摘要：随着社会的不断发展，钢管3PE外防腐层以其优良的综合防腐性逐渐得到了人们的广泛关注，并在越来越多的重点项目中得到广泛应用。而传统的设计方式中存在着一些弊端，主要表现为涂层间的处理不得当、生产工序混乱、漏点检测不及时等等。针对以上问题，工作人员应该对原材料的质量进行控制，把握钢管外防腐层钢管的每一道生产工序，检验产品性质。因此，本文以钢管3PE外防腐层的生产技术作为切入点，介绍了钢管3PE防腐层的工艺技术以及质量控制要点，对质量控制措施进行讨论。
关键词：钢管；3PE；防腐层；生产技术；质量控制
前 言
由于生产过程精细化的需要，我国管道防腐涂层经过几十年的不断完善，经历了石油沥青、环氧煤沥青、黄夹克、聚乙烯冷缠胶带和熔结环氧粉末等，于90年代中期发展到3PE防腐涂层。我国在90年代中期国家重点工程陕京输气管道建设时首次采用3PE防腐涂层，直到现在的十几年间包括西气东输工程一线、二线在内的多条国家重点管道工程都采用了这种防腐涂层，可以说3PE涂层已成为我国管道防腐的主导涂层。因此，为了保证输气管线的合理规划，工作人员应该转变原有观念，利用新型材料优化涂层技术，并规划工艺实施顺序，突出质量控制的重要性。
1.各种管道防腐涂层的比较
本文根据防腐涂层的防腐性能、使用寿命、施工效率、经济合理性、有无公害、吊运和堆放的损伤等因素进行分析，对各种防腐涂层的优劣比较，以着重探讨3PE外防腐层涂层的生产技术。
①石油沥青。涂层的防腐性能较好，但涂层是在流动状态下涂敷的，所以涂层质量不好保证。石油沥青对温度比较敏感，温度高时会流淌，温度低时会变脆。石油沥青老化快，耐久性差，耐微生物腐蚀性能差，容易被植物的根穿破，吊装运输时也容易被碰伤。因此，此涂层防腐效果并不理想。
②煤焦油瓷漆。它属于沥青类涂料，防腐性能一般，在低温环境中易脆化，可能出现裂纹。在工艺过程中产生的烟雾和蒸气含有毒成分。
③环氧煤沥青。这种涂层防腐性能比较好，价格适中。涂层的固化时间较长，给施工带来极大的不便。另外这种涂层很难避免针孔现象，低温条件下容易开裂，材料中溶剂成分有毒。
④环氧粉末。这种涂层的各项理化指标、机械性能、耐火性都很好，但涂层很薄，在吊装、运输、堆放过程中易出现机械碰伤的情况。
⑤聚乙烯涂层。这是一种机械性能、理化指标、耐久性都很好的防腐涂层，性价比较高。聚乙烯涂层具有机械强度高、抗冲击好、耐久性好、无针孔、阴极保护电流低、阴极剥离性能好、耐酸耐碱性能好、污染小、适用温度范围大（- 50～ 80℃）等优点。聚乙烯层出现阴极保护屏蔽会影响阴极的保护效果，管道投产后出现的空鼓现象也会影响防腐效果，这是需要解决的问题。
2、钢管3PE外防腐层的生产技术
2.1 3PE外防腐生产工艺及生产线基本参数
从3PE外防腐生产工艺的顺序来看，工作人员应该依照以下步骤来实施：第一，按照钢管的性质进行预热工作，并对检验其外形是否良好；第二，要根据实际的生产情况不断调整温度，将涂料的处理频次固定下来，并用粉末喷涂；第三，将胶黏剂缠绕在钢管的四周，并等待试剂冷凝，在其中加入25%的聚乙烯，增强涂料的综合性能。第四，将钢管放置在冷水中，并通过电火花的方式排除漏洞，检验涂层的基本性能，最后在钢管上贴下标识，就完成了所有的工序。
2.2 3PE生产关键技术：3PE生产关键技术具有灵活性与多样化等特点，工作人员应该按照标准的程序进行处理，以保证防腐层的性能保持良好。
⑴钢管表面处理技术：在三层结构涂敷工艺中，钢管表面处理技术非常重要，钢管表面处理好坏直接影响到防腐层的附着力和防腐性能。为保证钢管表面的清理质量，在设备配备上选择了预热装置、抛丸除锈、大功率吸尘设备、吹扫装置和微尘处理装置等组成了整套除锈系统，从设备配置上保证了钢管处理质量。预热装置采用中频加热，控温准确，加热均匀，不污染钢管表面，加热效率高。
