nèi)常用的一種防腐管道。其它還有ipn8710、fbe環(huán)氧粉末、環(huán)氧煤瀝青等防腐方式。一般指的是鋼管外壁防腐。
環(huán)氧樹脂,乙二胺,,鄰苯二鉀酸二丁脂,石英粉,玻璃絲布,
1 熱煨彎管防腐
第一批采用3PE外防腐層的陜京管道和庫鄯管道,熱煨彎管的外防腐涂層分別采用進口TEK-RAP冷纏帶和進口3M公司液體環(huán)氧外纏中央制塑聚丙烯增強纖維膠帶保護兩種方式,以后的工程有采用熱縮套蝦米搭接、單層FBE外纏膠帶保護等多種形式的外防腐方式,但綜合性能都達不到3PE防腐水平,造價卻高了很多。熱煨彎管究竟用何種方式防腐,以成為設計、施工、運行管理者急需解決的問題,如過這個問題解決不徹底解決,熱煨彎管將成為3PE防腐涂層系統(tǒng)的瓶頸。目前彎管常用熱縮纏繞帶防腐,而且性能也得到大家的肯定,北京正在用熱縮纏繞帶全面替代原來的冷纏帶防腐方式。
2 環(huán)氧粉末質(zhì)量
自2001年起,因招標引發(fā)的價格站導致環(huán)氧粉末售價偏離正常水平,其直接反映結果是:1.3PE涂敷聲場線上的上粉率下降到85%以下;2.單層FBE涂層的上分率下降,涂層露點多、易受損傷,次問題已出現(xiàn)在國內(nèi)某重點工程上。對于3PE防腐,目前尚未發(fā)現(xiàn)問題,幾年后是否會出現(xiàn)粘結力不足的問題,還很難預料,但犧牲質(zhì)量來換取價格有事是不可取的。環(huán)氧粉末涂層是中間連接層,直接決定了3PE涂層和鋼管的粘結情況,如果粘結力有問題,那么防腐效果是大打折扣,甚至導致防腐措施失效,所以環(huán)氧粉末的質(zhì)量問題一定要注意。就是補口用熱縮帶、熱縮套在收縮前涂敷的環(huán)氧粉末底漆也需要加強,用戶在選擇時最好用配套廠家的,因為膠層各個廠家配方有區(qū)別,在測試時也是和自己所選用環(huán)氧粉末的底漆來做的,如果冒然選用其他底漆,就有可能出現(xiàn)問題。
3 涂敷工藝的問題
國內(nèi)各防腐廠拋丸處理后只注意除銹效果和卯紋深度,對清潔后的鋼管粉塵僅滿足于吹掃,對鋼管表面殘存的微塵既不重視又不檢驗,粉塵附著過多,將嚴重影響環(huán)氧粉末對鋼管的長期附著力。引進3PE涂敷技術初期,由于涂敷經(jīng)驗不足,當年陜京管道翹邊主要原后經(jīng)摸索,找出翹邊主要原因是內(nèi)接頭耗熱量大,導致管端溫度太低造成的。陜京二線發(fā)生的34根翹邊管中,有幾根就是因涂敷廠取消內(nèi)接頭,兩根管端頭相互錯位,壓輥沒有實現(xiàn)周向全壓實所致;為便于端頭處理,管端包紙無可非議,但陜京二線出現(xiàn)的34根翹邊管中多數(shù)為包紙不當造成的缺陷,有的是操作工的手汗造成管面局部污染所致。從全長850KM的陜京二線看,3PE防腐管的涂敷質(zhì)量是很好的,但34根防腐管出現(xiàn)翹邊現(xiàn)象引起了業(yè)主的高度重視,兩次組織專家到現(xiàn)場逐根對翹邊防腐管進行鑒別,花去了大量人力物力,對此各防腐廠必須引進高度重視。還有就是補口用熱縮套、熱縮帶的施工工藝對質(zhì)量影響很大,還有施工人員水平也是很重要的一個因素,以后本站將有相應文章專門討論。
格式:pdf
大?。?span id="aiz1kcu" class="single-tag-height">587KB
頁數(shù): 3頁
評分: 4.8
介紹了埋地鋼質(zhì)管道3PE防腐體系所用的粉末環(huán)氧、膠粘劑和聚乙烯的分子結構、性能及其分子中的活性基團,論述了粉末環(huán)氧和膠粘劑的反應過程以及膠粘劑和聚乙烯的熔接過程,探討了3PE涂層的各層能夠形成一個整體、表現(xiàn)出優(yōu)異性能的機理。
