[发明专利]一种复合PE粉末热喷涂石油天然气管道防腐涂层

说明书

技术领域

本发明涉及石油天然气管道的防腐领域，具体的说，是通过在石油天然气管道上喷涂不同涂料使石油天然气管道具有高性能防腐涂层的方法及其形成的防腐涂层。

背景技术

3PE防腐工艺是自上世纪九十年代后期引进到中国的，这项技术的引进改变了国内多年的使用沥青、煤焦沥青、环氧煤沥青等材料包覆埋地各类输送管线防腐蚀的工艺技术，使埋地管线的使用寿命大大延长，防腐层保护时间从平均十年左右，延长到三十年甚至更长的水平，随着3PE技术的不断推广，国内目前绝大多数的输送管线(包括原油、天然气、煤气、部分自来水管线)都采用了3PE的防腐技术。我国现在正处于能源(石油、天然气)管道建设的高峰阶段，西气东输一线、西气东输二线，中俄管线、中亚管线、漠大线以及中缅管线还包括即将要开始西气东输三线等国家重点工程都在如火如荼的进行着，绝大部分外防腐方式都是采用3PE防腐技术。据统计，我国目前约2万km以上的管道防腐采用的是3PE技术，而美国则拥有10万公里以上的原油和天然气输送管道，俄罗斯更是多达24万公里，由此可看出中国有着比美国、俄罗斯更大的市场需求，3PE用量的不断增加是不容置疑的。

传统的3PE防腐层的涂敷工艺是先加热钢管到190℃-220℃左右温度，然后向其表面喷涂环氧树脂粉末，在环氧粉末未完全开环固化之前涂覆胶粘剂层，同时缠绕黑色PE夹克料层，水冷、检测验收、外送安装。该生产工艺在吸收了环氧粉末附着力好的优点，又引入了聚乙烯机械性能强的优势使结合后的防腐层系统可适用于各种防腐性强多石方区等恶劣土壤环境。

但是随着国家长距离油气输送管道的高速发展，传统的3PE管道防腐技术已经不能适应高钢级、高压力、大输量、长寿命的要求。3PE防腐技术虽然具有不少优点，但是在生产过程中3PE防腐技术仍然存在一些问题亟待解决。首先，由于3PE防腐技术的胶粘剂和夹克料层是由挤出机挤出成膜直接包覆在钢管表面的，对钢管连接处不平整的焊缝不能充分接触，导致聚乙烯层侧向挤出在焊缝坡前涂层变薄和焊缝“后坡空鼓”缺陷，导致日后的使用过程中出现了阴极屏蔽区域，影响3PE的防腐性能，而且测向缠绕搭接可能形成腐蚀通道。其次，在涂覆过程中空气容易被包裹到3PE当中，使得3PE防腐层表面出现气泡。再次，在胶和夹克料的生产过程中，需要对其进行二次加热，不但需要消耗大量的电能，而且挤出机的混炼作用会对产品性能造成一定的损害，不利于产品性能的评估。最后，防腐厂停机后再开机的时候，需要对挤出机里的残余料进行清理，造成了大量的浪费，提高了防腐厂的运营成本。

热涂聚乙烯粉末防腐覆盖层技术在20世纪80年代就已经出现，并得到一定的应用。国内外的查新报告分析结果显示，从20世纪80年代开始，这项技术主要在日本得到应用和推广，川崎制铁株式会社采用热涂聚乙烯粉末技术进行熔接管段的覆盖层涂敷；三菱公司发明了聚乙烯粉末淋涂技术和淋涂装置；久保田铁工株式会社发明了内衬钢管防腐树脂涂敷技术，但只是内衬喷涂材料为环氧粉末和聚乙烯粉末的复合材料。钢质管道聚乙烯热涂敷技术俗称单层PE技术，是将改性的高密度、低密度或线性低密度聚乙烯粉末通过淋涂的方式涂敷在加热旋转的钢质管道表面，使其热融化，利用熔融液体自然流淌的性能，均匀地附着在金属表面上，经冷凝后形成严密的防腐覆盖层。该覆盖层一次成型，减少了涂敷施工工序，且不会造成焊缝处的挤压减薄，防腐性能优良。同时，覆盖层的厚度很好设定，对控制成本、提高经济效益具有显著的作用。目前，该涂层主要应用在输水管线，还没有石油天然气管道防腐层使用的案例，其原因是它在本质上是一种单层PE涂层。

发明内容

本发明的目的是克服现有的3PE防腐技术所存在的缺陷，提供一种剥离强度高、阴极保护力强、节约原材料并减少能源消耗的防腐方法以及该方法在石油天然气管道上形成的防腐涂层。本发明所采用的技术方案如下所述。

一种复合PE粉末热喷涂石油天然气管道防腐涂层，其特征在于，该防腐涂层是在石油天然气管道的内壁或者外壁依次热喷涂低温固化环氧粉末(PBE)、热熔共聚物胶(AD)、改性PE/PP粉末三种涂料，在石油天然气管道的内壁或者外壁上形成共混界面的防腐涂层。

其中，固化环氧粉末(PBE)、热熔共聚物胶(AD)、改性PE/PP粉末三种涂料的质量百分含量的范围分别是5％-30％、10％-20％、50％-80％。

在一个优选的实施方式中，固化环氧粉末(PBE)、热熔共聚物胶(AD)、改性PE/PP粉末三种涂料的质量百分含量的分别是10％、10％、80％。