⑵三层防腐层成型技术；三层防腐层成型技术难度较大，成型工序在防腐层生产中属于特殊工序，是防腐层生产的核心部分。成型工序，在完成三层结构防腐层产品的同时，其内在质量和外观质量随之形成。
3、钢管3PE外防腐层的质量问题
3PE涂层防腐管在使用过程中常见的质量问题包括表面麻点 、涂层气泡、表面水击点、涂层厚度不均、表面皱褶、端头涂层翘边、粘接强度低等。
3.1 3PE涂层管表面麻点：产生麻点的原因主要有聚乙烯材料塑化不均、聚乙烯材料中有杂质和聚乙烯材料中含有易挥发的小分子成分等三个方面。控制麻点产生的方法针对相应的原因主要有提高塑化温度、延长塑化时间、选择信誉好的厂家和质量好的聚乙烯材料。
3.2 涂层间气泡：生产中产生气泡的原因主要有聚乙烯材料潮湿、钢管凹陷或弯曲以及硅胶辊辊压角度等方面的原因。控制涂层间气泡产生的方法针对相应的原因主要有使用烘干机排除聚乙烯（包括粘接剂）材料中的水分、认真选管，不合格钢管不上线、调整硅胶辊的角度及硬度等。
3.3 涂层表面水击点：3PE涂层生产中通过冷却水将缠绕在钢管上的高温涂层冷却下来，而且是通过喷淋的方式过水冷却的，所以水击点的产生主要是由于高温涂层不均匀骤冷引起的。控制水击点产生的方法主要有调整冷却水流量、降低冷却水到防腐管的流距等。
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3.4 3PE涂层厚度不均：涂层厚度不均主要表现在圆周方向分布的各测试点的厚度不均匀。3PE涂层涂敷过程中如果涂层厚度不均，必然会造成涂敷材料的浪费，生产过程中出现厚度不均的原因主要有：挤出机口模出料不均、钢管弯曲等。针对涂层厚度不均，相应的控制方法主要有：调整挤出机口模使挤出膜的厚度均匀、不合格钢管不上线涂敷等。
3.5 涂层表面皱褶：聚乙烯材料挤出缠绕到钢管上时需要硅胶辊的辊压，这个过程中调整不当可能会将涂层表面挤压出皱褶。另外，聚乙烯材料挤出过程中离开口模时熔体膜的破裂也会产生类似皱褶的质量缺陷。针对皱褶产生的原因，相应的控制方法主要有：调整胶辊的硬度和压力以及压辊的角度、适当增加聚乙烯的挤出量控制融膜破裂、选择有信誉保质量的聚乙烯材料厂家。
3.6 涂敷管端头涂层翘边：端头涂层翘边是指涂敷管两端防腐涂层与管体剥离的现象。端头涂层翘边分两种情况：一种是端头坡口打磨完后就出现翘边的现象；另一种是成品管在存放过程中才出现的翘边的现象。第一种情况控制方法主要是糨糊类粘接剂涂刷量要适量或改用其它隔离的方式、禁止污染物污染除锈后的钢管、可能造成粘接剂漏涂的钢管不上线涂敷。第二种情况控制方法主要有选择温度、湿度合适的堆放场地，端头裸露部分临时防腐，增加低层环氧粉末的厚度，提高防腐材料的耐老化性能。
3.7 涂层粘接强度低：造成3PE涂层粘接强度低的原因主要是粘接剂本身原因、工艺原因。针对以上原因，相应的控制方法主要是选用质量好、粘接强度高的材料和调整钢管温度、粉末喷涂与粘接剂挤出的时间以及压辊的压力等。
4、钢管3PE外防腐管的质量控制
3PE涂层防腐管常见的质量控制包括原材料与进场钢管的质量控制、生产工序中的质量控制、涂层产品的质量控制等方面。
4.1原材料与进场钢管的质量控制
原材料质量控制是保证防腐涂层生产方式合理化的主要措施之一。首先，工作人员应该对材料的验收环节进行严格把控，以复检过程作为突破点，以环氧粉末为主导，对聚乙烯等材料的使用性能进行分析，并根据达标要求测定防腐涂层。其次，对于原材料性能无法达到要求的，应该将相应的编号记录下来，并不予入库；第二，在进场钢管的质量管理上，工作人员应该按照严格的生产工序进行检测。首先，查看钢管表面是否有油渍、划痕、凹凸点等等，如果发现了以上问题，要及时进行补修；其次，从钢管的焊接节点出发，检查接缝的长度是否超出了标准范围，并将其椭圆度进行反复衡量。最后，按照规范性工艺要求，在钢管内涂层处理上先对防腐用具进行检验，从而保证后续处理工作的有效进行。
