摘要： 本文主要介紹鋼質(zhì)管道3PE防腐層的主要性能、 結(jié)構(gòu)、 特點(diǎn)以及在施工常見的損傷形態(tài)。 在管道施工中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注補(bǔ)口部位剝離強(qiáng)度低、 機(jī)械損傷等問題， 并從施工、監(jiān)理、 用戶三方不同角度提出對該防腐層防護(hù)的重點(diǎn)， 保證其抵御來自管道外部的腐蝕。

關(guān)鍵詞： 管道， 3PE， 剝離強(qiáng)度

1、前言

目前， 國內(nèi)石油、 天然氣埋地鋼質(zhì)管道在敷設(shè)過程中， 經(jīng)過沙漠、 戈壁、 農(nóng)田、 鹽堿灘、 沼澤、 海水等復(fù)雜的環(huán)境， 遭受著外部腐蝕介質(zhì)的侵蝕， 而埋地鋼質(zhì)管道腐蝕形式主要表現(xiàn)為電化學(xué)腐蝕， 防止其外腐蝕的最有效方法是采用管道外防護(hù)層和陰極保護(hù)相結(jié)合的雙層保護(hù)體系。 對于外防護(hù)層保護(hù)和陰極保護(hù)的作用， 美國腐蝕工程師協(xié)會(huì)認(rèn)為， 外防護(hù)層保護(hù)是主要的， 占99%， 陰極保護(hù)是輔助的， 當(dāng)外防護(hù)層選擇不當(dāng)時(shí)， 陰極保護(hù)將不能發(fā)揮作用。 故埋地鋼質(zhì)管道外防腐層的防護(hù)， 對管道的安全運(yùn)行和使用壽命都具有十分重要的意義。

2、常見防腐層種類

我國已建的國內(nèi)外長輸管道的防腐層材料主要為熔結(jié)環(huán)氧粉末、 三層聚乙烯和少量的煤焦油瓷漆； 油田內(nèi)部主要集輸管道的防腐層材料多為熔結(jié)環(huán)氧粉末、 三層聚乙烯， 非主要管道的防腐層材料仍然為石油瀝青類。防腐層應(yīng)用的最基本要求有以下方面： 電絕緣性、 耐擊穿電壓、 抗陰極剝離、 抗沖擊、抗彎曲、 耐摩擦、 抗土壤應(yīng)力、 與管壁良好的粘結(jié)、 耐老化性、 耐微生物、 耐化學(xué)穩(wěn)定性、耐水性、 耐熱、 耐低溫、 易修補(bǔ)、 經(jīng)濟(jì)性。 歸納起來是4個(gè)方面： 電性能、 機(jī)械性能、 老化性能和經(jīng)濟(jì)性。

3、3PE防腐層性能介紹

3PE防腐層是目前國內(nèi)外采用最為廣泛的一種鋼管防腐形式。 其主要結(jié)構(gòu)為： 最底層的環(huán)氧粉末層、 中間粘結(jié)劑層和最外層的聚乙烯防腐層。 3PE涂層的優(yōu)越性能主要是它將底層環(huán)氧粉末、 中間層粘接劑和外層聚乙烯有機(jī)地結(jié)合成了一個(gè)整體， 從而使該涂層具有熔結(jié)環(huán)氧粉末涂層和聚乙烯涂層的雙重優(yōu)點(diǎn)。 （見圖1）

3PE防腐層成型的簡單工藝為:(1)鋼管表面氧化皮、 鐵銹以及水份、 油污的去除； (2)防腐層成型:環(huán)氧粉末在經(jīng)過中頻感應(yīng)加熱的鋼管表面形成100 微米左右的粉末層， 在粉末膠化狀態(tài)下， 中間粘結(jié)劑通過專用模具和擠出機(jī)擠出熔融的膠帶纏繞在粉末層表面， 同時(shí)擠出機(jī)擠出聚乙烯帶，纏繞在中間粘結(jié)劑的表面； (3)冷卻定型， 通過風(fēng)冷和水冷共同作用， 形成三層PE防腐層。3PE防腐層具有以下特點(diǎn)： 機(jī)械性能和絕緣性能好、 水滲透率低、 耐陰極剝離性好、 耐植物根穿刺、 耐微生物侵蝕、 與鋼管粘接力強(qiáng)及抗沖擊性能好， 問題較少， 一般作為長輸管道防腐的首選。 但也存在以下缺點(diǎn)： 在耐高溫性能差， 一旦出現(xiàn)開裂 ,會(huì)產(chǎn)生屏蔽； 對于螺旋焊縫管 ,如果壓輥不能有效擠壓， 就容易在焊縫處產(chǎn)生連續(xù)空鼓； 防腐層的補(bǔ)口較困難， 補(bǔ)口材料難以與聚乙烯相融。

