三層結構(gou)的聚乙烯(xi)塗層以其良好的性、抗(kang)水氣滲透(tou)性以及力學(xue)性能等，在石油管道行業廣泛應用(yong)。目前，在國(guo)內石油管道建設中，很多的管線采用(yong)3PE塗層。在采購3PE鋼管的時候要仔細測量3PE層的厚度，層分為普通(tong)型和加強型，主要區別就是層的厚度不一樣，塗層的厚度直接決定了(liao)鋼管的使(shi)用(yong)效果和壽命。如何解決3pe塗層不達標的問題?讓我們簡(jian)單來了(liao)解一下。

    1成型工藝

    鋼管進廠檢驗→鋼管表麵預(yu)熱→拋丸處理→管內鋼砂等雜質清理→鋼管表麵灰(hui)塵(chen)清理→鋼管中頻(pin)加熱→環氧粉(fen)末靜電噴塗→底膠熱擠出纏(chan)繞(包覆)→外層聚乙烯(xi)熱擠出纏(chan)繞(包覆)→水冷卻成型→成品層坡口成型→成品管堆放→成品管運輸。

    2常見缺陷

    2.1鋼管端頭塗層翹邊

    塗層翹邊,分為生產過程和長期堆放過程中產生的翹邊,常見三種(zhong)形式(shi):①整體塗層翹邊,底層的環氧粉(fen)末與鋼管接觸麵剝離(li);②中間膠層與環氧粉(fen)末層脫(tuo)粘,造成翹邊;③外層聚乙烯(xi)塗層與中間膠層脫(tuo)粘,造成表層翹起。翹邊產生有共性因素亦有個性因素。共性因素:都是由於材料的應力作用(yong),引起材料的收(shou)縮(suo)殘餘應力大於材料間的粘結強度時,翹邊就會出現(xian),而端部和焊縫部位往往是應力集中區域,造成此類共性因素多由塗層成型過程中的個性因素決定。個性因素:鋼管進行拋丸除鏽後,表麵未清理幹淨(jing)的灰(hui)塵(chen)或雜物,在鋼管表麵與粉(fen)末層之間形成了(liao)隔離(li)層；經過中頻(pin)加熱的鋼管局部溫度低於粉(fen)末膠化所要求溫度,鋼管表麵部分或全(quan)部粉(fen)末未膠化,限製了(liao)粉(fen)末層與鋼管表麵以及中間膠層的粘結。

    2.2表麵麻點

    塗層表麵呈現(xian)直徑在2-5mm左右的半球形或半橢球形鼓包,形成不均勻的麻點,嚴重(zhong)影響防護塗層的表觀質量。原材料中含(han)有微(wei)量在高溫環境(jing)下可體積膨脹(zhang)的低分子物質,如空氣、水分、溶劑或低分子揮發物,原材料在塑化擠出過程中,該(gai)類低分子物質受熱體積膨脹(zhang),但限於模具空間位阻效應,被(bei)壓迫在材料體積內難以釋(shi)放,一旦擠出模口,由於其膨脹(zhang)速度大於擠出速度,其膨脹(zhang)應力在未及離(li)開模口即已釋(shi)放,故其鼓包形狀為半球形或半橢圓形。對塗層采用(yong)噴淋方(fang)式(shi)進行水冷定型過程中,由於噴淋水幕(mu)不均勻或落(luo)水產生飛濺水滴,在高溫表麵造成局部點冷卻收(shou)縮(suo),其周圍塗層冷卻後在應力作用(yong)下均勻收(shou)縮(suo),其收(shou)縮(suo)速率大於急(ji)冷點,則(ze)在急(ji)冷點形成鼓包,產生麻點。

    2.3焊縫處塗層減(jian)薄(bo)或破(po)裂(lie)

    螺旋焊或直縫焊鋼管,進行三層PE層成型後,焊縫處塗層減(jian)薄(bo)或撕裂(lie)。焊縫餘過標準規定,同寬度擠出模口的塑料在鋼管上包敷時,焊縫區形成的塗層偏薄(bo),其冷卻收(shou)縮(suo)殘餘應力在薄(bo)區積累,由於焊縫區蓄熱能力大,冷卻成型後焊縫區所蓄積的殘餘熱能經熱傳導使(shi)該(gai)區塗層被(bei)再次加熱,導致該(gai)區塗層強度降(jiang)低,如果焊縫表麵粗(cu)糙,此類缺陷會加明顯。

    2.4鼓包缺陷

    防護層出現(xian)鼓包,不但影響鋼管的表觀質量,表明防護層與鋼管表麵的粘接力和陰剝離(li)能力降(jiang)低。主要原因是塗層冷卻定型過程中的水量不夠造成的。噴淋冷卻完成後,由於鋼管內部的餘熱遠大於塗層的維(wei)卡軟化點。當已塗管線進入冷卻環境(jing)時,塗層開始整體冷卻收(shou)縮(suo)定型,此時受水珠急(ji)冷作用(yong)的表層已經硬(ying)化,當攜(xie)帶已硬(ying)化層膜所需(xu)的力大於膜下熔態塑料強度時,熔態塑料在收(shou)縮(suo)應力下與已硬(ying)化塑料斷開,塑料本體膨脹(zhang)後形成鼓包。