4.2生产工序中的质量控制
生产工序中的质量控制是防腐涂料处理的核心部分，能够在一定程度上控制外观的清洁度。需要注意：第一，工作人员应该以防腐层的附着力为主，将预热稳定控制在70～95℃之间，并沿着钢管的锚纹刻度涂抹防腐试剂，达到既定的要求；第二，在成型工序的控制上，工作人员应该以涂料两端的传动轴为控制基点，对运行速度进行管理。同时，在钢管加热30～45min之间时，则将胶粘剂和聚乙烯材料均匀的涂抹在其表面上，并在防腐涂料快要晾干后喷上一层粉末，用压制转速机进行压实，保证其最佳密度；第三，深化机械生产方式。自动化生产系统能够对黏胶的硬性与标准数值进行比对，并控制聚乙烯的挤出量。在生产程序方面，它能够将每一阶段的实施方法都录入到系统中，提醒工作人员进行相应的操作，优化质量控制步骤。
4.3涂层产品的质量控制
涂层产品的质量控制也是比较重要的一个方面，工作人员通过漏电检验、粘结度测定等方式对其中的某一层防腐涂料进行检验，以保证产品不受到外部环境的影响。第一，我们需要明确，对成型防腐涂层进行探测的目的在于保证刚管质量满足用户的需求，并且避免返工事件的增加；第二，产品质量的控制过程如下：首先，将冷却后的涂敷钢管与用电火花检漏仪联结在一起，对应用性能进行测定。仪器能够衡量钢管的基本情况，测定是否有漏电出现。如果电压超过了30KV，则说明螺距要大于测头的有效宽度，并且影响管材的质量；另外，系统还能够布置测量节点，将详细的数据记录下来，并在漏点处做好标记，报送到用户服务管理器中。如果系统的指示灯由绿色变为红色，则说明钢管出现了异常，检测仪会进行预警；第三，外观检查。外观检查比较简单，工作人员只需要根据钢管的具体形态对防腐层进行划分，并判断涂料的表面是否有不均匀的麻面或者产生了气泡或者卷边等情况。另外，要保证涂料的厚度在20～30cm之间，这样才能够达到质量控制的基本要求；最后，在粘结度检验方面，工作人员应该选定两个时段的不同温度，并按照涂层的有效宽度进抽测，以每5h作为标准，测定防腐涂料的剥离强度。如果强度适当，则说明钢管的性能良好。
结语
综上所述，在钢管外防腐生产中，采用先进的工艺装备，掌握生产关键技术即钢管的表面处理技术和成型技术，做好各环节的质量控制工作，就能保证3PE的防腐质量，从而使我们的钢管防腐水平得到不断提高。本文主要从以下三个方面入手：第一，对钢管3PE生产技术进行分析；第二，阐述了钢管外防腐涂层的质量控制问题；第三，对质量控制措施进行讨论。从而得出结论：为了保证钢管的质量，达到有效的防腐作用，工作人员应该转变传统的技术方式，利用防腐层的划分来做到精细化处理，同时，也要针对3PE防腐管材中容易出现的质量缺陷，规范工艺程序，在生产工序中进行质量控制，为生产方式的优化奠定良好基础。
参考文献：
[1]娄月霞.钢管表面处理和涂敷余热温度对3PE外防腐层性能的指标影响.2011
[2]张正龙，徐海.钢管3PE防腐层管端因腐蚀出现桥边的原因分析.2014
[3]冯晓东，翟栩，王欢，刘天娇，刘月芳.钢管3PE防腐施工中聚乙烯原材料的消耗控制.2011
[4]侯昭勇，王刚，朱旭.影响钢管3PE防腐层厚度均匀性的原因及控制方法.2014
论文作者:肖立科
论文发表刊物:《基层建设》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/20
标签：涂层论文; 钢管论文; 质量控制论文; 聚乙烯论文; 工序论文; 性能论文; 材料论文; 《基层建设》2020年第1期论文;