3PE熱收縮套九十年代中后期開始應用于石油天然氣行業(yè)長途運輸石油、天然氣鋼管焊口防腐 本世紀初又大量應用于長輸石油、天然氣鋼管焊口防腐,城市燃氣管網(wǎng)接縫防腐,供熱鋼管接縫防腐,自來水管接縫防腐等領域。本段從鋼管防腐意義.輸油、氣鋼管的腐蝕現(xiàn)狀 輸油、輸氣鋼管防腐用熱縮套簡介,輸油、輸氣鋼管防腐用3PE熱收縮套要求、防腐用3PE熱收縮套在石油天然氣行業(yè)的應用前景五個方面講述了3PE熱收縮套在鋼管防腐中的應用。
一,鋼質(zhì)管道防腐蝕意義
鋼管腐蝕問題普遍存在于國民經(jīng)濟和國防建設的各個部門,既給國民經(jīng)濟帶來了巨大的損失.也給生產(chǎn)和生活造成極大的困難。鋼管在自然條件下(大氣,天然水體、土壤)或人為條件(酸、堿、鹽及其它介質(zhì))下,每時每刻都在發(fā)生腐蝕.一種自發(fā)進行的無謂的消耗。其根本原因鋼質(zhì)管道是因為處于熱力學不穩(wěn)定狀態(tài),在上述條件下它們就要恢復原來的相對穩(wěn)定的狀態(tài).生成鐵氧化物 碳酸鹽等.或轉變?yōu)榭扇苄噪x子。這一過程就是金屬的腐蝕過程。根據(jù)統(tǒng)計,我國鋼鐵年產(chǎn)量1.6億噸.每年因腐蝕而損耗6千多萬噸.差不多等于上海寶鋼鋼鐵總廠的年產(chǎn)量。腐蝕不僅是鋼鐵資源的浪費,還會因腐蝕使管道、設備使用壽命縮短 更換新管道 設備的造價費用遠遠超過金屬材料本身的價格,生產(chǎn)成本因此而增大,降低了經(jīng)濟效益 腐蝕造成的直接和間接經(jīng)濟損失是巨大的。腐蝕產(chǎn)物形成垢層,影響傳熱和介質(zhì)流速 傳熱效率降低,能耗由此大大增加,我國每年因腐蝕造成的經(jīng)濟損失高達2800億元,比每年風災,水災、地震 火災等自然災害的總和還要多。
腐蝕造成各種事故和重大災害。由于鋼質(zhì)管道、設備的腐蝕,引起生產(chǎn)企業(yè)停工停產(chǎn) 產(chǎn)品質(zhì)量下降。影響生活供、供氣、供采暖蒸汽或熱水,給人民生活帶來很多困難。埋地輸油 氣、水等管道、管網(wǎng)的泄漏,企業(yè)煉油,化工、化纖、化肥、制藥等管道、設備的跑、冒、滴漏.除損失大量有用的物質(zhì)外 又造成嚴重的環(huán)境污染,甚至引起火災、爆炸、塌毀等災難性事故。鑒于金屬腐蝕的普遍存在.為了防止或減緩金屬腐蝕的發(fā)生.各種金屬防腐技術和工藝應運而生。金屬防腐新工藝、新材料、新設備的推廣應用.延長管道設備使用壽命,節(jié)省資金、保證安全生產(chǎn)。我國石油 化工、公共事業(yè)等行業(yè).管道因腐蝕穿孔達2萬次/年.其主要發(fā)生在鋼管的接口處和管道自身的磕碰傷。
二:輸油、輸氣鋼質(zhì)管道的腐蝕現(xiàn)狀
根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計,在我國管道事故中,腐蝕造成的破壞約占3O%。我國東部幾個油田各類管道因腐蝕穿孔達2萬次 /年, 更換管道數(shù)量400公里/年。四川天然氣管道,1971年5月~1986年5月的15年問 因腐蝕導致的爆炸和燃燒事故達83起,經(jīng)濟損失達6億多元。1993年僅中原油田生產(chǎn)系統(tǒng)因腐蝕生成的經(jīng)濟損失達16億元。我國石化工業(yè)1989年因腐蝕造成的經(jīng)濟損失約20億元。
