3PE-三層結(jié)構(gòu)聚乙烯防腐膠帶管道工藝簡(jiǎn)介

三層結(jié)構(gòu)聚乙烯防腐膠帶簡(jiǎn)稱(chēng)3PE防腐膠帶，是目前埋地鋼制管道防腐主流工藝，3PE防腐層是由底層環(huán)氧粉末FBE、中間層膠粘劑、表層聚乙烯PE組成，三層有機(jī)結(jié)合，相輔相成，形成兼具化學(xué)防腐與機(jī)械保護(hù)的復(fù)合防腐體系，顯著提升了管道的耐腐蝕性能和使用壽命。其中各層主要材料和主要作用如下：

一、工藝分析

1、底層環(huán)氧粉末（熔結(jié)環(huán)氧粉末）

環(huán)氧粉末是由環(huán)氧樹(shù)脂或酚醛環(huán)氧等作為膜物質(zhì)，成膜分子中的環(huán)氧鍵、醚鍵、羥基和羰基等，可以和鋼鐵的金屬鍵產(chǎn)生化學(xué)鍵結(jié)合和強(qiáng)力的范德華力結(jié)合。因此，通過(guò)高溫熔結(jié)到鋼表面的環(huán)氧涂層，在所有有機(jī)涂料當(dāng)中粘結(jié)力較大，作為防腐層的基礎(chǔ)，提供優(yōu)異的耐化學(xué)腐蝕性和抗陰極剝離性能。

環(huán)氧粉末的厚度一般規(guī)定在80-150μm范圍內(nèi)。

2、中間層膠粘劑（共聚物膠）

共聚物膠粘劑一般是馬來(lái)酸酐在聚乙烯分子鏈上接枝，或者和乙烯共聚，在聚乙烯材料中引入酸酐基團(tuán)而制得。這種膠粘劑分子上的酸酐基團(tuán)可以和環(huán)氧樹(shù)脂分子中的環(huán)氧基、羥基發(fā)生反應(yīng)、產(chǎn)生牢固的化學(xué)交聯(lián)結(jié)合；同時(shí)，膠粘劑分子主鏈以乙烯鏈為主，和聚乙烯分子鏈接結(jié)構(gòu)相同，二者具有良好的相似相容性，熔塑狀態(tài)下的擠出片材可以在壓力作用下融合為一體，作為連接底層與外層的“橋梁”，既保證環(huán)氧層與聚乙烯層的緊密粘結(jié)，又通過(guò)相似相容性實(shí)現(xiàn)熔塑狀態(tài)下的無(wú)縫融合。

膠粘劑的厚度一般規(guī)定為170-250μm。

3、外層聚乙烯（PE聚乙烯專(zhuān)用料）

聚乙烯外層是常用管道防腐層中耐機(jī)械損傷能力強(qiáng)、運(yùn)行穩(wěn)定性好的涂層材料。因?yàn)榫垡蚁](méi)有極性，能夠隔絕水、酸、堿、和鹽等極性腐蝕介質(zhì)，避免其進(jìn)入防腐層、接觸鋼體表面。

聚乙烯層的厚度一般規(guī)定要達(dá)到2.0mm以上。

由此可見(jiàn)，3PE的三層是一個(gè)整體，其中環(huán)氧粉末底層和膠粘劑中間層的基本作用是保護(hù)整個(gè)防腐層對(duì)鋼體的粘結(jié)，聚乙烯外層是提供防腐蝕的主體。如果聚乙烯層剝離，不管脫離的界面是在環(huán)氧粉末層或者鋼鐵表面，防腐冷纏帶防腐層的防護(hù)作用都將喪失，尤其嚴(yán)重的是如果聚乙烯剝離深處與創(chuàng)口存在一定的距離，將使陰極保護(hù)電流不能夠到達(dá)剝離層下鋼體表面，當(dāng)周?chē)寥拉h(huán)境具備腐蝕條件時(shí)，鋼體將產(chǎn)生腐蝕。

4、3PE防腐制作工藝流程

表面預(yù)處理：采用拋丸除銹機(jī)清除鋼管表面鐵銹、油污，達(dá)到Sa2.5級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)旋風(fēng)吸塵器清除殘留銹粉，確保表面清潔度。使用火焰加熱器或中頻感應(yīng)加熱，驅(qū)除潮氣并提升涂層附著力。

涂層施工：在鋼管預(yù)熱后4小時(shí)內(nèi)完成高壓靜電環(huán)氧粉末噴涂，避免返銹。在環(huán)氧粉末膠化過(guò)程中同步涂覆，確保與底層化學(xué)鍵合。聚乙烯層成型是采用側(cè)向纏繞或擠塑工藝，搭接部分需輥壓密實(shí)，防止壓傷表面。

冷卻與檢測(cè)：通過(guò)循環(huán)水澆涂室逐段分次冷卻，使防腐層定型。質(zhì)量檢驗(yàn)包括外觀檢查（無(wú)氣泡、皺褶）、電火花檢漏（針孔檢測(cè)）及剝離強(qiáng)度測(cè)試（≥50N/cm）。

5、3PE防腐補(bǔ)口工藝

目前主要采用輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶或熱收縮套和無(wú)溶劑環(huán)氧底漆補(bǔ)口，未來(lái)可能也會(huì)采用粘彈體外加保護(hù)層以及其他新的管道防腐材料補(bǔ)口工藝。

6、彎頭、三通等管件以及少量直管3PE防腐工藝

目前彎頭、三通、以及少量直管做3PE防腐，實(shí)踐中用的最多的是熱縮纏繞帶和無(wú)溶劑環(huán)氧底漆饒包模式，同時(shí)現(xiàn)階段大管線中彎頭應(yīng)用雙層FBE外加聚丙烯增強(qiáng)纖維冷纏帶應(yīng)用也越來(lái)越多。

7、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

3PE防腐國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為：GB23257-2009。

二、工藝優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用

1、核心優(yōu)勢(shì)

防腐性能卓越：三層結(jié)構(gòu)協(xié)同作用，可抵抗化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕及土壤應(yīng)力腐蝕。

機(jī)械強(qiáng)度高：聚乙烯外層抗沖擊、耐磨損，適應(yīng)復(fù)雜地質(zhì)條件。

施工效率高：機(jī)械化流水作業(yè)，支持大規(guī)模管道預(yù)制，縮短工程周期。

壽命延長(zhǎng)：相比傳統(tǒng)防腐工藝，使用壽命可提升數(shù)倍，降低全生命周期成本。

2、應(yīng)用場(chǎng)景

能源輸送：石油、天然氣、成品油長(zhǎng)輸管道（如中俄東線、西氣東輸工程）；

水利工程：輸水管道、海底管線（抗氯離子滲透）；

高腐蝕環(huán)境：鹽堿地、沼澤地、工業(yè)區(qū)（耐化學(xué)介質(zhì)）；

苛刻工況：高寒凍土區(qū)、地震帶（抗應(yīng)力開(kāi)裂）。