3PE防腐鋼管是指3層結(jié)構(gòu)聚烯烴涂層(MAPEC)外防腐鋼管,是國內(nèi)常用的一種防腐管道。一般指的是鋼管外壁防腐。其它還有IPN8710、FBE環(huán)氧粉末、環(huán)氧煤瀝青等防腐方式。
3PE防腐一般由3層結(jié)構(gòu)組成:
一層環(huán)氧粉末(FBE>100um)
二層膠粘劑(AD)170~250um
三層聚乙烯(PE)2.5~3.7mm
實際操作中將三種材料混合融為一體,經(jīng)過加工使之與鋼管牢固結(jié)合形成優(yōu)良的防腐層。其加工方式一般分纏繞式和圓模包覆式兩種。
2PE/3PE防腐管其適用于煤礦井下供排水、井下噴漿、正負壓通風、抽放瓦斯、消防灑水等管網(wǎng)。熱電廠工藝用水廢渣、回水輸送管道。對于防噴淋、灑水系統(tǒng)的給水管路具有卓越的適用性。電力、通訊、高速公路等電纜保護套管。適用高層建筑給水、熱網(wǎng)供熱、自來水工程、燃氣輸送、埋地輸水等管道。石油輸送管道、化工制藥、印染等行業(yè)輸送腐蝕性介質(zhì)的工藝管道。污水處理排放管、污水管以及生物池防腐工程。農(nóng)業(yè)灌溉用管、深井管、排水管等網(wǎng)路等等用途,可以說3PE防腐鋼管在當前的建設(shè)中是必不可少的,而相信通過科技的延伸,未來其還是有更加輝煌的成績.
中油工程技術(shù)研究院在引進3PE涂敷技術(shù)初期,于1995年4月參照DIN30670-1991和NFA49-710(1988年3月版)編制了中國一個3PE涂敷施工驗收規(guī)范,用于陜京管道、庫鄯管道建設(shè)。同年升級為行業(yè)標準SY/T4013-1995,經(jīng)過幾年工程建設(shè)的總結(jié)和實踐,2001年改版為SY/T0413-2002,并于2002年8月1號起實施。
標準制定之初,根據(jù)中國的實際情況,聚乙烯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,SY/T0413-2002又將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。
3可靠研究
針對采用3PE涂層在國內(nèi)發(fā)生的爭論,中油工程技術(shù)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(jié)構(gòu)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(jié)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(jié)論:
(1)目前國內(nèi)外防腐層應(yīng)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(guān)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(guān)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)缺陷較少的涂層系統(tǒng)是FBE/擠壓聚乙烯3層結(jié)構(gòu)防腐系統(tǒng)。
(2)通過對歐洲聚乙烯防腐層30年應(yīng)用史的回顧,雖然理論上剝離防腐層下會發(fā)生腐蝕或應(yīng)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(yīng)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(yīng)用效果。腐蝕實驗環(huán)境有土壤、水、試驗主要檢查應(yīng)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(yīng)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(yù)處理,所有鋼管均帶壓循環(huán)。實驗結(jié)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(yīng)力開裂,有氧化皮的鋼管出現(xiàn)了開裂,裂紋較大深度0.2mm,可能是由應(yīng)力腐蝕造成。由此得出結(jié)論,徹底的表面處理是防止應(yīng)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。由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,較小剝離強度120N/cm,較大剝離強度200N/cm。產(chǎn)生原因為陜京管道是國內(nèi)首次采用3PE涂敷技術(shù),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(dǎo)致個別管道的涂敷工藝設(shè)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(jié)果,3PE防腐層的主要缺陷是施工過程中的機械損傷。