湿热老化对热熔胶粘剂结构稳定性的影响

热收缩带由辐射交联聚乙烯层、热熔胶粘剂及配套液态环氧底漆组成,其是3PE管道应用最广泛的补口材料。在热收缩带的补口过程中,主管道PE层及焊缝两侧的环氧底漆层通过热熔胶粘剂作用与热收缩带形成有效粘结,热熔胶粘剂的结构稳定性将对热收缩带补口的长期有效性产生重要影响。为此,采用红外光谱(FT-IR)、凝胶渗透色谱(GPC)等分析方法研究了湿热老化对国内外5种具有代表性的补口热收缩带热熔胶粘剂化学结构稳定性的影响,结果表明:湿热老化导致热熔胶粘剂组分发生了明显的结构变化,一方面存在部分酯基水解和小分子脱除,另一方面部分组分存在降解/交联反应。(表2,图3,参8)     

热收缩带热熔胶组分对物性的影响

热收缩带广泛应用于油气管道3PE防腐结构中的补口防腐,易发生热收缩带补口短期失效现象.热收缩带补口过程中形成的粘接界面均与热熔胶层相关,因此热熔胶组分及其性能对热收缩带补口质量具有显著影响.采用红外光谱分析、差示扫描量热分析( DSC)、电子扫描电镜(SEM)及能谱分析等方法,对5种代表性热收缩带产品的热熔胶组分进行组分分析,结果表明各种产品组分差异较大.研究了产品组分对热熔胶硬度、吸水率及外观变形性的影响,并对热熔胶的性能改进和持续研究提出建议.     

3PE管道补口便携式自动剥离强度试验机的研制

3PE防腐涂层管道现场补口基本采用环氧底漆＋热收缩带结构,剥离强度测试是评价补口防腐层粘接性能的主要方式。目前现场大多采用弹簧秤进行剥离性能测试,存在无法准确控制剥离速度和角度,以及无法实现管道补口各方位检测等问题。在角度可调的等腰三角形结构理论的基础上,对测试设备拉伸和角度控制系统进行了优化设计,采用模块化设计思想,编写了系统操作软件,研制出的便携式剥离试验机,实现了3PE防腐涂层的剥离强度测试速度与角度可控,可对拉力进行直接测量,独特的三角形结构满足90°剥离角度的需求,调速的2台步进电机控制实现了10mm／min的剥离速度要求。试验结果表明：其精度达到1％,可用于工程检测评价。     

3PE管道补口的极化处理技术

国内3PE管道采用辐射交联聚乙烯(PE)热收缩套/带进行补口,存在的主要问题是热收缩套/带边缘开裂,其原因与人工加热热收缩套/带的不均匀性有直接关系。为提高涂料与PE搭接处的粘结力,针对3PE防腐层的技术特点,开发了高密度聚乙烯(HDPE)表面极化处理技术,包括极化处理器和管道表面行走小车在内的极化处理设备。对HDPE防腐层表面进行极化处理、火焰处理、喷砂处理和未处理的对比试验,考核了在不同介质下的老化处理对极化处理后HDPE粘结力的影响,结果表明:HDPE表面经极化处理后,涂料在PE表面的粘结力大幅提高,且老化处理后粘结力没有明显损失。     

不加热收缩补口材料的研制

针对3PE防腐涂层外层聚乙烯为非极性材料的问题,提出采用不加热收缩材料进行3PE层结构补口的方法。从无溶剂环氧底漆和溶剂型快干底漆的研制、内层防腐粘结片的结构与特性及PVC片材的改性研究与溶剂选择等方面介绍了补口材料的研制过程及材料所达到的技术指标。     

密封性试验方法在补口技术比选中的应用

介绍了管道防腐补口绝缘层密封性试验方法的建立及其在补口技术比选研究中的应用情况。通过密封性试验，考察了同一种热收缩套／带类补口材料对几种特定外防腐层的实际密封质量状况、不同种品牌热收缩套／带类补口材料对特定外防腐层的实际密封质量状况及不同管径间的差异情况，分析了密封不严的原因。该试验方法对补口材料的选择具有明确的指导作用，技术可行性和可靠性强。     

长输管道外防腐补口技术

管道外防腐层补口是防腐系统工程中的重要环节，其质量的优劣直接影响管道的防腐质量。常见的补口方法有沥青热浇涂、热烤沥青缠带、聚乙烯胶粘带、环氧粉末、聚乙烯电热熔套、幅射交联聚乙烯热收缩套、复合结构等。分述了各种补口方法的适用范围、优缺点及国内外使用情况等，论述了正确选择补口方法的重要性，指出应用补口方法时应着重考虑的问题，①补口材料的正确选用；②施工技术要求的合理制定与实施；③全过程、全方位的质量监     

3LPE管道补口材料比选

为给3LPE管道补口材料的选取提供参考,结合伊拉克艾哈代布油田地面工程建设项目3LPE管道补口采用热收缩带、液态改性环氧类涂料和冷缠带的工程应用,采用参数比较、成本分析和现场开挖检查等手段,从材料性能、材料成本、操作工效、施工特点及实际使用效果等方面对3种补口材料进行比较,并对不同应用环境和使用性能要求下,3LPE管道补口材料的选择进行分析。结果表明:热收缩带和冷缠带虽然满足标准要求,但工序较复杂且与阴保系统兼容性较差,其应用存在局限性。而改性环氧涂料强度高,施工方便,现场应用效果良好,可根据项目实际选择应用。     

3PE防腐层管道外腐蚀控制薄弱点分析

以一段3PE防腐层管道为例,对其内检测数据中外部金属损失分布规律与外检测CIPS数据进行对比分析,结果表明:前20 km管道外部金属损失相对集中,而此段阴极保护off电位不满足阴极保护准则要求。同时,间隔9年的两次内检测数据对比结果表明:环焊缝处外部金属损失有增加的趋势。开挖调查结果验证了阴极保护系统可以有效保护3PE防腐层漏点,但无法保护补口处防腐层缺陷,说明3PE防腐层管道外腐蚀控制薄弱点位于补口位置,因而提出了3PE防腐层管道日常运营管理的关键点及管道设计阶段补口防腐层类型的选择建议。     

埋地钢质管道外防腐层的腐蚀机理

介绍了埋地钢质管道外防腐层有机覆盖层的防腐蚀机理，分析了有机防腐覆盖层与阴极保护的关系，指出了三层聚乙烯防腐层、熔结环氧粉末防腐层和液体环氧涂料的优缺点，推荐采用100％固体聚氨酯防腐涂料作为管道外防腐层的补口材料，并提出了提高覆盖层有效性的途径。