    2.5表麵皺褶

    三層PE成型過程中,不管采用(yong)包覆法或纏(chan)繞法,底膠和聚乙烯(xi)膜與鋼管界麵存在一個空氣層,包覆前,減(jian)少這個空氣層,否(fu)則(ze)會形成氣泡(pao),經過矽橡膠壓輥碾(nian)壓或水冷作用(yong),氣泡(pao)就會扁(bian)塌,形成皺褶,有時也會破(po)裂(lie)。纏(chan)繞法中需(xu)要通(tong)過矽橡膠壓輥的碾(nian)壓趕(gan)出氣泡(pao),但碾(nian)壓過程易(yi)引起塗層缺陷:①矽橡膠壓輥硬(ying)度過高,增(zeng)大了(liao)與塗層的接觸力,當鋼管運行出現(xian)不平穩時,就會搓(cuo)碾(nian)塗層;②壓輥與塗層接觸壓力過大;③矽橡膠壓輥膠層的厚度過薄(bo),發生形變後,輥芯與塗層直接接觸,則(ze)會搓(cuo)碾(nian)塗層造成表麵皺褶。擠出成型過程以及原料的缺陷,也易(yi)引起塗層表麵缺陷。產生的原因與原材料組成、成型溫度、塑化狀態、擠出速度、熔體剪(jian)切應力等有關。

    2.6粘接力與陰剝離(li)

    成品管粘接力或陰剝離(li)試(shi)驗中,塗層部分或整體被(bei)剝離(li),產品不達標。在塗層成型過程中,底塗層已經固化再進行底膠的纏(chan)繞(包覆),則(ze)粉(fen)末與底膠的粘接力就會急(ji)劇降(jiang)低;成型後粉(fen)末固化前就急(ji)劇水冷會造成材料性能改變,容易(yi)降(jiang)低粘接力;鋼管表麵未清理幹淨(jing),也會造成此類缺陷。

    2.7原料問題

    ①聚乙烯(xi)原料受潮吸(xi)水,或原料中含(han)有超(chao)量的料或過量的添加劑,擠出過程中,會擠出魚(yu)網狀膜片。②底膠熔體流動速率小於標準規定時,產生的底膠膜超(chao)厚,延展性低,降(jiang)低了(liao)與粉(fen)末層以及聚乙烯(xi)的粘結力。③環氧粉(fen)末粒徑分布超(chao)標,造成粉(fen)末上粉(fen)率低;粉(fen)末適(shi)用(yong)溫度範圍窄(zhai),膠化和固化時間短(duan),造成粉(fen)末底塗與底膠之間粘結不好。

    3質量控製

    3.1進場鋼管和原材料

    (1)對有缺陷的鋼管進行返修。對未達標鋼管應作廢管標誌,禁(jin)止進行塗裝處理。

    (2)對所選定的材料或供貨(huo)商(shang)或牌(型)號改變時,須在塗敷生產線上做材料適(shi)用(yong)性試(shi)驗,並(bing)對塗層性能進行檢測。

    3.2鋼管表麵前處理

    嚴格(ge)按有關規定進行[3]。

    3.3包覆成型

    (1)采用(yong)中頻(pin)感應加熱鋼管,加熱溫度根據粉(fen)末膠化的溫度以及膠化、固化時間與鋼管運行速度的匹配來確(que)定。加熱過程中,每隔1h測量並(bing)記錄(lu)一次鋼管的加熱溫度,隨時進行調整。

    (2)環氧粉(fen)末噴塗采用(yong)內置高壓靜電發生器(qi)粉(fen)末噴槍,可使(shi)絕大多數粉(fen)末被(bei)充(chong)電。根據鋼管的外徑變化來調節(jie)距(ju)。

    (3)底膠和聚乙烯(xi)層擠出塗覆:環氧粉(fen)末在鋼管表麵噴塗膠化後,即進行底膠擠出塗覆,控製好底膠擠出機各段溫度,控製好聚乙烯(xi)擠出機各段溫度。

    3.4成型及檢驗

    (1)塗層冷卻中,要求冷卻水流量大並(bing)且(qie)非(fei)常均勻,冷卻後的鋼管溫度不得高於60℃。注意:冷卻前,應熔結環氧粉(fen)末固化。

    (2)坡口成型:采用(yong)鋼絲刷輪(lun),保持刷輪(lun)與塗層接觸有回彈(dan);鋼管自轉平穩。禁(jin)止采用(yong)車刀(dao)類的坡口成型技(ji)術。

    (3)吊裝與堆放:成品管堆放平台與上下管機構(gou),表麵要求鋪設厚膠皮,吊裝過程中,采用(yong)軟帶吊裝索(suo)具。成品管自製作完畢到埋地鋪設的時間間隔一般不超(chao)過一年,如果時間過長,露(lu)天堆放時要用(yong)苫布覆蓋。

    (4)對塗敷過程、終檢查和試(shi)驗結果等情況應進行綜(zong)合分析,發現(xian)問題後及時解決問題。

    3.5設備檢修和維(wei)護

    底膠擠出機長時間放置不用(yong),需(xu)要轉換並(bing)清理有關機具,定期檢修相(xiang)關設備,運行正常,防止偷停等意外情況發生。