自3PE層技術20世紀90年代引進到我國至今(jin)，在我國應用已有20餘年的曆史。3PE層把熔(rong)結環氧粉末的附(fu)著力和性能與聚乙烯的抗機械損傷很(hen)好地結合在一起，是目前世界上發展較(jiao)快(kuai)、應用較(jiao)廣泛的外層之一，被(bei)廣泛應用在石油氣長(chang)距(ju)離輸送(song)管道上。

3PE管道在延長(chang)管道使用壽命方麵發揮了巨大的作用。然而，近年來，人們在已建的3PE管道上.發現不同程度的層剝離問題.

有輸氣管道、輸油管道；有運行溫度比(bi)較(jiao)高的管道，也有運行溫度比(bi)較(jiao)低的管道。

13PE管道層剝離情況概述

理想的3PE層應當防止管道的腐蝕，層應至少(shao)在管道設計壽命內能達到防護鋼管腐蝕的作用。但近幾年來，頻頻報出使用年限僅十幾年甚至幾年的3PE管發生剝離的案例。3PE層發生剝離後的較(jiao)大問題是產生陰屏(ping)蔽，會(hui)使保護電流(liu)偏離他(ta)們原有的理想通(tong)道，結果陰保護電流(liu)就無法充分保護鋼管，使陰保護失去了對層損傷部位的保護作用。

伊朗(lang)氣公司對3PE層管道進行過一次問題調(diao)研(yan)，大約45%的層與鋼管失去了附(fu)著力，而大約55%呈現熔(rong)結環氧粉末層與鋼管表麵之間的附(fu)著力已經失去75%以上，沒有發現聚乙烯層與膠粘劑層之間發生分層剝離問題，隻有2%呈現膠粘劑層與熔(rong)結環氧粉末層之間已經失去了附(fu)著力，剝離情況。

3PE層各(ge)層之間的粘合力是的，熔(rong)結環氧粉末層、膠粘劑層和聚乙烯層形(xing)成了一個整體，各(ge)層之間的粘結強(qiang)度比(bi)熔(rong)結環氧粉末層與鋼管之間的粘結強(qiang)度強(qiang)。國內報道的3PE管道發生剝離的案列也是主要發生在熔(rong)結環氧粉末層與鋼管表麵之間，剝離情況。

熔(rong)結環氧粉末層與鋼管表麵之間的部位是3PE層發生剝離的主要部位。但是，從3PE管的生產經曆來看，在生產車間，幾乎沒有發現過熔(rong)結環氧粉末層與鋼管表麵之間發生剝離的現象，而且粘結的很(hen)牢靠。在處理生產過程中的廢管時，從沒有發現在剝離掉(diao)外層聚乙烯過程中發生熔(rong)結環氧粉末層脫落(luo)的現象，並且通(tong)過拋砂丸(wan)除(chu)掉(diao)鋼管表麵的熔(rong)結環氧粉末層很(hen)困(kun)難，要反複幾遍才能處理幹淨(jing)，這一現象說明，熔(rong)結環氧粉末對鋼管的粘結力還(huai)是的。然而使用一段(duan)時間後，又很(hen)容(rong)易發生熔(rong)結環氧粉末層與鋼管表麵的剝離，表明熔(rong)結環氧粉末層與鋼管表麵之間的附(fu)著力隨著時間的推移，產生了失效，分析3PE層剝離就是要分析出哪(na)些因(yin)素(su)會(hui)導致或影響(xiang)附(fu)著力失效，並加以預防和控製，以減(jian)緩熔(rong)結環氧粉末層與鋼管表麵之間的附(fu)著力失效速(su)度。

23PE層剝離因(yin)素(su)分析

2.13PE層的塗敷控製

在3PE層塗敷控製方麵，可以從3PE層塗敷工(gong)藝分析，影響(xiang)熔(rong)結環氧粉末層與鋼管表麵之間附(fu)著力的因(yin)素(su)有：鋼管表麵處理、環氧粉末性能、環氧粉末噴塗、膠粘劑和聚乙烯的纏繞及冷(ling)卻。

2.1.1鋼管表麵處理

在塗敷3PE層前，要對鋼管表麵進行處理，處理的目的是為了鋼管表麵的氧化皮、鐵鏽和焊渣等，獲得清潔和有粗糙度的表麵，從而提高熔(rong)結環氧粉末層對鋼管表麵的附(fu)著力。鋼管表麵要求除(chu)鏽等級達到Sa2.5級，錨紋達到50~90μm，灰塵(chen)度不低於2級，鹽分含量(liang)不超過2μg/cm2。從鋼管表麵處理的經驗(yan)來看.除(chu)鏽等級和錨紋一般不會(hui)存(cun)在問題.在內地，鹽分含量(liang)也不超標，隻有灰塵(chen)度是一個較(jiao)難控製的因(yin)素(su)。灰塵(chen)度等級的評價是以含有灰塵(chen)的數量(liang)多(duo)少(shao)和大小來確定，共分為5個等級。而且，灰塵(chen)顆(ke)粒的成分也很(hen)複雜，有可能含有油分、水分等，當鋼管表麵附(fu)著較(jiao)多(duo)的灰塵(chen)顆(ke)粒時，就會(hui)對熔(rong)結環氧粉末層與鋼管表麵的附(fu)著力產生影響(xiang)。

