專利名稱：一種復(fù)合pe粉末熱噴涂石油天然氣管道防腐涂層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油天然氣管道的防腐領(lǐng)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(shù)：
3PE防腐工藝是自上世紀(jì)九十年代后期引進(jìn)到中國的，這項(xiàng)技術(shù)的引進(jìn)改變了國 內(nèi)多年的使用浙青、煤焦浙青、環(huán)氧煤浙青等材料包覆埋地各類輸送管線防腐蝕的工藝技 術(shù)，使埋地管線的使用壽命大大延長，防腐層保護(hù)時(shí)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(shù)的不斷推廣，國內(nèi)目前絕大多數(shù)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(shù)。我國現(xiàn)在正處于能源(石油、天然氣) 管道建設(shè)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(diǎn)工程都在如火如荼的進(jìn)行著，絕大部分外 防腐方式都是采用3PE防腐技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國目前約2萬km以上的管道防腐采用的是3PE 技術(shù)，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(dá)M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(tǒng)的3PE防腐層的涂敷工藝是先加熱鋼管到190°C _220°C左右溫度，然后向其 表面噴涂環(huán)氧樹脂粉末，在環(huán)氧粉末未完全開環(huán)固化之前涂覆膠粘劑層，同時(shí)纏繞黑色PE 夾克料層，水冷、檢測驗(yàn)收、外送安裝。該生產(chǎn)工藝在吸收了環(huán)氧粉末附著力好的優(yōu)點(diǎn)，又引 入了聚乙烯機(jī)械性能強(qiáng)的優(yōu)勢使結(jié)合后的防腐層系統(tǒng)可適用于各種防腐性強(qiáng)多石方區(qū)等 惡劣土壤環(huán)境。但是隨著國家長距離油氣輸送管道的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的3PE管道防腐技術(shù)已經(jīng)不 能適應(yīng)高鋼級、高壓力、大輸量、長壽命的要求。3PE防腐技術(shù)雖然具有不少優(yōu)點(diǎn)，但是在生 產(chǎn)過程中3PE防腐技術(shù)仍然存在一些問題亟待解決。首先，由于3PE防腐技術(shù)的膠粘劑和 夾克料層是由擠出機(jī)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(dǎo)致聚乙烯層側(cè)向擠出在焊縫坡前涂層變薄和焊縫“后坡空鼓”缺陷，導(dǎo)致日后的 使用過程中出現(xiàn)了陰極屏蔽區(qū)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(dāng)中，使得3PE防腐層表面出現(xiàn)氣泡。再 次，在膠和夾克料的生產(chǎn)過程中，需要對其進(jìn)行二次加熱，不但需要消耗大量的電能，而且 擠出機(jī)的混煉作用會對產(chǎn)品性能造成一定的損害，不利于產(chǎn)品性能的評估。最后，防腐廠停 機(jī)后再開機(jī)的時(shí)候，需要對擠出機(jī)里的殘余料進(jìn)行清理，造成了大量的浪費(fèi)，提高了防腐廠 的運(yùn)營成本。熱涂聚乙烯粉末防腐覆蓋層技術(shù)在20世紀(jì)80年代就已經(jīng)出現(xiàn)，并得到一定的應(yīng) 用。國內(nèi)外的查新報(bào)告分析結(jié)果顯示，從20世紀(jì)80年代開始，這項(xiàng)技術(shù)主要在日本得到應(yīng) 用和推廣，川崎制鐵株式會社采用熱涂聚乙烯粉末技術(shù)進(jìn)行熔接管段的覆蓋層涂敷；三菱 公司發(fā)明了聚乙烯粉末淋涂技術(shù)和淋涂裝置；久保田鐵工株式會社發(fā)明了內(nèi)襯鋼管防腐樹 脂涂敷技術(shù)，但只是內(nèi)襯噴涂材料為環(huán)氧粉末和聚乙烯粉末的復(fù)合材料。鋼質(zhì)管道聚乙烯熱涂敷技術(shù)俗稱單層PE技術(shù)，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(zhuǎn)的鋼質(zhì)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(jīng)冷凝后形成嚴(yán)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(yōu)良。同時(shí)，覆蓋層的厚度很好設(shè)定，對 控制成本、提高經(jīng)濟(jì)效益具有顯著的作用。目前，該涂層主要應(yīng)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(zhì)上是一種單層PE涂層。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有的3PE防腐技術(shù)所存在的缺陷，提供一種剝離強(qiáng)度高、 陰極保護(hù)力強(qiáng)、節(jié)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(fā)明所采用的技術(shù)方案如下所述。—種復(fù)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(nèi)壁或者外壁依次熱噴涂低溫固化環(huán)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(nèi)壁或者外壁上形成共混界面的防 腐涂層。