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内外涂塑螺旋钢管 |
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3PE防腐层在运输、施工和运行过程中也难免受到机械损伤而出现破损点，从而导致金属管体暴露于周围土壤介质中。由于破损点处土壤或溶液介质更容易到达3PE防腐层下方环氧粉末层与管体的粘结界面处，可能导致3PE防腐层与管体的粘结性下降从而出现剥离状况。即使防腐层本身没有破损，工艺问题、施工质量、服役环境等因素也可能造成防腐层剥离，影响保护效果，威胁管道的安全运行。
为此，需要定期对在役3PE防腐层进行检测，尤其在高风险高后果区域，甚至有必要开展开挖检测。今天，就在这里向大家介绍一下3PE防腐层现场测试的相关方法。先看下下面这张表，大致了解下开挖检测都要测哪些内容吧。
下面我们来看一下具体的测试方法。
开挖完成后，将防腐层表面清洗擦干，对防腐层外观进行目测检查。看防腐层表面是否平滑，有无暗泡、麻点、皱折、裂纹，色泽是否均匀，有无明显的破损点。
2、防腐层漏点检测
肉眼观察之后，采用电火花检漏仪测试防腐层性能，检漏仪电压调为25kV，接通电源，手持检漏仪用钢刷前端缓缓扫过防腐层表面。若出现电火花并伴随有报警声则存在漏点。
将耦合剂涂敷至需要测定厚度的防腐层上，将仪器探头垂直放在防腐层上，待读数稳定后读取显示的结果。
4、剥离强度测试
先将防腐层沿环向划开宽度约为20mm、长10cm左右的长条，划开时应划透防腐层，并撬起一端。用测力计以10mm/min的速率垂直钢管表面匀速拉起防腐层，记录测力计稳定数值。将测定时记录的力值除以防腐层的剥离宽度即为剥离强度，单位为N/cm。
5、锚纹深度测试
防腐层剥离后，检查管壁情况，并根据标准GB/T 8923、ASTM D 4417，对防腐层剥离后的管壁进行锚纹深度测试。
6、阴极保护状况测试
阴极保护电位过负则会影响防腐层的抗剥离性能，尤其是在防腐层存在缺陷的情况下，水的浸渍和阴极保护促进防腐层以缺陷为中心向外扩展一定距离，亦即阴极剥离。因此，加强阴极保护电位的日常监测和控制，对于防腐层剥离是至关重要的。阴极保护电位的测试方法这里就不赘述了。
通过本文的介绍，相信大家已经对3PE防腐层现场测试的方法有了一定了解。
GB/T23257-2009，埋地钢质管道聚乙烯防腐层[S]．
3PE在生产过程中要进行预热、抛丸除锈、加热、环氧粉末喷涂、胶粘剂包覆、水冷、聚氯乙烯包覆等过程。经过除锈后的钢管表面呈白亮、光滑状态。除锈等级若达不到规定标准、锚纹深度不足会影响熔结环氧粉末与钢管的粘结力。锚纹深度过大会在熔结环氧粉与钢管间形成立腐蚀空间，加剧管道腐蚀。表面潮湿和粉尘沾污二次污染、则不易被发现[1]。
2.2 管道施工过程中可能出现的问题
2.2.1 防腐管在堆放过程中出现的问题
“挤压聚乙烯防腐管露天存放时间不宜超过6个月，若需超过6个月以上时，应用不透明的遮盖物对防腐管加以防护” [2]，在管道施工过程中，受沿线土地所有者诉求影响，施工受用地影响较大，不能按期施工，现场堆放时间大部分超过6个月，很少有管理单位采取遮盖措施，影响了使用寿命。
2.2.2 施工中损伤修复存在的问题