1、 輸油、氣鋼管腐蝕原理及影響因素
長輸油、輸氣鋼管少則數(shù)百公里,長則幾千公里.穿越不同類型的土壤 河流、湖泊,由于土壤的多相性.冬季、夏季的凍結、融化.地下水位變化、植物根莖對涂層的穿透 微生物 雜散電流等復雜的埋地條件給管道造成復雜的腐蝕環(huán)有機硫化物、鹽、地層水、礦物質(zhì) 氧。我國油氣田生產(chǎn)及城市燃氣管網(wǎng)中遇到的腐蝕,絕大多數(shù)是電化學腐蝕。土壤腐蝕原理屬于電化學腐蝕。土壤腐蝕的主要影響因素有土壤電阻率、土壤的氧化電位、含鹽量、水與空氣的含量、土壤溫度、酸度 微生物、雜散電流。
2、 輸油,氣鋼管防腐技術
埋地輸油、輸氣鋼管防腐形式通常有管道內(nèi)防腐、管道外防腐、管道陰極保護、地上管道防腐。對埋地管道外防腐蝕涂層的要求:具有良好的抗土壤、水、霉菌的腐蝕和施工性能.有良好的電絕緣性.與陰極保護聯(lián)合使用時防腐涂層應具有一定的耐陰極剝離強度的能力.有足夠的機械強度.以確保涂層在搬運和土壤壓力作用下無損傷。埋地鋼管外防腐涂裝技術有石油瀝青防腐層,環(huán)氧煤瀝青防腐涂層、煤焦油瓷漆防腐涂層、聚乙烯粘膠帶、熔結環(huán)氧粉末防腐涂層、二層PE防腐涂層,三層PE防腐涂層、聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料防腐保溫復合結構.后三種方法是通常使用的方法。
三輸油、輸氣鋼管防腐用3PE熱收縮套簡介
鋼管防腐3PE熱收縮套是一種新型的性能良好操作簡便的鋼管焊縫防腐材料.是由基材和熱熔膠層雙層材料組成?;氖蔷垡蚁┰辖?jīng)擠出、輻射交聯(lián)、拉伸而形成的塑料套管 (片材)。熱熔膠是一種特種膠粘劑.在常溫下呈固態(tài).加熱呈熔融態(tài)可以流動、能夠涂布在基材上.對金屬和塑料均有良好粘接力。鋼管外部防腐層通常為三層結構 (也稱三層PE防腐).與鋼管接觸的為防腐涂料底漆).中間為熱熔膠.最外層為交聯(lián)聚乙烯。少數(shù)情況下也采取鋼管外部防腐層為二層 (二層PE防腐),與鋼管接觸的為密封熱熔膠,外層為交聯(lián)聚乙烯。夾克防腐,是由泡沫夾克套(內(nèi)層) 熱熔膠 (中層)和基材 (外層)組成。技術要求見石油天然氣行業(yè)標準SY/T0413—2002《埋地鋼質(zhì)管道聚乙烯防腐層技術標準》SY/T4054—2003輻射交聯(lián)聚乙烯3PE熱收縮套 (套)》,SY/T0415—1996《埋地鋼質(zhì)管道硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料防腐保溫層技術標準》。
四.輸油、輸氣鋼管防腐用3PE熱收縮套要求
1、鋼管補口施工總要求
補口前必須對補口部位進行清理.將環(huán)向焊縫及其附近的毛刺、焊渣、污物、油及其雜物清理干凈。對補口部位表面進行除銹處理,表面除銹處理質(zhì)量應達到涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》GB/8923規(guī)定的Sa2.5~Sa3.0級??蛇x用噴沙或電動工具除銹。補口搭接部位的聚乙烯層應打磨至表面粗糙。其端部進行坡口處理.坡角其端部進行坡口處理.坡角不大于30度 .然后用火焰加熱器對補口部位進行預熱。防腐3PE熱收縮套與聚乙烯防腐層搭接寬度應不小于1OOmm。如果濕度大于85%或下雨、雪天 應停止施工。
2、 施工后的質(zhì)量檢驗
