層PE在國內(nèi)的使用現(xiàn)狀 當(dāng)前石油、天然氣管線外防腐涂層類型大致有石油瀝青、環(huán)氧粉末、環(huán)氧煤焦瓷漆、聚乙烯膠粘帶、聚乙烯(PE)等，其中PE防腐涂層為目前國際、大型長輸管線選用較多的外防腐涂層。3層PE于80年代初期在歐洲成功地應(yīng)用于工業(yè)管道，廣泛應(yīng)用于施工及敷設(shè)環(huán)境較苛刻地帶及人口稠密度較高的地區(qū)，近年來我國新建管道工程，如陜京輸氣管線、庫鄯輸氣管紱、靖西安輸氣管線、澀寧蘭輸氣管紱、蘭成渝成品油管線及城市管網(wǎng)也大量應(yīng)用了3層PE外防腐三層PE在世界范圍內(nèi)的價格和使用現(xiàn)狀 2004－2008 年，世界長輸管道外防腐涂層的使用面積從123.8×106 m2 增加到205.1×106 m2，約增長66%。目前，全球范圍內(nèi)常用的管道外防腐涂層包括：石油瀝青、煤焦油磁漆、熔結(jié)環(huán)氧粉末、三層聚乙烯涂層、三層聚丙烯涂層等。其中：FBE（包括單層FBE 和雙層FBE）和3LPE 是涂層市場的主流產(chǎn)品；石油瀝青和煤焦油磁漆仍占有一定的市場份額（6%～7%），其應(yīng)用主要集中在中東和非洲的一些地區(qū)。從發(fā)展趨勢看，3LPE 已經(jīng)在涂層市場競爭中占據(jù)了絕對優(yōu)勢，且其市場份額仍將繼續(xù)擴大，而FBE 的市場規(guī)模則在緩慢萎縮。2004－2009 年，3LPE 的市場份額從61.5% 增加到66.03%，而FBE 的市場份額則從23.33% 降低到19.97%。此間，只有在經(jīng)濟危機爆發(fā)前的2008 年，F(xiàn)BE 由于價格優(yōu)勢使其市場份額出現(xiàn)了暫時性的相對增長。FBE和3LPE在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，實踐證明其具有良好的保護效果，但仍然存在不足之處。FBE 抗沖擊性能較差，而3LPE除在應(yīng)用時有最小厚度要求致使其成本較高外，也可能出現(xiàn)如下問題：不適用于彎頭等異型管件和管道補口，補傷處防腐層性能遠低于管體防腐層；焊縫處防腐層較薄或與管體之間出現(xiàn)空隙，降低防腐效果；PE層粘結(jié)失效對陰極保護電流造成屏蔽。 
三、管道防腐基本原理 眾所周知，為控制土壤對管道的電化學(xué)腐蝕，公認的作法是采用外防腐絕緣涂層和陰極保護聯(lián)臺措施，其中外防腐涂層為主要防腐手段，即在鋼管和腐蝕介質(zhì)之間建立一個絕緣隔離層，避免腐蝕介質(zhì)和鋼管接觸，從根本上防止鋼管的電化學(xué)腐蝕陰極保護作為涂層防腐的輔助手段，為涂層出現(xiàn)缺陷處的鋼管外表面提供電化學(xué)防護，但在涂層質(zhì)量不佳時，若采用陰極保護作為主要防腐手段，不單是陰極保護投資和維護費用劇增，而且在管理和維護、保護電流合理分布上都會出現(xiàn)許多難題，尤其是城市，陰極保護建設(shè)受很多限制。在選擇外防腐涂層時，考慮因素不外乎以下幾點： (1)有效的電絕緣性 (2)有效的隔水屏障性 (3)涂敷方法不會對管道性能產(chǎn)生不利影響 (4)涂層缺陷最小 (5)與管道表面有良好的附著力 (6)能防止針孔隨時間擴展 (7)能抵抗裝卸管道在儲存和安裝過程中的損傷 (8)能有效地保持絕緣電阻隨時間恒定不變 (9)優(yōu)良的抗剝離性能 (10)優(yōu)良的抗化學(xué)介質(zhì)性能 (11)補傷容易 (12)對環(huán)境無毒 其次，人為條件也是應(yīng)該足夠重視的因素，所謂人為條件是指施工單位的質(zhì)量意識和管道所經(jīng)過地段、居民的素質(zhì)等等。