管道运输、施工中不可避免会出现划伤、磕伤等情况，GB/T23257-2009 《埋地钢质管道聚乙烯防腐层标准》规定；对小于等于30 mm的损伤，宜采用辐射交联聚乙烯补伤片修补，对大于等于30 mm的损伤，采用补伤片修补后外包敷一条热收缩带” [2] 。在实际工作中，基于施工费用和操作人员技术水平限制，特别是管道测试线焊接后，很少见到对大于等于30 mm的损伤采用补伤片修补后外包敷一条热收缩袋。
2.2.3 补伤材料选择中出现的问题
目前，与PE层配伍的材料较少[3]，对在役管道补伤常用的材料有热熔胶+补伤片、热熔胶+补伤片+收缩带、粘弾体+防护带，冷缠带也在局部使用。补伤、补口材料与管体及PE防腐层的粘结、密封要良好，否则补伤材料与原材料“不相容”，就会出现“两层皮”现象。对于运行中的输气管道而言，管道补口不能采用热熔胶收缩带[3]，因为烘烤过程中，管内介质会将烘烤中热量带走，热熔胶不能完全熔融。而建设中的管道和停运中的管道则不受此影响。因此运行中的管道和投用前的管道在使用材料上是要区别对待的。
2.2.4 管道回填过程中可能出现的问题
在山区施工，细土回填很难，一些施工单位甚至采用碎石装袋做管墩，管道回填后，管道下沉，防腐层直接被石块磕伤。修建截水墙等隐蔽工程时，石块直接倾倒在管沟内，造成石块滚动砸伤防腐层。
2.2.5 热收缩套与热收缩带施工不规范
热收缩套需事先套入管道，主要用于管道补口、热煨弯管防腐。热收缩带主要用于管道补口防腐及防腐层大面积损伤、缺陷的补伤，带固定片。二者在3PE补伤、补口中广泛应用，施工中主要问题是表面光洁度不够、加热不均匀、温度不够，会出现 翘边、失粘，将会由于阴极保护屏蔽，导致管体腐蚀。且外检测不易发现。资料显示，西气东输大部分外腐蚀均发生在管道补口处，产生失效的原因主要是热收缩带质量和施工质量[4]，由此可见，管道与管体涂层良好粘结非常重要。
2.3 管道运行中失效
2.3.1 管道保护电位长期过高造成管道防腐层脱壳
目前普遍认为管道断电电位在-850～1 200 mV之间，管道能够得到有效保护，正常情况下，该要求是能够得到保障的。但仪器在处于恒流状态或异常情况下，超出此规定值的现象是存在的，管线长期处于“过保护”状态，不但会造成防腐层脱壳，还会造成管道“氢脆”现象。埋地管道长期处于杂散电流干扰区域而未能进行有效排除也会造成脱壳现象的发生。
2.3.2 第三方施工造成的3PE失效
打孔盗油、第三方施工破坏是造成管道泄漏事件的重要原因，管道防腐层大面积损坏的主要原因是交叉施工中未与管道公司及时沟通或野蛮施工所致，此类施工除了对管道防腐层造成破坏外，往往伴随着对管体的损伤，此类危害。
3 避免3PE失效及修复失效探讨
3.1 把好产品出厂质量关
3PE防腐管在出厂时进行了质量检验，但有一些缺陷是有隐蔽性的，例如锚纹深度、粘结力等是不易被发现的，在工厂预制过程中，管道公司应派员对生产过程进行抽查并及时反馈给厂方进行整改，杜绝不合格产品出厂。对后期发现的问题，进行质量追溯，查找原因和范围。
3.2 对监理、防腐层补口、补伤人员进行培训和考核
目前3PE补口、补伤绝大部分采用人工方式进行，特别是补口操作采用的是手工烘烤方式，操作人员责任心不强，缩减作业时间，烘烤温度达不到，热熔胶就不能完全融化，达不到“各部均有热熔胶均匀溢出”的要求，俗称的“收缩（带）套就不能与管道很好粘结，造成密封不好” ；温度过高会“烤焦” [4]，造成收缩（带）套失效，烘烤温度的准确掌握是决定收缩（带）套施工质量好坏的重要一环。