2.1 防腐3PE熱收縮套或纏繞帶的質(zhì)量檢驗補口外觀應逐個檢查,防腐3PE熱收縮套或纏繞帶表面應光滑平整 無皺折 無氣泡.兩端坡角處與熱縮套 貼合緊密.無空隙.表面沒有碳化現(xiàn)象。3PE熱收縮套周向應有熱熔膠粘劑均勻溢出。補口處應用火花檢漏儀逐個進行針孔檢查.檢漏電壓15Kv。如出現(xiàn)針孔.應重新補口。防腐3PE熱收縮套的粘接力應符合要求.在管體溫度25左右5度時的剝離強度應不小于50N/cm
2.2 防腐涂料(底漆)的質(zhì)量檢驗
防腐涂料 (底漆)的質(zhì)量主要是漏點檢測,在涂層完全固化且冷卻至環(huán)境溫度下.對每個補口進行檢測。用火花檢測儀器.檢測電壓:普通級2Kv,加強級2.5Kv,測試頭在接觸涂層時.以大約0.2m/s的速度移動。
五.3PE熱收縮套在輸油、輸氣鋼管防腐中的應用前景
隨著國民經(jīng)濟的飛速發(fā)展,我國對能源的需求越來越大,長途輸油,氣管線工程和城市燃氣管網(wǎng)建設越來越多。十“一五”期間長途輸油、氣管線工程將超過2萬公里.城市燃氣管網(wǎng)工程近3萬公里.3PE熱收縮套的需求量超過3O億元,國內(nèi)具有資質(zhì)的生產(chǎn)企業(yè)很少.3PE熱收縮套在埋地輸油鋼管防腐中的應用前景十分廣闊。
氰凝防腐材料也叫氰凝防水防腐材料,為環(huán)保無毒型,主要用于防水,防腐工程施工。
噴涂聚脲技術集涂料、橡膠和塑料等防腐材料的諸多優(yōu)點于一身,是目前國際上最先進的防腐技術之一。其技術優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)快速固化,可在任意曲面噴涂而不產(chǎn)生流淌現(xiàn)象,10s凝膠,10min就可達到步行強度。
(2)對溫度、濕氣不敏感,施工時不受環(huán)境溫度、濕度的影響。聚脲可在-28℃的低溫環(huán)境下施工,也可在潮濕多雨的環(huán)境下施工。
(3)100%固含量,符合環(huán)保要求,在施工和使用過程中沒有氣味,尤其適合通風不良的儲罐內(nèi)壁和管道內(nèi)壁的防腐施工。
(4)一次施工即可達到厚度要求,克服了傳統(tǒng)防腐涂料必須多次施工的弊病。
(5)聚脲涂層致密、無接縫,可耐受水、海水、酸、堿、鹽、油等介質(zhì)的長期腐蝕,耐化學介質(zhì)和土壤侵蝕能力十分突出。
(6)機械強度高,伸長率好,抗沖擊性能好,在溫度交變和外力沖擊作用下不易破損。
(7)附著力好,在噴砂至Sa2.5級的鋼材上附著力大于10MPa,長期使用不脫落。
(8)耐擊穿電壓高達20kv/mm以上,與陰極保護配套性良好。
(9)不含催化劑,耐紫外光老化性能好,在戶外長期使用不粉化、不開裂。
(10)使用溫度寬,可在一50~ 121℃下長期使用,改性耐高溫聚脲可在150攝氏度以下長期使用。
噴涂聚脲彈性體技術的發(fā)展經(jīng)歷了聚氨酯、聚氨酯脲和聚脲三個階段。以上三種體系的A組份是基本相同的,均為芳香族或脂肪族的預聚物和半預聚物,區(qū)別在于R組份。噴涂聚氨酯的R組份由端羥基樹脂和端羥基擴鏈劑組成,并含有用于提高反應活性的催化劑;噴涂聚氨酯脲的R組份既可以是端羥基樹脂,也可以是端胺基樹脂和胺擴鏈劑組成,一般含有用于提高反應活性的催化劑。而噴涂聚脲的R組份必須是由端氨基樹脂和端氨基擴鏈劑組成,并且不含任何羥基成分和催化劑。
由于端氨基化合物與異氰酸酯組分的反應活性極高,無需任何催化劑,即可在室溫或低溫下瞬間完成反應,從而有效地克服了聚氨酯和聚氨酯/脲彈性體在施工過程中,因環(huán)境溫度和濕度的影響而發(fā)泡、造成材料性能急劇下降的致命缺點。