2.1.2環氧粉末性能

在影響(xiang)熔(rong)結環氧粉末層與鋼管表麵附(fu)著力的因(yin)素(su)中，環氧粉末的性能是較(jiao)主要的。環氧粉末之所(suo)以能與鋼管表麵有的附(fu)著力，是因(yin)為其結構(gou)中含有活性的環氧基，能與鋼材(cai)中的鐵離子(zi)形(xing)成的化學鍵(jian)；環氧粉末是由環氧樹脂(zhi)、固化劑、顏料和添加劑等成分組成，所(suo)以這些成分的性能，比(bi)如含有環氧基的多(duo)少(shao)、位置、固化劑的類(lei)型(xing)等都能影響(xiang)熔(rong)結環氧粉末與鋼管表麵形(xing)成化學鍵(jian)的強(qiang)度和密(mi)度。

2.1.3環氧粉末噴塗

(1)鋼管溫度。在3PE層體係中，環氧粉末一般采用靜電噴塗法，噴塗環氧粉末之前，需要將(jiang)鋼管加熱到適宜(yi)的溫度範圍(wei)，使粉末一接觸即熔(rong)化，餘熱使塗膜繼續(xu)流(liu)動，進一步流(liu)平(ping)覆蓋整個鋼管表麵，特別是錨紋凹陷(xian)處以及焊縫兩側(ce)，使塗層與鋼管緊密(mi)結合，較(jiao)大限度地減(jian)少(shao)孔隙。在這一環節，鋼管的加熱溫度範圍(wei)控製很(hen)重(zhong)要，溫度過高，環氧粉末的流(liu)平(ping)不好，塗膜不能充分與鋼管表麵接觸，形(xing)成的塗層與鋼管表麵的附(fu)著力就不強(qiang)；溫度過低，環氧粉末固化不，形(xing)成的塗層致密(mi)度不夠。

(2)壓縮空氣質量(liang)。環氧粉末噴塗是采用壓縮空氣傳送(song)的，壓縮空氣的質量(liang)直接影響(xiang)塗層的附(fu)著力。2006年我公司生產的印度管線，要求壓縮空氣的常壓露點溫度為-40℃，壓縮空氣的露點溫度越低，說明空氣越幹燥。國內的3PE沒有對壓縮空氣的露點溫度做(zuo)出要求，若壓縮空氣中含有水分，在高溫下汽化，就會(hui)在環氧粉末塗層上產生孔隙，降(jiang)低塗層的附(fu)著力，塗層的孔隙率。

2.1.4膠粘劑和聚乙烯的纏繞及冷(ling)卻

目前，尚(shang)無報道在單純采用熔(rong)結環氧粉末塗層的管道上發生塗層剝離的案例，但曾(zeng)有這樣一個試驗(yan)，有兩條相(xiang)似的管道都處於相(xiang)同的使用環境條件下，采用200~300μm厚單環氧塗層，塗層附(fu)著力都沒失效，而在環氧粉末厚度相(xiang)同的3PE管道上熔(rong)結環氧粉末層卻失去了附(fu)著力。從這一試驗(yan)結果來看，在3PE層中，膠粘劑和聚乙烯的纏繞及冷(ling)卻也會(hui)對熔(rong)結環氧粉末層的附(fu)著力產生影響(xiang)。推測(ce)原因(yin)可能是熔(rong)結環氧粉末層、膠粘劑層、聚乙烯層及鋼材(cai)的熱膨脹(zhang)係數不同，由加熱和冷(ling)卻過程中產生的殘餘應力引起的。

2.23PE管的使用環境

埋地3PE管所(suo)處的地理環境、環境溫度、運行介(jie)質溫度、承受的壓力、運行情況以及鋼管規格(ge)等因(yin)素(su)也是3PE層剝離不可忽視(shi)的因(yin)素(su)。這些因(yin)素(su)主要是3PE管受到溫度變(bian)化、壓力變(bian)化時所(suo)受到的應力和熱脹(zhang)冷(ling)縮造(zao)成的。3PE層之所(suo)以能夠附(fu)著在鋼管表麵，主要是熔(rong)結環氧粉末的粘結強(qiang)度，假(jia)如作用在層的引力超過了其粘結強(qiang)度，就會(hui)發生剝離。