在我國,三層PE已率先在石油天然氣系統(tǒng)得到應(yīng)用。我國已建成的陜京天然氣管道及庫鄯輸油管道,最近國家重點工程西氣東輸近4000公里管道均采用了三層PE外防腐涂層。在天津市,陜氣進(jìn)津67公里高壓管道、外環(huán)線30公里高壓天然氣管道、陜京線地下儲氣庫122公里管線也是采用的三層PE。
埋在地下的金屬體,要想延長使用壽命,對鋼鐵導(dǎo)管和鉛包鋁電纜,一般都在外側(cè)設(shè)防蝕層。作為鋼管的防蝕覆層材料,使用了各種具有絕緣性的瀝青、煤焦油漆、環(huán)氧瀝青、聚乙烯等,但由于使用環(huán)境的關(guān)系,經(jīng)過一段時間后難免老化。在實際的管道工程和使用環(huán)境的管道上,盡管小心翼翼地施工,但防蝕層不可能保證絕對沒有缺陷。若防腐鋼管層存在缺陷,管道設(shè)置在陽極電位上,腐蝕電流則向缺陷部分集中,從理論上或?qū)嶋H經(jīng)驗上看它比裸體鋼管更快的造成穿孔。實際判斷地下管道涂層的優(yōu)劣,是以測定管道對大地總的漏泄電阻,根據(jù)其大小來決定的,另外,測定設(shè)置有排流等電法保護(hù)的地下管道的對地電位時,一般按其沿管道的衰減狀態(tài)來決定。
未來防腐鋼管在國內(nèi)如何發(fā)展,防腐鋼管包括原有的瀝青漆防腐鋼管,環(huán)氧漆防腐鋼管,近年來由于市場的發(fā)展需要和工程的不斷對產(chǎn)品的提高,防腐鋼管產(chǎn)品又推出了3PE防腐鋼管,冷纏帶防腐鋼管。防腐鋼管的防腐蝕系統(tǒng),基本上屬于長效性的,一般防腐鋼管設(shè)計壽命都在30年以上。不論石油瀝青防腐鋼管,環(huán)氧煤瀝青防腐,膠粘冷纏帶防腐,或者是3PE防腐,各種防腐類型不同但是各自都有其不同優(yōu)點,雖然石油瀝青防腐,環(huán)氧煤瀝青防腐,在工程使用上即將淘汰,但是短期內(nèi)不能全面取消,未來發(fā)展主要會以PE防腐類型為主。因為防腐鋼管具有的特性和特點所以防腐鋼管在施工和實際需要中有很大優(yōu)勢。
第一,防腐鋼管施工便捷,步驟簡化方便快捷,加工廠和現(xiàn)場均可施工。防腐工藝相對來說簡單,無需重大設(shè)備和場地。適用用現(xiàn)場施工,可以一邊對鋼管做出防腐一邊在現(xiàn)場施工。
第二,防腐管道壽命更長,由于鋼管在適用中就有一個適用壽命,在加之對鋼管做出的防腐,那就大大提升了管道的整體使用壽命,適用壽命一般可到20-30年或者是更長久,這樣就節(jié)省了更換維修及其它成本。
第三,經(jīng)濟(jì)適用,工程造價相對便宜,在鋼管產(chǎn)品質(zhì)量還有適用壽命相結(jié)合做對比的情況下,使用壽命能與所投資形成合理的比例,這樣做對比防腐管道就經(jīng)濟(jì)適用了。
第四,防腐鋼管在以設(shè)計就以環(huán)保為中心,這種設(shè)計符合時代進(jìn)步的需要,以后鋼管輸送流體對環(huán)保的要求愈趨嚴(yán)格,不能符合環(huán)保要求的產(chǎn)品將逐漸淘汰。
由此可見防腐鋼管以后在管道發(fā)展中會占據(jù)重要的地位。以后管道工程的建設(shè)主要會以防腐鋼管為主。
防腐鋼管用途:防腐鋼管母材包括螺旋管,直縫管,無縫管等,在我國廣泛應(yīng)用于石油、化工、天然氣、熱力、污水處理、水源、橋梁、鋼結(jié)構(gòu),海洋輸水打樁等管道工程領(lǐng)域。
管道(鋼管)在不同的工作環(huán)境中使用,為減緩或防止管道在外介質(zhì)的化學(xué)、電化學(xué)作用下或由微生物的代謝活動而被侵蝕和變質(zhì)在其外壁上涂2層或3層聚乙烯(3PE)以達(dá)到管道防腐,3pe防腐管使用壽命延長3-5倍。(1)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(jìn)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,裂紋最大深度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。
