2PE/3PE防腐钢管
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。一般指的是钢管外壁防腐。其它还有IPN8710、FBE环氧粉末、环氧煤沥青等防腐方式。
3PE防腐一般由3层结构组成:
第一层环氧粉末(FBE>100um)
第二层胶粘剂(AD)170~250um
第三层聚乙烯(PE)2.5~3.7mm
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。
2PE/3PE防腐管其适用于煤矿井下供排水、井下喷浆、正负压通风、抽放瓦斯、消防洒水等管网。热电厂工艺用水废渣、回水输送管道。对于防喷淋、洒 水系统的给水管路具有卓越的适用性。电力、通讯、高速公路等电缆保护套管。适用高层建筑给水、热网供热、自来水工程、燃气输送、埋地输水等管道。石油输送 管道、化工制药、印染等行业输送腐蚀性介质的工艺管道。污水处理排放管、污水管以及生物池防腐工程。农业灌溉用管、深井管、排水管等网路等等用途,可以说 3PE防腐钢管在当前的建设中是必不可少的,而相信通过科技的延伸,未来其还是有更加辉煌的成绩.
中油工程技术研究院在引进3PE涂敷技术初期,于1995年4月参照DIN30670-1991和NFA49-710(1988年3月版)编制了中国第一 个3PE涂敷施工验收规范,用于陕京管道、库鄯管道建设。同年升级为行业标准SY/T4013-1995,经过几年工程建设的总结和实践,2001年改版 为SY/T0413-2002,并于2002年8月1号起实施。
标准制定之初,根据中国的实际情况,聚乙烯以高密度聚乙烯为主,维卡软化点定为不小于110℃;外防腐层的厚度按以低、中密度聚乙烯为主的德国标准 DIN30670-1991来确定。极大地提高了3PE防腐层的抗冲击强度,保证了陕京管道和库鄯管道的施工质量,SY/T0413-2002又将3PE 防腐层的剥离强度、抗冲击的指标大幅提高,并明确规定了据一些专用料炭黑含量,保证了3PE防腐层的机械强度和耐候性能,并加大了补口剥离强度(即热缩 套、热缩带的对底漆钢的剥离强度)抽测频次,为保证管道外防腐涂层的质量做出了贡献。
3可靠研究
针对采用3PE涂层在国内发生的争论,中油工程技术研究院受北京华油天然气有限公司委托,完成了《陕京输气管道外防腐3层结构系统聚乙烯涂层安全评价研 究》。该项研究包括从国外文献收集到北京华油天然气有限公司2001-2003年进行的管线外防腐层开挖检查和不开挖检查的结果分析,以及陕京管道未用完 露天堆放在华北石油钢管厂2年和6年的3PE防腐性能检测,得出如下结论:
(1) 目前国内外防腐层应用效果评价很好,对其使用中产生的缺陷报道的很少。报道的主要缺点有露点、剥离、阴极剥离、阴极保护屏蔽、剥离防腐层膜下腐蚀等,而且 大部分有关缺陷的报道还停留在理论推测阶段,如资料中提到阴极保护屏蔽的问题,到目前还没有关于防腐层实际运作中出现阴极保护屏蔽的实例报道。经过多年的 实践表明,随着使用年限的增加,出现缺陷最少的涂层系统是FBE/挤压聚乙烯3层结构防腐系统。
(2) 通过对欧洲聚乙烯防腐层30年应用史的回顾,虽然理论上剥离防腐层下会发生腐蚀或应力腐蚀开裂,但目前还没有发生剥离防腐层下出现膜下腐蚀或应力开裂的案 例。在德国曼内斯曼研究所,曾经进行了长期的腐蚀实验室实验,以模拟防腐层应用效果。腐蚀实验环境有土壤、水、试验主要检查应力腐蚀开裂问题,其实验防腐 是把有缺陷的聚乙烯防腐层钢管置于腐蚀条件和应力条件下,腐蚀环境为含有NaHCO3的沙土环境,温度70℃,管地电位-430~-460mV,钢管表面 以不同方式预处理,所有钢管均带压循环。实验结束,防腐层缺陷周围或多或少都有剥离,但剥离区为发现腐蚀。表面无氧气化皮的钢管为出现应力开裂,有氧化皮 的钢管出现了开裂,裂纹最大深度0.2mm,可能是由应力腐蚀造成。由此得出结论,彻底的表面处理是防止应力开裂的有效手段。
(3) 陕京管道2003年开挖763m长管段,3PE防腐层共有破损点四个。由破损点的缺陷形式可以看出,防腐层的破损均是由硬物划伤所致。对3PE直管和冷弯 管3个探坑检查,共检测17出剥离强度,其中5处剥离强度值低于70N/ cm,最小剥离强度120N/cm,最大剥离强度200 N/cm。产生原因为陕京管道是国内首次采用3PE涂敷技术,涂敷商的涂敷水平有限,对工艺工程的控制能立相对较差,可能导致个别管道的涂敷工艺设置不当 造成防腐层的粘接力差。防腐层剥离强度低只是个别部位,而且只要防腐层无破损,也不会造成管道腐蚀。
(4) 1999年和2003年对华北石油钢管厂露天存放的陕京管道剩余防腐管进行了抽测,其防腐的性能基本没有下降,尤其是华龙公司采用齐鲁聚乙烯生产的防腐 管,存放6年后各项指标仍符合现行标准SY/T0413-2002规定,说明3PE防腐层确实具有优良的耐久和抗衰老性能。
综合调研情况和陕京管道的检测结果,3PE防腐层的主要缺陷是施工过程中的机械损伤。