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摘要：自3PE防腐层技术20世纪90年代引进到我国至今，在我国应用已有20余年的历史。3PE防腐层把熔结环氧粉末优越的附着力和抗腐蚀性能与聚乙烯优越的抗机械损伤、防水渗透特性很好地结合在一起，是目前世界上发展最快、应用最广泛的外防腐层之一，被广泛应用在石油天然气长距离输送管道上。文中对3PE防腐管道节点防腐工艺的新发展进行了分析。
关键词：3PE防腐管道；节点防腐；工艺；新发展
1节点防腐的重要性
节点施工是管道建设的重要环节，其防腐质量影响着管道涂层的完整性。相比于主体管线涂层稳定的性能表现，现场管道节点防腐受制于施工时间、施工条件以及工艺设备等因素，制约着管道整体建设水平的提高。节点防腐材料的性能应与主体涂层相同或略高，其性能是影响节点防腐质量的重要因素，同时节点防腐施工技术也将在很大程度上影响节点防腐涂层的质量。因此，正确使用节点防腐材料并合理施工对整个管道的稳定运行至关重要。
选择节点防腐工艺应考虑多方面的因素，包括施工条件的适用性、与主体管线涂层的相容性及一致性、施工及材料费用、设计寿命周期等，尤其重要的是与主体管线涂层的相容性和一致性。鉴于3PE防腐管主体涂层采用熔结环氧粉末涂层作为底漆并通过胶黏剂粘结聚乙烯涂层形成涂层系统，节点涂层结构通常也采用底漆外加聚烯烃背材的复合结构。
23PE防腐管道的概况
3PE防腐管道分为普通级3PE防腐管道和加强级3PE防腐管道，主要的区别就是防腐涂料的厚度不同。加强级防腐肯定防腐强度和防腐性能更加的优越。一层环氧粉末，第二层胶粘剂，第三层聚乙烯三种材料融为一体，并与钢管牢固结合形成优良的防腐层。管径范围Φ60～Φ1420。3PE和2PE的主要区别：3PE防腐管道多了一个环氧粉末层，而环氧粉末耐腐蚀性能好、力学性能好、抗阴极剥离强，虽然它有表面处理严格、耐候性差、吸水率偏高等优点，但它适用于埋地管道海底管道，包覆层厚度仅为0.3～0.5毫米。。3PE防腐技术综合了环氧涂层与挤压聚乙烯两种防腐层的优良性能，将环氧涂层的界面特性和耐化学特性与挤压聚烯防腐层的机械保护特性等优点结合起来，从而显著改善了各自的性能。3PE防腐管道其特点：机械强度高、耐磨损、耐腐蚀、耐热、耐冷、可应用于150度介质中，在寒冷地带均适应。因此，3PE防腐层是理想的埋地管线外防护层。3pe防腐管道指的是管道在不同的工作环境中使用，为减缓或防止管道在外介质的化学、电化学作用下或由微生物的代谢活动而被侵蚀和变质在管道/钢管的外壁上涂3层聚乙烯（3PE）以达到管道防腐的措施。
33PE防腐工作原理
根据电磁感应加热原理，采用先进的变频技术和电磁加热技术将大功率能量集中释放，“管道3PE防腐层剥离机”的加热装置在贴近管道表面后产生无数涡流进行加热，迅速使管道外壁温度上升、由内向外快速透热，在数十秒内即可使管道3PE防腐层表面温度达到80～100度后3PE防腐层表面软化，然后采用自动或手动方式快速地剥离管道3PE防腐层。
该系统包括铁氧体、变频电源、绕组，将绕组安装到铁氧体上，绕组与变频电源连接，变频电源给绕组提供一个高频电压，当绕组接触至管道外壁后，通过铁氧体材料在管道壁产生一个低电压大电流的磁场，使得管道壁迅速发热，继而使防腐层软化后可以方便地去除。在外壳上安装耐高温绝缘把手，将绕组安装至铁氧体材料后用耐高温胶进行封装。
4传统3PE防腐层剥离
4.1火烧法
即用甲烷、乙炔等可燃烧气体对管道外壁烘烤使防腐层软化后进行去除。这种方法的缺点是，升温速度慢，控温不准确，工作效率低下，安全系数低，特别是在有油气等介质情况下抢修管道，极易出现安全事故，也会造成环境污染。
