1.钢管3PE防腐层结构

管道3PE 防腐是目前国内外最为广泛采用的长输油气管道的防腐形式。3PE 防腐通常用于钢质管道的直管部分， 弯曲段（即弯管部分）由于形状的特殊性， 目前还没有成熟地应用。3PE 防腐层最底层为环氧粉末层， 中间层是胶结剂层， 最外层是聚乙烯层。3PE 防腐层的优点是将3 种不同的材料有机地结合成一个整体， 使其具备环氧粉末涂层和聚乙烯涂层的双重优点。

2. 3PE防腐层主要缺陷

2.1缩孔

缩孔是指防腐层表面生成一个个均匀的小孔，产生的主要原因是设备磨损，主要是挤塑机的螺杆磨损，挤塑机的工作原理是利用特定形状的螺杆， 在加热的机筒中旋转， 将由料斗中送来的塑料向前挤压， 使塑料均匀地塑化（即熔融）， 通过机头和不同形状的模具， 使塑料挤压成连续的塑料膜。由设备磨损造成的防腐层缩孔是一个缓慢的过程， 因此在生产过程中不易被察觉，而且一旦确认也只能采用更换挤塑机螺杆和螺套的方法来消除。

2.2水击点

钢管防腐完成后， 通常采用上喷淋或下喷淋方式进行水冷却， 使防腐层表面温度降到60 ℃以下。冷却过程中由于喷射出的冷却水溅射到尚未冷却且按一定速度行进的防腐层表面， 造成防腐层局部急速冷却， 形成直径在1 mm 左右的鼓包就叫水击点。水击点产生的根本原因在于水珠的急冷作用使防腐层局部先于整体硬化而造成的。控制水击点产生的方法主要有： ①根据需要冷却的防腐管管径， 适当调整冷却水量减小水柱喷溅； ②降低上喷淋冷却水出口到防腐管顶端的垂直距离， 或用柔性水带把冷却水“引” 到防腐层表面， 降低水柱的冲击力； ③在喷淋房入口处加装环形冷却水环， 使防腐层整体均匀预冷。

2.3 气泡

气泡是钢管3PE 防腐层一种常见的缺陷，通常在聚乙烯缠绕过程中产生， 容易发生在焊缝、管端等区域， 也有可能在搭接位置或任意部位产生。形成气泡的主要原因有：（1） 压辊硬度。压辊的硬度较大一般耐热性较好， 且使用寿命较长， 但对消除气泡不利； 压辊硬度小则反之。因此， 应选择能够完全清除气泡且硬度尽量大的压辊。（2） 压辊位置及压力。确定好压辊硬度后，应根据经验确定压辊位置， 调节好压辊的左右高度。压辊压力一般采用气动调节， 压力的大小主要与压辊硬度有关。通过对压辊压力的调节， 可以消除大部分的气泡， 焊缝处、搭接处等位置的残余气泡主要依靠压辊位置调节实现。（3） 钢管质量。受到钢管直度和椭圆度的影响， 在传送过程中， 前后两根钢管管口发生错口现象， 错口幅度超出压辊变形对气泡的排除能力，会造成位置低的管端出现气泡并且难以消除。要解决钢管质量带来的问题， 首先要控制钢管质量，做好入厂验收， 将不合格的钢管退出作业线。

2.4 褶皱

形成表面皱褶主要有两方面的原因， 一是在防腐层成型过程中， 采用包覆法或缠绕法， 中间胶粘剂和聚乙烯膜与钢管表面总存在一个空气层， 成型过程中必须赶出这个空气层， 否则将会在钢管表面和防腐层之间形成空气膜， 因塑料膜的密闭作用，该气膜在压辊碾压作用下， 在封闭的空间内沿压辊旋转方向呈波纹状来回流动， 遇到冷却水后形成皱褶， 严重时造成防腐层破裂； 二是当防腐管进入喷淋室后， 由于钢管自重与传动电机的扭矩不匹配， 或是传动轮磨损造成未完全冷却的防腐层与传动轮相对滑动， 搓碾防腐层造成表面皱褶。

防腐层表面皱褶还和压辊的硬度以及压辊胶层厚度有一定关系。消除表面皱褶首先要在防腐层成型过程中严格遵守操作规程， 出现气膜后可用带尖的工装刺破防腐层， 排出空气； 其次， 生产前计算钢管质量， 选择合适的传动电机， 更换磨损严重的传动轮， 最后选择硬度和胶层形变合适的压辊。

2.5 搭接

搭接缺陷有过搭和漏搭（通常说的漏条）两种，它们的共同点是在缠绕法成型中，防腐层表面出现等宽、等厚、等距离的不符合标准要求的螺旋防腐带。

形成搭接缺陷的主要原因： ①胶膜幅宽与传动线速度、滚轮角度等参数不匹配； ②挤塑机模具口有异物卡住， 胶膜幅宽变窄； ③钢管直度较大， 造成胶膜幅宽出现变化。过搭缺陷不影响防腐层性能， 但影响外观光滑度， 造成原材料浪费。漏搭是严重的质量缺陷， 漏搭处因为没有胶粘剂，造成防腐层剥离强度不够。开工前精确调整传动线螺距， 固定好滚轮角度， 用塞尺清理模具口就能杜绝搭接缺陷的发生。

2.6 杂质

表面杂质是钢管3PE 防腐层的表面缺陷之，一产生的主要原因是由于聚乙烯原材料中的杂质不能完全熔融， 挤出后在防腐层表面造成的杂质缺陷， 同时涂敷环境不清洁也可能会导致防腐层粘上杂质。针对该缺陷的控制措施， 一是选择质量好的聚乙烯材料， 禁止原材料厂家添加回收料； 二是要及时清洁涂敷环境， 避免外界杂物进入。

2.7 划痕、压痕

钢管3PE 防腐层表面划痕主要是因为异物卡在挤塑机模具口， 在成膜过程中形成过厚或过薄的痕道， 当这种膜包覆在钢管表面就形成了均匀的划痕。表面压痕是指防腐层与传动轮碾压， 造成的表面微变形。发生表面压痕有两方面的原因， 一是喷淋传动轮选择不合适， 有花纹的空气胎最容易出现压痕； 二是钢管防腐完成后， 冷却水量小， 钢管壁厚厚， 虽然防腐层表面已经冷却硬化， 但钢管内的余热始终向外传导不断软化防腐层， 钢管螺旋前进中与传动轮碾压造成压痕。成型过程中的划痕可以通过及时清理模具口杂物解决， 选择无花纹的实心传动轮， 调节冷却水流量和角度， 降低钢管温度可以避免压痕出现。

3．结语

在钢管的3PE 外防腐生产过程中， 除了要采用先进的工艺装备， 掌握钢管的表面处理技术和成型技术是生产的关键。在确保钢管防腐层内在质量的同时， 还要对造成防腐层外在质量缺陷的原因进行不断的研究和总结， 减少由于外在缺陷影响管线使用寿命情况的发生， 从而使钢管防腐生产水平得到不断提高。