管道补口需要经过喷砂、预热、涂漆、烘烤等多个环节，其中一个环节出了问题，都会影响终结果。如果监理人员技术缺乏、督查不到位致使缺陷未及时发现，同样影响防腐效果。
因此防腐施工前应对操作和监理人员进行培训和考试，施工结束进行考核，对不合格部分要进行倒查。
3.3 监护阴极保护参数做好交叉施工监护
将管道保护电位控制在要求范围内，对杂散电流干扰及时进行排除，避免电流过大造成剥离。对管线交叉施工进行严密监护，避免损伤防腐层，对损伤部位及时修复。
管道露天堆放预计超过6个月的要采取遮盖措施，管沟按规定进行细土回填，钢管从堆管区到布管运输期间避免拖拽，水工施工过程中，避免石块砸伤管道。
3.5 避免损伤工厂预制防腐层管段
现场修复的涂层不会比原始涂层好，因此在施工环节中尽量避免对原始涂层的破坏。例如对阴极保护电缆线的焊接，应尽量选在补口部位，防止损伤工厂预制管段[5]。
(1)把好产品质量关。对工厂预制的防腐管进行质量追踪，对出厂产品进行抽查，对出现质量问题的同批次产品不予使用。选用产品质量合格并与之“相容”的补口、补伤材料。
(2)选择防腐队伍进行补伤、补口施工，强化监理在施工中的作用，对修复后的防腐层进行质量抽查。
(3)贯彻管道公司相关管理规定，定期进行地面防腐层漏点检测，控制阴极保护参数，按照规定进行巡护，防止和发现外力损伤防腐层。
(4)加强对新型补伤、补口材料的研发。目前，一些新型补伤、补口材料在工程中有所使用，取得了较好效果，但在役管线补伤、补口材料存在着价格较高的问题，市场亟待新产品的出现。
[1] 廖宇平，程书旗，郑玉海，等.管道3PE防护层的结构特点与缺陷分析及防范[J].《腐蚀与防护》, 2006， 27（6）：311-314.
[2] GB/T23257-2009 《埋地钢质管道聚乙烯防腐层标准》.
[3] 陈洪源 ，李英义 ，罗鹏 ，等.再役3PE管道补口修复技术研究[J].《管道设备与技术》, 2012,（4）: 24-26.
[4] 罗峰,王国丽，窦鹏.国内3PE防腐层补口失效主要原因分析及相关对策建议[A].中国油气储运安全管理 与技术创新研讨会暨新技术、新装备应用推介会论文集[C].2010.
[5] 王向农.3LPO管道防腐层的剥离[J].《防腐保温技术》
3PE防腐钢管端口的防腐层与钢管外壁脱离我们称为翘边，3PE防腐钢管在生产工艺和存放方法如果处理不当很容易造成3PE防腐钢管产生翘边的现象，一但产生翘边势必会会影响防腐层的质量，影响防腐的效果，甚至会影响管道的使用寿命。
如果3PE防腐钢管产生翘边进行修复。可以用粘胶剂重新粘好就可以了。
3PE防腐钢管产生翘边主要受温度的影响和管径有关。其中的规律就是，管径越大、管壁越厚焊管与管体的温差越小，反之温差越大。
：再生产过程中PE因为遇冷收缩而紧包在钢管上，生产管体上PE的内应力随着外界温度的变化而变化，但各点的内应力都是一致的，各点的内应力是指向管体的，而在PE坡口的焊道处就不同了，因为PE在坡口处被焊道分为两部分，焊道与管端夹角较小的一侧，上面的PE会被大部分刷掉，剩下的PE自身厚度薄，表面积很小，并成锐角状或长条状，而焊道与管端夹角较大一侧的PE，从管端方向向管内侧方向逐渐加厚，在焊道肩部达到了被分开部分PE的大厚度。所以造成管道表面的PE涂层厚度不一。
