埋地钢质管道防腐层胶粘剂涂覆新工艺

埋地钢质管道防腐层胶粘剂涂覆新工艺

刘毅，廖宇平，张自力，李华，崔超

（中油管道防腐工程有限责任公司,河北廊坊065000）

    摘要：介绍了埋地钢质管道3PE防腐层胶粘剂喷涂成型工艺，测试了胶粘剂粉末性能，分析了涂装速度对胶粘剂成型的影响，采用该工艺生产的3PE防腐层性能与常规工艺相当。与常规挤出缠绕相比，该工艺具有设备简单、节能等优点。

    关键词：管道；防腐；3PE；胶粘剂粉末；喷涂

    

    1.引言

    埋地钢质管道的防腐主要采用三层结构（3PE）防腐层技术，即环氧粉末涂层、胶粘剂层和聚乙烯（PE）层，这种防腐体系综合了环氧材料和PE材料的优点，使3PE防腐层呈现最优的防腐性能[1]。目前，国内绝大多数工程中3PE防腐层生产采用底层环氧粉末喷涂、胶粘剂层和PE层侧向挤出缠绕工艺。而国外已经出现喷涂成型胶粘剂层和PE层的工艺，取得了良好的效果，并已有相应的检测标准和工程实例[2]。如果胶粘剂中间层和PE外层都能够实现粉末喷涂成型，不仅可以节约庞大的挤出设备和能源消耗费用，而且提高了防腐层的整体性，焊缝处死角问题也能有效解决。我国这项技术还是空白，为此对喷涂成型胶粘剂层进行了探索性的试验。

   

     2.试验部分

    2.1试验材料

    胶粘剂粉末：SS-01；环氧粉末：3M226N；聚乙烯：淄博欧齐OQPE-2H；钢管：Φ219×6.4mm。

    2.2试验设备

    百特TH-2001干法激光粒度分析仪器，耐驰200F3型DSC，Elcometer456型测厚仪，电火花检漏仪，烘箱，阴极剥离设备，恒温水浴锅，拉伸试验机等。

    2.3试验过程

    对材料进行粒度分析，压片测试性能。钢管喷砂除锈、进管，调整涂覆线的运行速度，调整钢管预热温度，喷涂环氧粉末，挤出缠绕胶粘剂（喷涂胶粘剂粉末），挤出缠绕聚乙烯，水冷却，然后进行现场涂层性能检测，钢管进行标记，切割试件。

    

    3.结果及分析

    3.1粉末性能分析

    对胶粘剂粉末颗粒进行粒度和热力学分析，性能数据见表1。 

表1 SS-01胶粘剂粉末性能

  经过试验，该种胶粘剂粉末适合喷涂，涂层均匀，上粉率高。

 

  3.2涂装工艺参数

    某管道防腐工程项目工艺参数要求见表2，按此进行3PE涂覆试验。

表2 3PE涂装工艺参数

  

   防腐层厚度要达到SY/T0413—2002《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》中普通级要求，见表3。

表3 3PE各层厚度要求

  注：厚度要求防腐层机械强度高的地区使用加强级；一般情况采用普通级。

    

  3.3涂装速度分析

   

   钢管传送速度对涂装质量的影响见表4。

表4 钢管传送速度对涂装质量影响

   按照3PE正常的生产速度4m/min进行胶粘剂喷涂，从冷却后表面效果看，颗粒感较强，可能是由于钢管传送速度过快，热量来不及使胶粘剂粉末充分融化就进入冷却工序。逐步降低钢管传送速度，当速度降至2m/min时，胶粘剂粉末融化较充分，成型厚度、致密感与挤出胶粘剂层相当。从现场剥离强度数据看，胶粘剂粉末充分融化流平后与聚乙烯层黏结强度更大，这是由于融化后粉末胶粘剂层夹杂的气泡减少，形成连续的胶粘剂层面，聚乙烯层接触面积更大，从而提供更强的黏结力。实际生产时可以考虑提高中频加热温度，以提供更多热量使胶粘剂的融化时间缩短，从而提高生产速度。

  3.4制备3PE防腐层性能

    分别按照正常工艺和新工艺生产3PE防腐管，试验管切件按照SY/T0413—2002进行检测，测试数据见表5。

表5 2种工艺3PE防腐性能比较

 从检测数据可以看出，同等条件下，采用胶粘剂粉末喷涂工艺和挤出缠绕工艺生产的3PE防腐层性能均能达到SY/T0413—2002的要求。

    胶粘剂喷涂工艺简单，容易控制，所需设备体积小。胶粘剂可紧随环氧粉末喷涂进行，无需考虑使环氧粉末层和胶粘剂层有一定重叠，形成层间“互锁”，提高剥离强度。

    4.结语

    采用胶粘剂粉末喷涂工艺可以满足普通3PE防腐层的生产要求。在新工艺中，生产速度和中频加热温度对胶粘剂层成型有很大影响。在今后研究中，需要在大口径钢管上做对比试验，并对温度影响做进一步试验和分析，以确定一套详细的生产工艺参数，为工业化应用打下基础。