[發明專利]一種復合PE粉末熱噴涂石油天然氣管道防腐涂層

無效

• 申請號: 200910198529.8
• 申請日: 2009-11-10
• 公開（公告）號: CN102052543A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 方軍峰;郭衡綱
• 申請（專利權）人: 上海海隆防腐技術工程有限公司
• 主分類號: F16L58/04
• 分類號: F16L58/04;C09D163/00;C09D123/06;C09D123/12;C09D5/03;C09D5/08
• 代理公司: 上海翼勝專利商標事務所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽;何興元

技術領域

本發明涉及石油天然氣管道的防腐領域，具體的說，是通過在石油天然氣管道上噴涂不同涂料使石油天然氣管道具有高性能防腐涂層的方法及其形成的防腐涂層。

背景技術

3PE防腐工藝是自上世紀九十年代后期引進到中國的，這項技術的引進改變了國內多年的使用瀝青、煤焦瀝青、環氧煤瀝青等材料包覆埋地各類輸送管線防腐蝕的工藝技術，使埋地管線的使用壽命大大延長，防腐層保護時間從平均十年左右，延長到三十年甚至更長的水平，隨著3PE技術的不斷推廣，國內目前絕大多數的輸送管線(包括原油、天然氣、煤氣、部分自來水管線)都采用了3PE的防腐技術。我國現在正處于能源(石油、天然氣)管道建設的高峰階段，西氣東輸一線、西氣東輸二線，中俄管線、中亞管線、漠大線以及中緬管線還包括即將要開始西氣東輸三線等國家重點工程都在如火如荼的進行著，絕大部分外防腐方式都是采用3PE防腐技術。據統計，我國目前約2萬km以上的管道防腐采用的是3PE技術，而美國則擁有10萬公里以上的原油和天然氣輸送管道，俄羅斯更是多達24萬公里，由此可看出中國有著比美國、俄羅斯更大的市場需求，3PE用量的不斷增加是不容置疑的。

傳統的3PE防腐層的涂敷工藝是先加熱鋼管到190℃-220℃左右溫度，然后向其表面噴涂環氧樹脂粉末，在環氧粉末未完全開環固化之前涂覆膠粘劑層，同時纏繞黑色PE夾克料層，水冷、檢測驗收、外送安裝。該生產工藝在吸收了環氧粉末附著力好的優點，又引入了聚乙烯機械性能強的優勢使結合后的防腐層系統可適用于各種防腐性強多石方區等惡劣土壤環境。

但是隨著國家長距離油氣輸送管道的高速發展，傳統的3PE管道防腐技術已經不能適應高鋼級、高壓力、大輸量、長壽命的要求。3PE防腐技術雖然具有不少優點，但是在生產過程中3PE防腐技術仍然存在一些問題亟待解決。首先，由于3PE防腐技術的膠粘劑和夾克料層是由擠出機擠出成膜直接包覆在鋼管表面的，對鋼管連接處不平整的焊縫不能充分接觸，導致聚乙烯層側向擠出在焊縫坡前涂層變薄和焊縫“后坡空鼓”缺陷，導致日后的使用過程中出現了陰極屏蔽區域，影響3PE的防腐性能，而且測向纏繞搭接可能形成腐蝕通道。其次，在涂覆過程中空氣容易被包裹到3PE當中，使得3PE防腐層表面出現氣泡。再次，在膠和夾克料的生產過程中，需要對其進行二次加熱，不但需要消耗大量的電能，而且擠出機的混煉作用會對產品性能造成一定的損害，不利于產品性能的評估。最后，防腐廠停機后再開機的時候，需要對擠出機里的殘余料進行清理，造成了大量的浪費，提高了防腐廠的運營成本。

熱涂聚乙烯粉末防腐覆蓋層技術在20世紀80年代就已經出現，并得到一定的應用。國內外的查新報告分析結果顯示，從20世紀80年代開始，這項技術主要在日本得到應用和推廣，川崎制鐵株式會社采用熱涂聚乙烯粉末技術進行熔接管段的覆蓋層涂敷；三菱公司發明了聚乙烯粉末淋涂技術和淋涂裝置；久保田鐵工株式會社發明了內襯鋼管防腐樹脂涂敷技術，但只是內襯噴涂材料為環氧粉末和聚乙烯粉末的復合材料。鋼質管道聚乙烯熱涂敷技術俗稱單層PE技術，是將改性的高密度、低密度或線性低密度聚乙烯粉末通過淋涂的方式涂敷在加熱旋轉的鋼質管道表面，使其熱融化，利用熔融液體自然流淌的性能，均勻地附著在金屬表面上，經冷凝后形成嚴密的防腐覆蓋層。該覆蓋層一次成型，減少了涂敷施工工序，且不會造成焊縫處的擠壓減薄，防腐性能優良。同時，覆蓋層的厚度很好設定，對控制成本、提高經濟效益具有顯著的作用。目前，該涂層主要應用在輸水管線，還沒有石油天然氣管道防腐層使用的案例，其原因是它在本質上是一種單層PE涂層。

發明內容

本發明的目的是克服現有的3PE防腐技術所存在的缺陷，提供一種剝離強度高、陰極保護力強、節約原材料并減少能源消耗的防腐方法以及該方法在石油天然氣管道上形成的防腐涂層。本發明所采用的技術方案如下所述。

一種復合PE粉末熱噴涂石油天然氣管道防腐涂層，其特征在于，該防腐涂層是在石油天然氣管道的內壁或者外壁依次熱噴涂低溫固化環氧粉末(PBE)、熱熔共聚物膠(AD)、改性PE/PP粉末三種涂料，在石油天然氣管道的內壁或者外壁上形成共混界面的防腐涂層。

其中，固化環氧粉末(PBE)、熱熔共聚物膠(AD)、改性PE/PP粉末三種涂料的質量百分含量的范圍分別是5％-30％、10％-20％、50％-80％。

在一個優選的實施方式中，固化環氧粉末(PBE)、熱熔共聚物膠(AD)、改性PE/PP粉末三種涂料的質量百分含量的分別是10％、10％、80％。