摘要： 本文主要介紹鋼質(zhì)管道3PE防腐層的主要性能、 結構、 特點(diǎn)以及在施工常見(jiàn)的損傷形態(tài)。 在管道施工中應重點(diǎn)關(guān)注補口部位剝離強度低、 機械損傷等問(wèn)題， 并從施工、監理、 用戶(hù)三方不同角度提出對該防腐層防護的重點(diǎn)， 保證其抵御來(lái)自管道外部的腐蝕。

關(guān)鍵詞： 管道， 3PE， 剝離強度

1、前言

目前， 國內石油、 天然氣埋地鋼質(zhì)管道在敷設過(guò)程中， 經(jīng)過(guò)沙漠、 戈壁、 農田、 鹽堿灘、 沼澤、 海水等復雜的環(huán)境， 遭受著(zhù)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層和陰極保護相結合的雙層保護體系。 對于外防護層保護和陰極保護的作用， 美國腐蝕工程師協(xié)會(huì )認為， 外防護層保護是主要的， 占99%， 陰極保護是輔助的， 當外防護層選擇不當時(shí)， 陰極保護將不能發(fā)揮作用。 故埋地鋼質(zhì)管道外防腐層的防護， 對管道的安全運行和使用壽命都具有十分重要的意義。

2、常見(jiàn)防腐層種類(lèi)

我國已建的國內外長(cháng)輸管道的防腐層材料主要為熔結環(huán)氧粉末、 三層聚乙烯和少量的煤焦油瓷漆； 油田內部主要集輸管道的防腐層材料多為熔結環(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(lèi)。防腐層應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、 抗土壤應力、 與管壁良好的粘結、 耐老化性、 耐微生物、 耐化學(xué)穩定性、耐水性、 耐熱、 耐低溫、 易修補、 經(jīng)濟性。 歸納起來(lái)是4個(gè)方面： 電性能、 機械性能、 老化性能和經(jīng)濟性。

3、3PE防腐層性能介紹

3PE防腐層是目前國內外采用最為廣泛的一種鋼管防腐形式。 其主要結構為： 最底層的環(huán)氧粉末層、 中間粘結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地結合成了一個(gè)整體， 從而使該涂層具有熔結環(huán)氧粉末涂層和聚乙烯涂層的雙重優(yōu)點(diǎn)。 （見(jiàn)圖1）

3PE防腐層成型的簡(jiǎn)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(guò)中頻感應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， 中間粘結劑通過(guò)專(zhuān)用模具和擠出機擠出熔融的膠帶纏繞在粉末層表面， 同時(shí)擠出機擠出聚乙烯帶，纏繞在中間粘結劑的表面； (3)冷卻定型， 通過(guò)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、 與鋼管粘接力強及抗沖擊性能好， 問(wèn)題較少， 一般作為長(cháng)輸管道防腐的首選。 但也存在以下缺點(diǎn)： 在耐高溫性能差， 一旦出現開(kāi)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)生連續空鼓； 防腐層的補口較困難， 補口材料難以與聚乙烯相融。

4、施工中3 PE防腐層常見(jiàn)的損傷

3PE防腐層在施工常見(jiàn)損傷形態(tài)有補口部位剝離強度低、 存在機械損傷兩種。

4.1 補口部位剝離強度低

2012年對英買(mǎi)力至輪南輸氣管道3 PE防腐層補口部位進(jìn)行剝離強度試驗， 結果發(fā)現熱收縮套中心處88.9%剝離強度合格， 熱收縮套邊緣僅44.4%剝離強度合格， 詳見(jiàn)表1英輪線(xiàn)熱收縮套剝離試驗， 說(shuō)明3 PE防腐層在補口過(guò)程中與熱收縮套之間的粘結力較差， 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(zhù)， 若不及時(shí)清理， 將影響二者之間的粘結效果， 另外施工質(zhì)量很大程度上受到操作人員的技術(shù)水平和責任心的影響， 因此需要增強員工的責任意識和業(yè)務(wù)水平。

4.2 機械損傷

2010年塔里木油田油氣運銷(xiāo)部對其管轄的克拉至輪南輸氣管道開(kāi)展外防腐層專(zhuān)項檢測工作，主要使用PCM采用電流衰減法和ACVG法進(jìn)行防腐層評價(jià)， 最終檢測到防腐層破損點(diǎn)102處（見(jiàn)圖3 ） ， 其中輕度40處、 中度33處、 嚴重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(shuō)明管道在下溝、 回填過(guò)程中，施工方并沒(méi)有按標準施工作業(yè)， 監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大量破損點(diǎn)情況。

4.3 防護措施

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

4.3.2 在管道建設階段監理部門(mén)應加強責任心， 克拉至輪南輸氣管道全部挖出的破損點(diǎn)均為施工時(shí)造成的機械損傷， 而且個(gè)別的防腐層破損特別嚴重， 管道本體受到嚴重損傷， 嚴重影響管道的安全平穩運行。 幾乎每處破損點(diǎn)在管道下溝回填時(shí)通過(guò)外觀(guān)都可以檢查到， 如果監理能負起責任， 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)標記“補”而未補， 說(shuō)明監理在管道建設階段沒(méi)有履行其應盡責任。

4.3.3 用戶(hù)對新建管道驗收時(shí)， 要現場(chǎng)抽測外防腐層而不能偏信監理、 施工方， 應按照相關(guān)規定嚴格落實(shí)， 在管道建設其他階段用戶(hù)也要提前介入， 跟蹤、 落實(shí)管道建設中各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節，特別是對于地下隱蔽設施的掌握。

5、結論

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

參考文獻：

[1]郭生武.埋地鋼質(zhì)管道補口材料的失效分析[J].油氣儲運， 2003 ,22 (11).

[2]竇照英.水處理、 防腐蝕和失效分析1000例[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2000.6.

[3] 王金亮等.聚乙烯防腐層適用性能評述,石油天然氣防腐保溫技術(shù)年會(huì )學(xué)術(shù)論文集.1997.

[4]焦振潮等.三層聚烯烴管道防腐涂層,石油天然氣防腐保溫技術(shù)年會(huì )學(xué)術(shù)論文集.1997.◢

（作者簡(jiǎn)介：馬孝亮 1985年生 中石油塔里木油田油氣運銷(xiāo)部 陰極保護工程師 主要從事長(cháng)輸管道腐蝕防護工作。）

2013 . 7 《管道保護》第 4 期