刘鸣+张馨月

[摘 要]目前，管道防腐涂层保护与阴极保护系统的联合作用作为公认的石油管道防护方法，且被国内外广泛用于埋地管道的腐蚀控制。涂层作为腐蚀控制的第一道防线，其作用是将管体金属基体与具有腐蚀性的土壤环境隔离，同时为附加阴极保护的实施提供必要的绝缘条件。目前复合涂层和环氧粉末成为防腐层的主流材料，而煤焦油瓷漆和石油沥青由于污染环境目前用的很少；缠带类和液体涂料多用于老管道修复和补口。伴随着防腐技术的发展，一些新型防腐材料、新工艺、新技术陆续被研发并投入工程使用当中。

[关键词]管道 防腐层 种类 发展

中图分类号：TE89 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）15-0270-01

1 防腐层的种类及特点

1.1 石油沥青涂层（AE）

石油沥青涂层吸水率很小，几乎不溶于水，对酸、碱、盐都有一定的抗蚀能力；在土壤中比较稳定，屏蔽性及抗阴极剥离强度也较好。石油沥青防腐层的主要缺点是涂层机械强度低，不耐植物根刺，热稳定性差。适用于对覆盖层性能要求不高，地下水位较低的一般土壤。

聚氨酯沥青是20世纪90年代末发展较快的埋地管线外用涂料之一。该涂料的优点是不含溶剂，利于环保，一次成膜厚，施工效率高，涂层坚韧，表面光洁，附着力优良，耐磨性强，不过这种外防腐工艺需要有较高的施工技巧和专用设备。

1.2 煤焦油瓷漆（CTE）

煤焦油瓷漆具有粘结性好、吸水率低、抗微生物侵蚀、抗植物根茎穿透、抗烃类侵蚀、溶解等优点。它的缺点是抗土壤应力与热稳定性较差，毒性较大。CTE涂层系统目前已发展出多层结构，这些改进使得CTE涂层系统具有更大的适应性，更好的操作特性以及更大的适应环境温度范围，适用于大部分土壤环境，人烟稀少和沙漠、戈壁地区和水位高、植物根茎繁茂，动物活动频繁的沼泽或灌木地区。

1.3 复合涂层

通过简单的物理叠合或化学粘结将各具特点的单一涂层材料联为一体，形成综合性能良好的多层涂层系统。包括二层聚乙烯/聚丙烯、三层聚乙烯/聚丙烯等。

1.3.1二层聚乙烯（PE）/双层聚丙烯（PP）涂层

二层PE的优点是具有良好的耐搬运损伤、抗冲击以及优异的防水渗透性。但由于高度绝缘的聚乙烯层屏蔽了阴极保护电流，极易造成剥离层下腐蚀，而且很难察觉。国外多用于小口径管道涂装，国内应用尚不普遍，仅限于部分油气田管道及市政管道。双层PP由普通FBE底层和改性聚丙烯外层构成。

1.3.2三层聚乙烯（3LPE）/聚丙烯（3LPP）涂层

三层系统由于其兼有熔结环氧（FBE）优异的防蚀性能、良好的粘结性与抗阴极剥离性能以及聚烯烃优良的机械性能、绝缘性能及强抗渗透性，从而成为综合性能优异的涂层，广泛用于施工及敷设环境均较苛刻的地带。三层涂层的主要缺点是施工工艺较复杂；防腐层的补口较为困难，耐高温性能差；如果压辊不能有效挤压，焊缝处易形成空鼓，高度绝缘的聚乙烯外护层将屏蔽阴极保护电流，产生膜下腐蚀；弯头、附件及补口涂层很难与管体涂层一致

1.4 环氧粉末涂层（FBF）

熔结环氧粉末优点是对钢铁粘结好，具有耐土壤应力、耐磨损、可冷弯等特点，在具有良好的防腐性能的同时，还能与阴极保护相容，但是其机械性较差，防水性较差，对冲击较为敏感，因此发展了以标准的单层熔结环氧粉末作底涂层 ，以改性的熔结环氧粉末作外防护层的双层熔结环氧粉末，极大提高了防腐层的机械性能和高温时的抗渗透性。

1.4 液体涂料

1.4.1液体环氧涂层

液体环氧涂料正越来越多地用于修复。环氧涂料的优点是在持续的潮湿条件下可适用于温度高达90℃的环境；抵抗土壤应力和冲击损伤的能力很强；对阴极保护电流的要求低；能够抵抗阴极剥离；具有很好的粘结力；能够抵抗随时间的涂漏点；

1.4.2液体聚氨脂涂层

液体聚氨酯涂料也经常用于管道的涂层修复，抗磨损和抗土壤应力的能力强；有非常好的粘结性，但不如环氧树脂的粘结能力好；对阴极保护电流的要求非常低；能抗阴极剥离。缺点是涂敷过程中对湿气和潮气很敏感；需要用专门的涂敷设备；为了保证表面不连续处得到充分的覆盖，需要在这些地方增加涂层厚度等。

2 国外先进技术及材料、工艺

2.1 底漆加聚烯烃（POA）

涂敷时，先将底胶（橡胶改性沥青或丁基胶）挤涂到经过表面处理的钢管表面，然后在其上挤出聚烯烃。此防腐层有很强的耐化学性能和抗环境破坏的能力。

2.2 环氧底漆+底层+聚烯烃（POE）

采用环氧涂料或环氧粉末作底漆，在上面挤涂POA，形成三层防腐层，防腐层抗化学和环境的破坏能力较强。缺点是温度变化时，底漆将会使聚烯烃与环氧漆相对滑动，引起底漆裸露或补口处破坏。

2.3 环氧粉末+改性聚烯烃（POF）

采用300～600μm的厚环氧粉末，其外挤涂化学改性聚烯烃（CMP），成为双层结构。也有在CMP未冷却时，再挤出一层聚烯烃，形成三层结构的。此防腐层具有很强的抗化学能力和抗环境的破坏能力，但造价较高。

2.4 陶氏新型3LPE管道防腐涂层

这种新型3LPE涂层材料特点在于采用了特有的聚乙烯层和新型粘结剂。新型3LPE涂层材料的外层采用高密度聚乙烯，具有极好的抗环境应力开裂（ESCR）能力；胶粘剂采用功能型聚合树脂，具有极强的热稳定性。

2.5 新型高效复合防腐层系统（HPCC）

HPCC主要为HPCC-PE面层和HPCC-PP面层两大系列。中间粘结层是胶粘剂和一定浓度FBE的混合物，增加了粘结层与环氧粉末底层和聚乙烯层的相容性，使胶粘剂和底层FBE及胶粘剂和外层聚乙烯粘结紧密，如同单涂层系统一样不会分层。HPCC在流动性、抗冲击、抗老化、抗阴极剥离等方面的性能亦有明显优势。

总结

我国管道外防腐层技术与国外还存在着一定的差距，主要表现在：防腐层材料、品质差，材料质量不稳定；防腐层的设计方案缺少整体观念；防腐层补口技术落后等。我们应当及时了解、跟进国外防腐层技术应用的现状及发展趋势，抓住钢制管道建设快速的发展机遇，加快技术探索步伐 ，尽快达到国外同类技术的水平。

参考文献

[1] 国外管道防腐层简介_张淑敏.

[2] 国内外管道外防腐层应用现状与发展趋势_张玉志.

[3] 油气管道腐蚀与防护新技术研究_杨雪梅.