[发明专利]一种管道三层结构防腐层涂装工艺

说明书

技术领域

本发明涉及管道防腐领域，具体地，涉及一种管道三层结构防腐层涂装工艺。

背景技术

钢管“三层结构”防腐层包括三层聚乙烯(英文简写为：3PE或3LPE)和三层聚丙烯(英文简写为：3PP或3LPP)两种，是目前公认的最先进的管道防腐层，其适用范围广、防腐性能可靠。

三层结构特指底层为熔结环氧粉末涂层(英文简写为FBE)、中间层为合成胶粘剂(包括α-烯烃与乙烯的共聚物胶粘剂、接枝聚合改性聚乙烯胶粘剂两类，英文简写为：AD)、外层为聚烯烃(包括聚乙烯，英文简写为：PE，以及聚丙烯，英文简写为：PP)的管道外防腐层。

三层结构各层的作用：

1、熔结环氧粉末底层，环氧粉末是由环氧树脂或酚醛环氧等作为成膜物质，成膜物分子中的环氧键、醚键、羟基和羰基等，可以和钢铁的金属键产生化学键结合和强有力的范德华力结合。因此，通过高温熔结到钢表面的环氧涂层，在所有管道有机涂层当中粘结力最强。

2、胶粘剂中间层，胶粘剂一般用马来酸酐在聚乙烯分子链上接枝，或者和乙烯共聚，在聚乙烯材料中引入酸酐基团而制得。这种胶粘剂分子上的酸酐基团可以和环氧树脂分子中的环氧基、羟基发生反应，产生化学交联结合；同时，胶粘剂分子主链以乙撑链为主，和聚乙烯分子链结构相同，二者具有良好的相似相容性，熔塑状态下受力作用可融合为一体。

3、聚烯烃外层，聚乙烯和聚丙烯材料性能极为稳定，是常用管道防腐层中耐机械损伤能力最强、运行稳定性最好的涂层材料。因为这类材料没有极性，能够隔绝水、酸、碱和盐等极性腐蚀介质，避免其进入防腐层、接触钢体表面。

由于聚烯烃没有极性，和强极性的钢铁表面粘结力太弱，所以需要通过合成胶粘剂、环氧粉末层的“搭桥”作用，从根本上解决聚烯烃与钢表面的粘结问题，形成“完美涂层”。在结构中，熔结环氧粉末层和胶粘剂层的基本作用是保证整个防腐层对钢体的粘结，聚烯烃层则是提供腐蚀防护的主体。现有带材缠绕三层结构防腐层的涂装工艺技术包括：

1、FBE的涂装，将钢管加热之后(加热温度180℃～230℃)，将环氧粉末喷涂到钢管表面，使环氧粉末涂料熔化、固化而形成底涂层。为了提高粉末涂料的利用率，改善底涂层成膜效果，通常采用静电粉末喷涂技术喷涂环氧粉末底涂层。

2、聚烯烃带材缠绕，使用适当的机械或手动工具，在涂好底漆的管子上按塔接要求螺旋缠绕胶带，胶带应保持一定的拉紧力，使得胶带层紧密连接，缠绕时胶带边缝应平行，不得扭曲皱褶。两端胶带相接处要有一段的塔接。必要时在前一段胶带的末端基膜上涂刷底漆或充分烘烤，待表干后再塔接另一段胶带的起始端。始末端应使用木质圆滑工具紧密压贴使其不翘起。

现有技术存在以下不足：

带材缠绕三层结构防腐层可能出现层间结合隐患

三层结构防腐层的性能决定于三层材料的紧密结合，其中AD和聚烯烃因为二者分子具有相同的主链，共挤带材中AD/PE两者得到很好的熔融结合。但FBE和AD的结合则存在一定不足。这个问题的产生是因为现有工艺的局限，FBE和AD的结合需要二者官能团的反应结合和物理融合。

1、化学结合方面的制约

现有工艺主要提供FBE和AD的化学反应结合，而这种结合受到FBE固化程度的影响：a.钢管预热温度过高，FBE固化过度时，AD/PE带材才涂装上去，FBE表层已丧失化学活性；b.当钢管预热温度偏低时，带材缠绕上去后，AD温度达不到190℃或者更高，AD中的酸酐基团反应能力降低，和FBE表层的化学结合不足。这种情况在使用低温固化环氧粉末时容易出现。

2、表面微观啮合及表层融合方面的制约

FBE粉末在未完全熔化之前，具有很高的粗糙度，但当FBE完全熔化、流平后，这种状态消失，此时缠绕AD，二者不能够形成表面啮合；如果在FBE未胶化充分前缠绕AD，则有可能在AD缠绕作用力的作用下，导致FBE和钢管的结合受到影响。这种制约使得二者无法建立起有效的表面微观啮合及表层融合。

上述问题影响到防腐层粘接力，尤其是使得国标GB/T埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准规定的高温阴极剥离性能(最高运行温度，30d阴极剥离，剥离值15mm≤)不容易达到。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种管道三层结构防腐层涂装工艺，以实现整体性佳、抗阴极剥离性能强、防腐层的致密性增强的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种管道三层结构防腐层涂装工艺，包括以下步骤：