4.2打磨法
即用高速旋转的不锈钢刀与钢管防腐层接触并打磨将外防腐层挂掉。这种缺点是，工作效率低下，难以满足油气管道抢修的要求。“履带式爬管PE防腐层剥离剂”和“双头管道防腐层去除机”，即采用打磨技术，但其安装特别繁琐，且只能用在大口径油气管道，实际应用很少。现在市场上并没有开发出高效的可广泛应用的剥离3PE防腐层打磨“产品”。
4.3红外线加热技术
采用红外加热技术对包覆的防腐层进行由外向内辐射加热。该方法缺点是，工作效率低，去除一块防腐层一般需要20～30分钟，剥除一个管径为1219mm的管道一整圈防腐层需2个小时左右，且受到作业环境因素影响很大，特别是在冬季时无法使用，该技术在油气管道行业基本上没有推广。
5新型节点防腐工艺
5.1熔结节点防腐涂层工艺
该节点防腐工艺被PIH、CCSI等公司在多个节点涂敷项目中进行了应用。施工时先采用喷砂除锈工艺清除节点区域的锈蚀，使表面清洁度达到三级以上，除锈等级不低于Sa2.5级，然后采用中频加热工艺提高节点区域钢管基材温度，加热完成后先将熔结环氧涂层喷涂到钢管基材上形成防腐底层，随后将环氧粉末与化学改性的聚乙烯复合粉末涂层系统喷涂到防腐底层形成胶黏剂层，之后在采用加热熔融软化胶黏剂层及聚乙烯片材的同时，将预制成形的聚乙烯片材环向包覆在防腐底层上，由于高温辅助熔融以及胶黏剂、聚乙烯相同的极性分子结构，在施加机械压实的外力条件下，各层间能紧密融合，形成与主体涂层相同的结构。该节点防腐结构与主体管线3LPE涂层完全相同，均包括熔结环氧粉末涂层、化学改性的聚乙烯胶黏剂层以及预制聚乙烯片材涂层，除胶黏剂需要针对喷涂施工加以特殊改性，其他两项可选用与主体管线相同性能的材料，涂层性能可达到与主体管线一致的水平。在施工方面，相比传统的三层结构热缩带防腐工艺，因为施工过程中利用自动化设备程度高，产品性能受人为施工操作影响减小，节点防腐涂层的质量稳定性较高。在材料选择方面，由于无需采用厂家预制的热缩带及配套底漆材料作为防腐外护层，节点防腐的材料成本得以大大降低；但是采用环氧粉末喷涂的方式，需要对施工工程中的粉尘污染以及环氧粉末回收问题加以关注。
5.2现场挤出聚乙烯包覆防腐
该工艺由芬兰KWHPipe公司与Borealis公司合作研发。施工时先采用喷砂除锈工艺清除节点区域的锈蚀，使表面清洁度达到三级以上，除锈等级不低于Sa2.5级，然后进行第一次中频加热，将钢管加热至130~150℃，随后进行环氧粉末的喷涂施工，喷涂完成后进行第二次中频加热，加热温度为170~190℃，最后利用wehocoat机器人浇注改性的聚烯烃，利用聚烯烃中的极性成分与环氧粉末形成化学粘结，达到与主体管线相同的粘结强度。在施工方面，与熔结节点防腐涂层工艺相同，因为施工过程中利用自动化设备程度高，产品性能受人为施工操作影响减小，节点防腐涂层的质量稳定性较高。在材料选择方面，节点防腐各项原材料，如环氧粉末、改性聚乙烯胶黏剂以及用于现场挤出的聚乙烯颗粒，性能及加工难度与主体涂层所用材料相同，材料成本大大降低，同时也保证了涂层性能与主体管线的一致性；由于各层材料均为现场加工成型，更有利于现场控制原材料及成品的质量。
6结束语
总之，节点防腐对于3PE防腐管的长期稳定运行具有重要作用。对比传统的三层结构热缩带防腐工艺，本文介绍了另外两种新型的3PE节点防腐新技术。从对比中可以看出，新型节点防腐技术的发展仍围绕着在保证涂敷效率的情况下，提高与主体涂层的一致性及涂层性能。在环氧粉末喷涂工艺成功应用于节点涂敷施工中之后，聚乙烯背材的研发及成形方式将是未来3LPE涂层节点防腐新技术开发的重点。
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