環(huán)氧粉末涂料

環(huán)氧樹(shù)脂和鋼鐵可以產(chǎn)生牢固的化學(xué)鍵結合，環(huán)氧粉末在高溫鋼管表面熔融、固化形成的防腐層對鋼鐵表面具有極強的黏結力，形成了以黏結力為性能支點(diǎn)的薄膜防腐層——熔結環(huán)氧粉末防腐層，也稱(chēng)熔結環(huán)氧防腐層。相對于傳統薄膜防腐層，環(huán)氧粉末涂料不含溶劑，涂敷時(shí)幾乎不產(chǎn)生揮發(fā)物，僅要求防止粉塵，對環(huán)境無(wú)污染，作業(yè)衛生，生產(chǎn)效率高，防腐性能可靠。

（1）單層熔結環(huán)氧防腐層

單層熔結環(huán)氧防腐層（fusion bonded epoxy,FBE）具有優(yōu)異的黏結力、防腐層堅牢、耐腐蝕和耐溶劑性，防腐層損傷修復較容易，抗土壤應力，適用于大多數土壤環(huán)境，包括礫石地段；和陰極保護配套性好，對保護電流幾乎無(wú)任何屏蔽作用。但是，FBE防腐層吸水率較大，耐濕熱性能有限，不適用于輸送介質(zhì)溫度過(guò)高的管道，抗沖擊損傷能力也比較有限。應當注意，增加防腐層厚度能夠提高防腐層的耐溫性能，但不能提高防腐層抗機械損傷的能力，防腐層過(guò)厚，抗沖擊性能、抗彎曲性能反而可能下降，鋼管外防腐厚度定在350~600μm之間為宜。

表面處理的好壞對FBE能否成功保護管線(xiàn)至關(guān)重要。拋丸除銹結合磷酸清洗，能夠將管子表面有效清潔，清除各種主要的沾污物質(zhì)，包括潮解鹽和可溶鹽；采用鉻酸鹽處理則能夠改善基底的表面化學(xué)性質(zhì)，使得FBE與基底的黏結更好。在涂裝生產(chǎn)各種因素中，表面處理是FBE涂裝最重要的因素。

20世紀50年代后期，FBE被引入管道涂裝業(yè)，由于防腐層技術(shù)的不足，只能用于小口徑管道的涂敷，而無(wú)法應用于大口徑和高壓管道。70年代，樹(shù)脂生產(chǎn)廠(chǎng)、涂料開(kāi)發(fā)人員和管線(xiàn)業(yè)主,致力于化學(xué)性質(zhì)和保護性能更好的FBE的開(kāi)發(fā)應用，隨后，數千公里的管線(xiàn)采用了FBE，特別是在中東、英國和北美。由于管子表面、FBE層下的潮解鹽可引起氣疹和防腐層喪失黏結力，80年代早期，磷酸清洗和鉻酸鹽預處理均被引入到了FBE管道涂裝。從此，FBE防腐層在管道防腐方面的應用不斷增大，在美國和加拿大廣泛應用于各種埋地管道的外防腐，如著(zhù)名的美國阿拉斯加原油輸送管道，FBE防腐層已經(jīng)運行了30年。據美國“Pipeline Digest”統計，在90年代期間，FBE防腐層連續多年占據管道涂敷用量的首位。

我國在20世紀80年代初期，石油工程技術(shù)研究院、華北油田設計院等先后研制出了管道防腐用環(huán)氧粉末涂料；石油天然氣管道科學(xué)研究院在80年代后期研制出了大口徑管道FBE外涂敷作業(yè)線(xiàn)，并采用進(jìn)口粉末涂料用于黃河管道穿越工程。近年來(lái)，FBE防腐層在我國的用量穩步增長(cháng)，在忠武輸氣管道、西南成品油管道等大型工程得到大量采用，促進(jìn)了我國管道環(huán)氧粉末涂裝生產(chǎn)線(xiàn)和防腐粉末材料生產(chǎn)廠(chǎng)的迅速發(fā)展。

FBE防腐層應用于管道工業(yè)的歷史已經(jīng)近40年了，使用30多年防腐層仍然有效。雖然有報道指出，長(cháng)期運行后的防腐層，有的出現失效，防腐層內部產(chǎn)生氣疹，失去和鋼管的黏結，防腐層下產(chǎn)生陰極保護堿性沉積物，但管線(xiàn)由于有效的陰極保護而免受腐蝕危害。據此，有人稱(chēng)FBE防腐層是“失效-安全”防腐層，而其他常見(jiàn)管道防腐層多數都會(huì )因為防腐層失效而導致腐蝕危害。

（2）雙層粉末結構

雙層粉末結構（double powder system,DPS）是在FBE技術(shù)基礎上發(fā)展起來(lái)的。在粉末涂料制備過(guò)程中加入部分塑性材料，可有效提高防腐層的抗沖擊能力，這種環(huán)氧粉末作外層，常規的防腐粉末作里層，就構成了抗沖擊性能優(yōu)異、抗劃傷性能卓越、最高使用溫度達到80℃的DPS。

DPS技術(shù)最先由美國奧博蘭公司開(kāi)發(fā)，至今已經(jīng)有十多年的商用歷史。DPS的設計壽命達到了50年。

我國應用DPS的歷史很短，在西氣東輸彎頭防腐、寧波跨海大橋鋼樁防腐等工程上已經(jīng)應用。應當說(shuō)，DPS在我國管道工業(yè)中主要還是用于鋼制彎頭的防腐。中油管道科學(xué)研究院開(kāi)發(fā)的彎頭防腐涂裝機械化作業(yè)線(xiàn)在涂裝技術(shù)上進(jìn)行了創(chuàng )新，工藝成熟可靠，生產(chǎn)效率高，保證了FBE以及DPS防腐彎頭的質(zhì)量，滿(mǎn)足了我國管線(xiàn)工程對高質(zhì)量彎頭防腐的需要。

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