(2)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(hù)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(hù)屏蔽的問題,到目前還沒有關(guān)于防腐層實際運(yùn)作中出現(xiàn)陰極保護(hù)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)缺陷最少的涂層系統(tǒng)是FBE/擠壓聚乙烯3層結(jié)構(gòu)防腐系統(tǒng)。
3pe防腐鋼管母材包括無縫鋼管,螺旋鋼管和直縫鋼管。三層結(jié)構(gòu)的聚乙烯(3PE)防腐涂層以其良好的抗腐蝕性、抗水氣滲透性以及力學(xué)性能等,在石油管道行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。3PE防腐鋼管一防腐層對于埋地管道的壽命來說是至關(guān)重要的,同樣材質(zhì)的管道,有的埋在地下幾十年不腐蝕,有的幾年就發(fā)生泄露。就是因為它們采用了不同的外防腐層。
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。其它還有IPN8710、FBE環(huán)氧粉末、環(huán)氧煤瀝青等防腐方式。一般指的是鋼管外壁防腐。
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。
3PE防腐鋼管涂層也就是(三層聚乙烯防腐涂層),是將歐洲的2PE防腐層和北美廣泛使用環(huán)氧粉末防腐鋼管涂層(FBE)巧妙的結(jié)合起來而產(chǎn)生的一種新的防腐鋼管涂層。在全世界已被認(rèn)可和使用已經(jīng)有十多年了。
3PE防腐鋼管的涂層是底層與鋼管面所接觸的是環(huán)氧粉末防腐涂層,中間層為帶有分支結(jié)構(gòu)功能團(tuán)的共聚粘合劑。面層為高密度聚乙烯防腐涂層。
三pe防腐涂層綜合了環(huán)氧樹脂和聚乙烯材料的高抗?jié)B性、機(jī)械性能高等特點。到目前為止是全球公認(rèn)的使用效果最好、性能最佳的管道防腐涂層,從而被應(yīng)用在諸多的工程當(dāng)中。
20世紀(jì)80年代初,3PE防腐鋼管首先在歐洲廣泛應(yīng)用,深受用戶好評,是使用最多的管線涂層體系。中國石油天然氣集團(tuán)公司于1994年夏決定引進(jìn)3PE涂敷作業(yè)和涂敷技術(shù),用于即將開工的陜京輸氣管道和庫鄯輸油管道的外防腐涂層。同年12月,由中石油基建局、管道局、四川石油設(shè)計院、西北管道指揮部專家聯(lián)合組團(tuán)赴美國、意大利、土耳其等國考察3PE涂敷作業(yè)線。1995年5月,由遼河油建一公司負(fù)責(zé)招標(biāo)從加拿大根勞公司引進(jìn)了我國第一條3PE涂敷作業(yè)線。1996年初投入正常生產(chǎn)。1996年意大利索克薩姆公司與哈爾濱塑料六廠合資建設(shè)的朔州防腐廠經(jīng)改造于5月投入正常生產(chǎn)。西北管道指揮部與港商合資從荷蘭引進(jìn)的3PE涂敷作業(yè)線,于1996年在寶雞亞東防腐公司建成投產(chǎn),至此,3PE防腐在中國得到關(guān)注和應(yīng)用。從澀寧蘭管道建設(shè)開始,通過招標(biāo),加之3PE防腐材料全部國產(chǎn)化,3PE防腐的預(yù)制價格大幅下降,從此開始了國內(nèi)3PE防腐廣泛應(yīng)用的時代,迄今已有20000KM埋地鋼管外防腐采用3PE防腐涂層。目前國內(nèi)已有數(shù)十條3PE涂敷作業(yè)線,具有加工Φ25-2800mm鋼管3PE涂層的能力。
