摘要： 本文主要介绍钢质管道3PE防腐层的主要性能、 结构、 特点以及在施工常见的损伤形态。 在管道施工中应重点关注补口部位剥离强度低、 机械损伤等问题， 并从施工、监理、 用户三方不同角度提出对该防腐层防护的重点， 保证其抵御来自管道外部的腐蚀。

关键词： 管道， 3PE， 剥离强度

1、前言

目前， 国内石油、 天然气埋地钢质管道在敷设过程中， 经过沙漠、 戈壁、 农田、 盐碱滩、 沼泽、 海水等复杂的环境， 遭受着外部腐蚀介质的侵蚀， 而埋地钢质管道腐蚀形式主要表现为电化学腐蚀， 防止其外腐蚀的最有效方法是采用管道外防护层和阴极保护相结合的双层保护体系。 对于外防护层保护和阴极保护的作用， 美国腐蚀工程师协会认为， 外防护层保护是主要的， 占99%， 阴极保护是辅助的， 当外防护层选择不当时， 阴极保护将不能发挥作用。 故埋地钢质管道外防腐层的防护， 对管道的安全运行和使用寿命都具有十分重要的意义。

2、常见防腐层种类

我国已建的国内外长输管道的防腐层材料主要为熔结环氧粉末、 三层聚乙烯和少量的煤焦油瓷漆； 油田内部主要集输管道的防腐层材料多为熔结环氧粉末、 三层聚乙烯， 非主要管道的防腐层材料仍然为石油沥青类。防腐层应用的最基本要求有以下方面： 电绝缘性、 耐击穿电压、 抗阴极剥离、 抗冲击、抗弯曲、 耐摩擦、 抗土壤应力、 与管壁良好的粘结、 耐老化性、 耐微生物、 耐化学稳定性、耐水性、 耐热、 耐低温、 易修补、 经济性。 归纳起来是4个方面： 电性能、 机械性能、 老化性能和经济性。

3、3PE防腐层性能介绍

3PE防腐层是目前国内外采用最为广泛的一种钢管防腐形式。 其主要结构为： 最底层的环氧粉末层、 中间粘结剂层和最外层的聚乙烯防腐层。 3PE涂层的优越性能主要是它将底层环氧粉末、 中间层粘接剂和外层聚乙烯有机地结合成了一个整体， 从而使该涂层具有熔结环氧粉末涂层和聚乙烯涂层的双重优点。 （见图1）

3PE防腐层成型的简单工艺为:(1)钢管表面氧化皮、 铁锈以及水份、 油污的去除； (2)防腐层成型:环氧粉末在经过中频感应加热的钢管表面形成100 微米左右的粉末层， 在粉末胶化状态下， 中间粘结剂通过专用模具和挤出机挤出熔融的胶带缠绕在粉末层表面， 同时挤出机挤出聚乙烯带，缠绕在中间粘结剂的表面； (3)冷却定型， 通过风冷和水冷共同作用， 形成三层PE防腐层。3PE防腐层具有以下特点： 机械性能和绝缘性能好、 水渗透率低、 耐阴极剥离性好、 耐植物根穿刺、 耐微生物侵蚀、 与钢管粘接力强及抗冲击性能好， 问题较少， 一般作为长输管道防腐的首选。 但也存在以下缺点： 在耐高温性能差， 一旦出现开裂 ,会产生屏蔽； 对于螺旋焊缝管 ,如果压辊不能有效挤压， 就容易在焊缝处产生连续空鼓； 防腐层的补口较困难， 补口材料难以与聚乙烯相融。

4、施工中3 PE防腐层常见的损伤

3PE防腐层在施工常见损伤形态有补口部位剥离强度低、 存在机械损伤两种。

4.1 补口部位剥离强度低

2012年对英买力至轮南输气管道3 PE防腐层补口部位进行剥离强度试验， 结果发现热收缩套中心处88.9%剥离强度合格， 热收缩套边缘仅44.4%剥离强度合格， 详见表1英轮线热收缩套剥离试验， 说明3 PE防腐层在补口过程中与热收缩套之间的粘结力较差， 主要原因是由于热收缩带产品的施工要求为手工操作， 3PE防腐层边缘与热收缩套接触处易被灰尘、 沙土附着， 若不及时清理， 将影响二者之间的粘结效果， 另外施工质量很大程度上受到操作人员的技术水平和责任心的影响， 因此需要增强员工的责任意识和业务水平。

4.2 机械损伤

2010年塔里木油田油气运销部对其管辖的克拉至轮南输气管道开展外防腐层专项检测工作，主要使用PCM采用电流衰减法和ACVG法进行防腐层评价， 最终检测到防腐层破损点102处（见图3 ） ， 其中轻度40处、 中度33处、 严重29处。 防腐层破损点主要分布在管道上部和底部， 占总破损点的84.3%， 说明管道在下沟、 回填过程中，施工方并没有按标准施工作业， 监理方也未对管道防腐层质量进行核查， 最终造成防腐层出现大量破损点情况。

4.3 防护措施

4.3.1 对新建管线确保管线施工质量， 在管道运输、 卸放、 保存、 组对焊接、 管沟开挖、 回填等阶段， 将对防腐层防护确实落到实处。 回填前， 应对管道全部进行电火花检测； 回填后， 应对于管线用PCM（含A字架） 检测漏点， 要求连续10km检查不得超过5个漏点， 施工单位交工前应抽查管道全长的5%,不合格时加倍抽查， 交工时由甲、 乙方参加连续抽查管道全长的15%。

4.3.2 在管道建设阶段监理部门应加强责任心， 克拉至轮南输气管道全部挖出的破损点均为施工时造成的机械损伤， 而且个别的防腐层破损特别严重， 管道本体受到严重损伤， 严重影响管道的安全平稳运行。 几乎每处破损点在管道下沟回填时通过外观都可以检查到， 如果监理能负起责任， 将大大减少施工阶段造成防腐层损伤， 降低管道后期管理难度。 更有甚者在挖出管道管壁上已经标记“补”而未补， 说明监理在管道建设阶段没有履行其应尽责任。

4.3.3 用户对新建管道验收时， 要现场抽测外防腐层而不能偏信监理、 施工方， 应按照相关规定严格落实， 在管道建设其他阶段用户也要提前介入， 跟踪、 落实管道建设中各个关键环节，特别是对于地下隐蔽设施的掌握。

5、结论

钢质管道3PE防腐层机械性能和绝缘性能非常优越， 但也不能忽视在施工过程中的防护， 应最大限度的保持3PE防腐层最佳状态。 施工中要重点关注该防腐层补口部位剥离强度低和机械损伤， 使防腐层能更好地发挥共性能和作用。

参考文献：

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[2]窦照英.水处理、 防腐蚀和失效分析1000例[M].北京:化学工业出版社,2000.6.

[3] 王金亮等.聚乙烯防腐层适用性能评述,石油天然气防腐保温技术年会学术论文集.1997.

[4]焦振潮等.三层聚烯烃管道防腐涂层,石油天然气防腐保温技术年会学术论文集.1997.◢

（作者简介：马孝亮 1985年生 中石油塔里木油田油气运销部 阴极保护工程师 主要从事长输管道腐蚀防护工作。）

2013 . 7 《管道保护》第 4 期