野蠻裝卸野蠻施工的現(xiàn)象在我國還未杜絕，管線沿線居民對未下溝回填的管道防腐層的人為破壞現(xiàn)象也在一定程度上存在，PE防腐層較強的機械強度恰恰彌補了這一缺陷，特別是在市區(qū)內(nèi)、人口稠密地段，施工時這一優(yōu)勢更加明顯。 四、三層PE的構(gòu)造 第一層環(huán)氧粉末FBE100um 第二層膠粘劑 AD 170~250um 第三層聚乙烯 PE 2.5~3.7mm。 三種材料融為一體，并與鋼管牢固結(jié)合形成優(yōu)良的防腐層。它的全稱為熔結(jié)環(huán)氧/擠塑聚乙烯結(jié)構(gòu)防護層。3PE防腐技術(shù)綜合了環(huán)氧涂層與擠壓聚乙烯兩種防腐層的優(yōu)良性能，將環(huán)氧涂層的界面特性和耐化學(xué)特性與擠壓聚烯防腐層的機械保護特性等優(yōu)點結(jié)合起來，從而顯著改善了各自的性能。其特點:機械強度高、耐磨損、耐腐蝕、耐熱、耐冷、可應(yīng)用于150度介質(zhì)中在寒冷地帶均適應(yīng)。因此3PE防腐層是理想的埋地管線外防護層。2PE防腐(二層聚乙烯)管道二層PE防腐結(jié)構(gòu)： 第一層膠粘劑AD 第二層聚乙烯PE 
兩種材料融為一體,各層厚度同三層PE相同。由此看出區(qū)別在于3PE防腐多了一個環(huán)氧粉末層，而環(huán)氧粉末耐腐蝕性能好、力學(xué)性能好、抗陰極剝離強，雖然它有表面處理嚴(yán)格、耐候性差、吸水率偏高等優(yōu)點，但它適用于埋地管道海底管道，包覆層厚度僅為0.3~0.5毫米，使用壽命可達40至50年。 五、三層PE防腐層的優(yōu)點 (1)防腐性能好。石油瀝青、玻璃布是我國6O年代一7O年代的主要產(chǎn)品，但由于其高溫軟化、低范圍脆裂、機械性能低、耐水性能差、易受細菌侵蝕及深根植物穿透等缺點，防腐效果不佳，使用壽命短，而且施工時勞動強度大，對環(huán)境污染嚴(yán)重。煤焦油瓷漆在國外曾風(fēng)行一時，但由于其機械強度低及低溫韌性差，特別是對環(huán)境污染嚴(yán)重，施工時產(chǎn)生的煙氣含有很強的致癌物質(zhì)，澳大利亞和歐洲各國已明文禁止使用煤焦油瓷漆。環(huán)氧粉末涂層在我國得到較多的應(yīng)用，它具備良好的物化性能，與鋼管表面粘結(jié)性及耐溫性能好，但由于其覆蓋層薄而脆，抗外界環(huán)境破壞能力差而很少在施工環(huán)境惡劣的長距離管道上單獨使用。三層PE防腐層克服了上述各種防腐結(jié)構(gòu)的缺點具有良好的物化性能、電絕緣性能、防止和耐化 學(xué)侵蝕性能，以及較高的強度、抗沖擊性能等，是當(dāng)今埋地鋼質(zhì)管道外防腐層中最理想的防腐結(jié)構(gòu)。 (2)防腐產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。整套設(shè)備自動化程度高，關(guān)鍵部位的技術(shù)參數(shù)均由微機控制和記錄，包括管道涂敷速度、擠壓溫度、擠出速度、鋼管溫度等，材料利用率高且能在同一工藝參數(shù)下加工使用。 (3)質(zhì)量控制嚴(yán)格。由于機組從預(yù)熱、拋丸除銹到涂敷、管端打磨均是自動控制，操作人員只需對各項設(shè)備、材料供應(yīng)及質(zhì)量控制進行監(jiān)督(4)造價日趨經(jīng)濟合理。國際3層PE防腐層每 造價接近2O美元。我國在初期引進吸收這種防腐結(jié)構(gòu)時，每平方米造價約108元～l12元人民幣。隨著設(shè)備的國產(chǎn)化、生產(chǎn)人員素質(zhì)的提高，最近每平方米造價已降至9O元～96元人民幣。由于造價逐步的降低，使該防腐層的優(yōu)勢更加明顯．大面積應(yīng)用于陸上、海洋石油天然氣管道將是必然的趨勢。 