對于3PE防腐鋼管的用途很多人也只是只知其一不知其二,其作用真的是覆蓋面很廣,其適用于煤礦井下供排水、井下噴漿、正負(fù)壓通風(fēng)、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(hù)套管。適用高層建筑給水、熱網(wǎng)供熱、自來水工程、燃?xì)廨斔?、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(dāng)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。
制作3PE防腐鋼管的主要設(shè)備:鋼管緩沖平臺、撥管機(jī)組、牽引機(jī)、穿管機(jī)械、高壓發(fā)炮機(jī)、修補(bǔ)平臺、傳動線、鋼管預(yù)熱爐、拋丸機(jī)主機(jī) 檢修臺和分歧格鋼管返回傳動線、快進(jìn)滾輪組、快出滾輪、檢修平臺等。防腐鋼管防腐作業(yè)生產(chǎn)線可應(yīng)用于鋼管的單層FBE、雙層FBE、雙層PE、雙層PP及3PE防腐作業(yè)。最小加工管徑Φ104mm(4"),最大加工管徑Φ1600mm(63"),最大處理能力350m2/h以上,該生產(chǎn)線包括鋼管傳輸系統(tǒng),表面處理系統(tǒng),管體除塵系統(tǒng),鋼管加熱系統(tǒng),靜電噴涂系統(tǒng),涂敷系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、端切系統(tǒng)、液壓及氣動系統(tǒng),檢測系統(tǒng)及電控系統(tǒng)等。
普通的鋼管在使用的環(huán)境惡劣情況下,就會出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕,從而就會減少鋼管的使用年限,防腐保溫鋼管的使用壽命也是比較長的,一般情況下都是可以使用30-50年左右,并且正確的安裝和使用也是可以使管網(wǎng)維修費(fèi)用變低,防腐保溫鋼管也可以設(shè)置報警系統(tǒng),自動檢測管網(wǎng)滲漏故障,準(zhǔn)確的知識故障位置并且也會自動的報警。
3PE防腐保溫鋼管保溫性能好,熱損失僅僅為傳統(tǒng)管材的百分之二十五,長期運(yùn)行還是可以節(jié)約比較大的資源,明顯的降低能源成本,并且還是具有比較強(qiáng)的防水和耐腐蝕能力,并且也不需要附設(shè)管溝,直接就可以埋入地下或者水中,在施工上也是簡便迅速,綜合的造價也比較低,在低溫條件下也是具有良好的耐腐蝕和耐沖擊性,并且在一定的環(huán)境中還可以直接的埋入凍土。
3PE防腐鋼管母材在進(jìn)行做防腐處理前需要對進(jìn)入進(jìn)管平臺的鋼管檢查、記錄,對鋼管外表面進(jìn)行拋丸除銹,然后對鋼管外表面的清潔度及錨紋深度檢查是否符合要求,不符合要求的用手砂輪打磨修合格,在管端纏繞膠帶紙,微塵處理,中頻加熱至要求溫度,環(huán) 氧 粉 末 噴 涂,膠粘劑擠出機(jī)側(cè)纏繞,PE擠出機(jī)側(cè)纏燒,對防腐管進(jìn)行水冷卻,對合格產(chǎn)品進(jìn)行噴標(biāo)識,下管平臺、堆垛待發(fā)運(yùn)。
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