其中，固化環(huán)氧粉末(PBE)、熱熔共聚物膠(AD)、改性PE/PP粉末三種涂料的質(zhì)量 百分含量的范圍分別是5% -30%、10% -20%,50% -80%。在一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，固化環(huán)氧粉末(PBE)、熱熔共聚物膠(AD)、改性PE/PP 粉末三種涂料的質(zhì)量百分含量的分別是10 %、10 %、80 %。在一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，固化環(huán)氧粉末(PBE)、熱熔共聚物膠(AD)、改性PE/PP 粉末三種涂料的質(zhì)量百分含量的分別是5 %、15 %、80 %。在一個優(yōu)選的實(shí)施方式中，固化環(huán)氧粉末(PBE)、熱熔共聚物膠(AD)、改性PE/PP 粉末三種涂料的質(zhì)量百分含量的分別是30^^20^^50 ^其中，通過設(shè)置的噴槍排列的順序和數(shù)量以及石油天然氣管道的螺旋前進(jìn)速度控 制所述的防腐涂層的厚度。發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，噴涂原料的形態(tài)決定了施工工藝，并最終影響了產(chǎn)品的防 腐性能，把熱熔共聚物膠和改性PE/PP粉末化，像固化環(huán)氧粉末一樣進(jìn)行熱噴涂，由于3層 都用粉末進(jìn)行涂覆，使各層間形成共混增加了層間的附著力，提高了使用性能，而且，熱熔 共聚物膠和改性PE/PP粉末化后，可以通過調(diào)節(jié)噴槍的個數(shù)來調(diào)節(jié)出料量，擺脫了原來管 道涂覆速率受擠出機(jī)出料速率影響的缺點(diǎn)，提高了涂覆效率。而且，經(jīng)過上述噴涂工藝在石油天然氣管道上形成的防腐涂層具有如下的特點(diǎn)1、由于層間的共混作用，防腐涂層與石油天然氣管道具有超高強(qiáng)度的剝離強(qiáng)度， (25°C，彡200N/cm)，克服了傳統(tǒng)3PE防腐技術(shù)的AD/ΡΕ層間分離的缺陷，提高了管道的防腐 蝕性能；2、避免了傳統(tǒng)的3PE防腐技術(shù)側(cè)向擠出在焊縫坡前涂層變薄和焊縫“后坡空鼓缺 陷”，消除了陰極屏蔽區(qū)域，提高了陰極保護(hù)抗力，使得抗陰極剝離性能達(dá)到< 10mm(65°C， 30d)；3、涂在管道內(nèi)壁上形成的內(nèi)涂層還能減阻，提高流體效率；4、克服了 3PE防腐方法側(cè)向纏繞搭接可能形成的腐蝕通道，大幅度降低了焊縫部位產(chǎn)生“翹邊”缺陷；5、由于采取了一次噴涂成型工藝，節(jié)約了 30%以上材料和電力，從而有效地降低 了涂敷成本。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。實(shí)施所用涂料sm05低溫固化環(huán)氧粉末、SN102和smo4熱熔共聚物膠和smoi 和sm03改性PE/PP粉末的生產(chǎn)技術(shù)路線和技術(shù)指標(biāo)如下其中sm05環(huán)氧粉末技術(shù)路線通過選擇合適的原材料、合適的比例進(jìn)行混合，混合均勻后通過雙螺桿擠出設(shè)備 熔融擠出，在擠出過程中嚴(yán)格控制物料溫度，擠出物料壓片，破碎，然后磨粉，包裝。生產(chǎn)流 程如下原材料混合一投料分散一熔融擠出一壓片冷卻一破碎一磨粉一轉(zhuǎn)動篩過濾一成 品包裝SN105熔結(jié)環(huán)氧粉末技術(shù)指標(biāo)
權(quán)利要求
1.一種復(fù)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(nèi)壁或者外壁依次熱噴涂低溫固化環(huán)氧粉末、熱熔共聚物膠、改性PE/PP 粉末三種涂料，在石油天然氣管道的內(nèi)壁或者外壁上形成共混界面的防腐涂層。
2.如權(quán)利要求1所述的防腐涂層，其特征在于，固化環(huán)氧粉末、熱熔共聚物膠、改性PE/ PP粉末三種涂料的質(zhì)量百分含量的范圍分別是5% -30%、10% -20%,50% -80%。
3.如權(quán)利要求2所述的防腐涂層，其特征在于，固化環(huán)氧粉末、熱熔共聚物膠、改性PE/ PP粉末三種涂料的質(zhì)量百分含量的分別是10 %、10 %、80 %。
4.如權(quán)利要求2所述的防腐涂層，其特征在于，固化環(huán)氧粉末、熱熔共聚物膠、改性PE/ PP粉末三種涂料的質(zhì)量百分含量的分別是5%、15%、80%。
5.如權(quán)利要求2所述的防腐涂層，其特征在于，固化環(huán)氧粉末、熱熔共聚物膠、改性PE/ PP粉末三種涂料的質(zhì)量百分含量的分別是30^^20^^50 ^
6.如權(quán)利要求2所述的防腐涂層，其特征在于，通過設(shè)置的噴槍排列的順序和數(shù)量以 及石油天然氣管道的螺旋前進(jìn)速度控制所述的防腐涂層的厚度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種復(fù)合PE粉末熱噴涂石油天然氣管道防腐涂層，該防腐涂層是在石油天然氣管道的內(nèi)壁或者外壁依次熱噴涂低溫固化環(huán)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(nèi)壁或者外壁上形成共混界面的防腐涂層。所述的防腐涂層與石油天然氣管道具有超高強(qiáng)度的剝離強(qiáng)度，克服了傳統(tǒng)3PE防腐技術(shù)的AD/PE層間分離的缺陷，提高了管道的防腐蝕性能；所述的防腐涂層消除了陰極屏蔽區(qū)域，提高了陰極保護(hù)抗力，并降低了焊縫部位產(chǎn)生“翹邊”缺陷，一次噴涂工藝還有效地降低了涂敷成本。
文檔編號C09D5/03GK102052543SQ200910198529
公開日2011年5月11日 申請日期2009年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月10日
發(fā)明者方軍峰, 郭衡綱 申請人:上海海隆防腐技術(shù)工程有限公司