4、施工中3 PE防腐層常見的損傷

3PE防腐層在施工常見損傷形態(tài)有補(bǔ)口部位剝離強(qiáng)度低、 存在機(jī)械損傷兩種。

4.1 補(bǔ)口部位剝離強(qiáng)度低

2012年對英買力至輪南輸氣管道3 PE防腐層補(bǔ)口部位進(jìn)行剝離強(qiáng)度試驗(yàn)， 結(jié)果發(fā)現(xiàn)熱收縮套中心處88.9%剝離強(qiáng)度合格， 熱收縮套邊緣僅44.4%剝離強(qiáng)度合格， 詳見表1英輪線熱收縮套剝離試驗(yàn)， 說明3 PE防腐層在補(bǔ)口過程中與熱收縮套之間的粘結(jié)力較差， 主要原因是由于熱收縮帶產(chǎn)品的施工要求為手工操作， 3PE防腐層邊緣與熱收縮套接觸處易被灰塵、 沙土附著， 若不及時(shí)清理， 將影響二者之間的粘結(jié)效果， 另外施工質(zhì)量很大程度上受到操作人員的技術(shù)水平和責(zé)任心的影響， 因此需要增強(qiáng)員工的責(zé)任意識(shí)和業(yè)務(wù)水平。

4.2 機(jī)械損傷

2010年塔里木油田油氣運(yùn)銷部對其管轄的克拉至輪南輸氣管道開展外防腐層專項(xiàng)檢測工作，主要使用PCM采用電流衰減法和ACVG法進(jìn)行防腐層評(píng)價(jià)， 最終檢測到防腐層破損點(diǎn)102處（見圖3 ） ， 其中輕度40處、 中度33處、 嚴(yán)重29處。 防腐層破損點(diǎn)主要分布在管道上部和底部， 占總破損點(diǎn)的84.3%， 說明管道在下溝、 回填過程中，施工方并沒有按標(biāo)準(zhǔn)施工作業(yè)， 監(jiān)理方也未對管道防腐層質(zhì)量進(jìn)行核查， 最終造成防腐層出現(xiàn)大量破損點(diǎn)情況。

4.3 防護(hù)措施

4.3.1 對新建管線確保管線施工質(zhì)量， 在管道運(yùn)輸、 卸放、 保存、 組對焊接、 管溝開挖、 回填等階段， 將對防腐層防護(hù)確實(shí)落到實(shí)處。 回填前， 應(yīng)對管道全部進(jìn)行電火花檢測； 回填后， 應(yīng)對于管線用PCM（含A字架） 檢測漏點(diǎn)， 要求連續(xù)10km檢查不得超過5個(gè)漏點(diǎn)， 施工單位交工前應(yīng)抽查管道全長的5%,不合格時(shí)加倍抽查， 交工時(shí)由甲、 乙方參加連續(xù)抽查管道全長的15%。

4.3.2 在管道建設(shè)階段監(jiān)理部門應(yīng)加強(qiáng)責(zé)任心， 克拉至輪南輸氣管道全部挖出的破損點(diǎn)均為施工時(shí)造成的機(jī)械損傷， 而且個(gè)別的防腐層破損特別嚴(yán)重， 管道本體受到嚴(yán)重?fù)p傷， 嚴(yán)重影響管道的安全平穩(wěn)運(yùn)行。 幾乎每處破損點(diǎn)在管道下溝回填時(shí)通過外觀都可以檢查到， 如果監(jiān)理能負(fù)起責(zé)任， 將大大減少施工階段造成防腐層損傷， 降低管道后期管理難度。 更有甚者在挖出管道管壁上已經(jīng)標(biāo)記“補(bǔ)”而未補(bǔ)， 說明監(jiān)理在管道建設(shè)階段沒有履行其應(yīng)盡責(zé)任。

4.3.3 用戶對新建管道驗(yàn)收時(shí)， 要現(xiàn)場抽測外防腐層而不能偏信監(jiān)理、 施工方， 應(yīng)按照相關(guān)規(guī)定嚴(yán)格落實(shí)， 在管道建設(shè)其他階段用戶也要提前介入， 跟蹤、 落實(shí)管道建設(shè)中各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，特別是對于地下隱蔽設(shè)施的掌握。

5、結(jié)論

鋼質(zhì)管道3PE防腐層機(jī)械性能和絕緣性能非常優(yōu)越， 但也不能忽視在施工過程中的防護(hù)， 應(yīng)最大限度的保持3PE防腐層最佳狀態(tài)。 施工中要重點(diǎn)關(guān)注該防腐層補(bǔ)口部位剝離強(qiáng)度低和機(jī)械損傷， 使防腐層能更好地發(fā)揮共性能和作用。

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（作者簡介：馬孝亮 1985年生 中石油塔里木油田油氣運(yùn)銷部 陰極保護(hù)工程師 主要從事長輸管道腐蝕防護(hù)工作。）

2013 . 7 《管道保護(hù)》第 4 期