第二：3PE防腐钢管表明的涂层PE在受到日光暴晒时，pe的温度升高，pe的记忆效应产生一个收缩的内应力，这个内应力作用于裸露焊道的侧面就会产生一个剥离开焊道的力，随PE厚度的增加，这个作用力也随之增大，当焊道与管端夹角较大一侧的焊道肩部的力达到大时，就能使粉末与钢材表面分离而形成翘边。以上就是翘边形成的大体过程。参考： 正确的3PE防腐钢管存放方法
预防3PE防腐钢管生产翘边的措施
1、在不影响管口焊接的情况下，应适当增加聚乙烯层端部环氧粉末的预留长度，可预防因钢管堆放时间较长，管端金属腐蚀严重引起的3PE防腐翘边。
2、防腐管露天堆放时间较长时，应在管端进行遮盖，防止雨水侵蚀，造成管端严重腐蚀。
3、若管道现场施工周期较长，可以在管端金属裸露处涂刷可焊防锈漆，以防止防腐管在储存期间因腐蚀引起3PE防腐层翘边。
4、严格控制管端预留处焊缝余高的修磨质量。在焊缝处聚乙烯坡口外与管体其他部位一样，使环氧粉末保留长度>20mm，以防止焊缝处环氧粉末底部先被腐蚀而引起3PE防腐层翘边。管端焊缝修磨应注意：
1)从焊缝修磨开始处到聚乙烯倒角处应有10-20mm没有焊缝余高的与管体一样的聚乙烯层平整段，以管端聚乙烯坡口处挤压粘结质量。
2)焊缝修磨后的余高应尽量做到与管体平齐，不要有明显的余高，以防止在打磨聚乙烯层倒角时，将环氧粉末一同打磨掉。
3)焊缝未修磨的与修磨处的过渡段倒角，也应与聚乙烯层倒角一样(≤30°)，以便挤压辊的挤压力均匀地施压在聚乙烯层上，防止因坡口处防腐层粘结不好出现聚乙烯层翘边。
预留段环氧粉末涂层只有保护完整，才能起到延缓管端因腐蚀引起的翘边。国内管端聚乙烯坡口加工都用钢丝轮打磨方式，会损坏环氧粉末涂层。应改用机械加工坡口，刀口底层要有限位装置来控制刀具的进刀深度，以免伤及环氧粉末涂层。
3PE防腐，各种防腐类型不同但是各自都有其不同优点，虽然石油沥青防腐，环氧煤沥青防腐，在工程使用上即将淘汰，但是短期内不能全面取消，未来发展主要会以PE防腐类型为主。因为防腐钢管具有的特性和特点所以防腐钢管在施工和实际需要中有很大优势。
，防腐钢管施工便捷，步骤简化方便快捷，加工厂和现场均可施工。防腐工艺相对来说简单，无需重大设备和场地。适用用现场施工，可以一边对钢管做出防腐一边在现场施工。
第二，防腐管道寿命更长，由于钢管在适用中就有一个适用寿命，在加之对钢管做出的防腐，那就大大提升了管道的整体使用寿命，适用寿命一般可到20-30年或者是更长久，这样就节省了更换维修及其它成本。
第三，经济适用，工程造价相对便宜，在钢管产品质量还有适用寿命相结合做对比的情况下，使用寿命能与所投资形成合理的比例，这样做对比防腐管道就经济适用了。
第四，防腐钢管在以设计就以环保为中心，这种设计符合时代进步的需要，以后钢管输送流体对环保的要求愈趋严格，不能符合环保要求的产品将逐渐淘汰。
由此可见防腐钢管以后在管道发展中会占据重要的地位。以后管道工程的建设主要会以防腐钢管为主。
三布四油防腐钢管三布四油防腐钢管采用双组分常温固化型的涂料，在钢管表面上由玻璃布作为加强涂敷而成的防腐。可用于埋地或水下的输油、输气、输水、热力管道的外壁防腐，也适用于各类钢结构、码头、船舶、水闸、煤气储罐、炼油化工厂设备防腐及污水池、楼顶防水层、地下室混凝土层的防渗漏。在管道外壁涂刷中，与玻璃纤维布包扎配套使用，成为加强级或特加强级涂层，防腐性能。三布四油防腐钢管是由涂料与玻璃纤维布复合使用，这样使用可增强防腐层的机械性能。三布四油具有的电绝缘性、抗水渗透性、抗微生物侵蚀、抗杂散电流、耐热、耐温差骤变等优良性能。[防腐钢管是指经过防腐工艺加工处理，可有效防止或减缓在运输与使用过程中发生化学或电化学反应发生腐蚀现象的钢制管道。