再者，一條長輸管線的投資費用為管線建設(shè)費用與管線運行費用和維修費用之和，保證長輸管道在預(yù)期的使用壽命內(nèi)不產(chǎn)生由于外腐蝕而引起的功能損失是對涂層的基本要求。涂層性能不良會導(dǎo)致在管道預(yù)期使用壽命內(nèi)由于涂層失效而帶來的維修費用的增加。這個費用肯定超過采用較高級性能涂層增加的初始費用。一條長壽命管線建設(shè)中8％ 至10％為防腐費用，采用較低級防腐橡層如瀝青防腐其防腐費用約占工程總造價的8％ ，而采用較高級防腐涂層如PE防腐其防腐費約占工程總造價的10％ ，而采用PE防腐同等現(xiàn)場狀況下石油瀝青防腐相比，補傷率約為石油瀝青的10％ ，陰極保護控制范圍為石油瀝青的4倍，陰極保護建設(shè)費為石油瀝青5％～1O％ ，陰極保護長期運行費用為石油瀝青的10％ ，而管線防腐層壽命至少是石油瀝青的2倍由于它的．性能可靠，使長輸管道的陰極保護站大大減少，保護距離大大加長 陜西一北京線860km，只設(shè)了4座陰極保護站，陰極保護效果良好。從陰極保護系統(tǒng)的調(diào)試及投產(chǎn)后的運行情況看，整個陰極保護系統(tǒng)的設(shè)計和施工是成功的庫鄯線全線只需開通3個站即首站陰極保護站、中間站陰極保護站和末站陰極保護站，管線就可以達到陰極保護電位的要求，最低保護電位為(相對于銅～ 硫酸銅參比電極)1．01V，而最高保護電位是1．48V。這說明防腐層質(zhì)量良好，并且在樸口、陰極保護施工等過程中的施工技術(shù)得到了很好的控制成都煤氣公司先后在三環(huán)路，德陽至成都二期工程中
全線采用了三層PE防腐，經(jīng)維護單位采用PDL(多頻高中電流法)對這兩條管線在不加陰極保護裝臵、無支方連結(jié)情況下進行防腐層的單位體積防腐電阻率進行測定，3層PE的數(shù)值為2萬至3萬個單位，而同期的環(huán)氧煤防腐的管線、瀝青防腐的方式數(shù)值分別為500至400個單位，2 000至6 000個單位，就3層PE良好的防腐性能，設(shè)計與技術(shù)經(jīng)濟計算認為將PE防腐的管線犧牲陽極保護安臵減少30％ 完全可以．保證管線的防腐性能與管線壽命。 六、三層PE防腐層的常見缺陷 三層PE防腐層的缺陷類型總結(jié)為三種:1、三層PE防腐層翹邊缺陷; 2、焊縫區(qū)三層PE防腐層應(yīng)力開裂缺陷; 3、三層PE 防腐層表面鼓包與縮孔缺陷。其中三層PE 防腐層翹邊缺陷是最常見的缺陷類型, 同時也是最重要的缺陷。主要表現(xiàn)在以下幾個方面: 1、整體防腐層翹邊。環(huán)氧粉末、中間粘結(jié)劑與聚乙烯層粘結(jié)完整, 但環(huán)氧粉末與鋼管基體表面脫粘, 形成翹邊; 2、中間粘結(jié)劑與環(huán)氧粉末表面脫粘, 形成翹邊; 3、聚乙烯層與中間粘結(jié)劑表面脫粘, 形成翹邊,也屬于防腐層間分層引起的; 4、纏繞工藝成型時, 聚乙烯與聚乙烯層之間的分層; 5、三層防腐層的中間粘結(jié)劑或環(huán)氧粉末層缺失引起的, 缺失層造成防腐層間粘結(jié)缺陷形成翹邊; 6、堆放( 過程) 環(huán)境引起防腐層翹邊。 七、結(jié)論 管線建設(shè)外防腐涂層選擇從包括預(yù)期壽命在內(nèi)的綜臺經(jīng)濟評價看，適用性能高、壽命短、但一次費用高的涂層如3層PE防腐與性能低、壽命長、一次性投資費用低的涂層如石油瀝青、環(huán)氧煤防腐涂層相比，長壽命的工程更為經(jīng)濟安全。特別是在人口稠密的城市地區(qū)，三層PE的高機械強度和良好的防腐絕緣性能及與陰極保護良好的匹配性。更成為城市煤氣管網(wǎng)建設(shè)的首選外防腐涂層。綜上所述，從技術(shù)上、經(jīng)濟上分析，采用3層防腐是先進的