3PE防腐主要原理为物理隔绝，在陆地石油管道的防腐应用中尤为广泛，但是由于海洋领域的特殊性，其应用效果却差强人意。3PE防腐的施工需要的设备，一般用于钢管出厂前的预涂覆。
阴极保护是电化学保护技术的一种，主要为外加电流和牺牲阳极方式。海洋钢结构中主要以锌、铝合金为牺牲阳极材料。基本与涂料防腐同时使用，目前在海水全浸区及海底泥土区通常都采用阴极保护的方法。[3]但在海洋钢管桩防腐中应用时，被保护钢管桩在海水液位以下，对于海水液位以上区域无保护效果。检查修复时需要检测电流的大小进行判定，通过改变加持电流或者根据牺牲阳极设计寿命定期更换牺牲阳极材料。牺牲阳极块通常在海水较深区域，更换不易。
防腐涂料通常分为常规防腐涂料和重防腐涂料，根据防腐原理又分为化学、物理和电化学防腐涂料。根据海水不同环境和工程有不同的需求，涂料涂装施工的操作步骤是钢材表面底层处理、底涂、中涂、面涂，需要对钢材表面进行机械喷砂处理，表面处理级别要求较高，需达到Sa2.5以上。基本上钢管桩出厂时就已经根据设计方案进行预喷涂，且基本与阴极保护同时使用。如杭州湾大桥承台下的钢管桩，防腐涂层需要每年定期巡检，并对破损区域进行修复，由于涂层本身强度较弱，因此防腐涂层很容易受到外界的物理型损坏、脱落、失效。修复时，对钢管表面处理要求很高，且在海水液位以下操作不便，很难附着在钢管表面。
国内大部分海洋结构都是采用的阴极保护与防腐涂料结合的方式进行防腐，但是对海洋钢结构中腐蚀为严重的潮差飞溅区却没有很好的防护作用，随着PTC等一些新型复层包覆的产品出现，包覆式防腐逐渐受到人们的重视。包覆式防腐主要分为：
1、有机包覆--PE、环氧；2、无机包覆--水泥砂浆，金属喷涂，电沉积；3、复层包覆--矿脂油带包覆等。
其中以Denso公司的矿脂油带防腐系列在实际应用中为广泛，其原理主要为物理隔绝防腐。该方案在实施时，需要搭建施工平台，矿脂带包覆方案中的外护壳需要与矿脂带层紧密结合，且需具有隔水作用，以防止矿脂带中的憎水材料被冲散到海水中，造成防腐失效以及对海洋环境的污染。其外壳需要事先经过精密计算与设计，进行预制，再运送至现场进行安装施工，固定件为金属螺栓，容易受到海水腐蚀，若采用合金防腐螺栓，则价格高昂。
三层PE结构防腐生产线一条，能够生产219mm-1620mm的规格3PE防腐钢管，单层、双层熔结环氧粉末外防腐，年生产能力达到120万平方米，公司拥有的预制直埋保温管外护管生产线4条，高压发泡生产线3条，能生产DN20-DN1400的各种规格的预制直埋保温管，年生产能力500公里以上。
钢套钢预制直埋蒸汽保温管
外3PE防腐层8701饮用水防腐管
高密度聚乙烯外护管
预制直埋保温管
预制直埋保温管
钢管外环氧粉末喷涂预制直埋保温管
钢套钢蒸汽复合保温管
防 腐 管
外3PE防腐层内8701饮用水防腐管
单层环氧粉末防腐管
3PE防腐管
3PE 防 腐 管
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