PVS防腐技術(shù)

魏忠華

長慶油田公司礦區(qū)事業(yè)部涇欣園綜合物業(yè)服務(wù)處，陜西 西安 710000

隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，石油已經(jīng)成為影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要能源之一。石油是一種地下資源，需要經(jīng)過開采、輸送以及深加工之后才能付諸于經(jīng)濟(jì)建設(shè)中，在石油開采、輸送的過程中需要大量的埋地鋼質(zhì)管道，埋地管道的防腐是一項關(guān)系油田持續(xù)發(fā)展的工藝技術(shù)。據(jù)統(tǒng)計，我國鋼鐵年產(chǎn)量為1.6億t，每年因管道腐蝕而損耗6000多萬t，差不多等于上海寶山鋼鐵總廠的年產(chǎn)量。腐蝕造成的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失是巨大的，我國每年因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)2800億元，比每年風(fēng)災(zāi)、水災(zāi)、地震、火災(zāi)等自然災(zāi)害造成損失的總和還要多[1]。為了延長管道的使用壽命，管道防腐技術(shù)越來越受到人們的重視。

對于埋地管道，廣泛采用的防腐保護(hù)方法是對管道施加防腐蝕涂層并附加陰極保護(hù)，這是世界公認(rèn)的最佳防腐保護(hù)方法。所謂涂層是施加在管道表面具有保護(hù)作用的隔離層，將管道金屬與腐蝕環(huán)境如空氣、土壤、水等隔離，保護(hù)管道免遭腐蝕破壞。涂層是腐蝕控制的第一道防線，也是防止埋地鋼管腐蝕的基本方法[2]。所以在某種程度上，防腐層質(zhì)量決定了管道的使用壽命。在管道上應(yīng)用的防腐涂料有石油瀝青、煤焦油瀝青、環(huán)氧煤瀝青、聚氨酯石油瀝青、煤焦油磁漆（ CTE）、環(huán)氧粉末（FBE）、底膠加聚烯烴（POA）、環(huán)氧底漆加底膠加聚烯烴（POE）、環(huán)氧粉末加改性聚烯烴（POF），雙層PE和三層聚乙烯（3PE）等。國內(nèi)現(xiàn)在主要防腐涂料是石油瀝青、煤焦油瀝青、聚氨酯石油瀝青、CTE、FBE等，國外目前常用的各類防腐涂料為CTE、FBE、POA、POE、POF等[3]。

油田開采中使用的鋼制管線，在傳統(tǒng)的防腐技術(shù)中都存在施工周期長、施工環(huán)境要求高、能耗大、效率低、污染環(huán)境等弊端。加之，中國主要的油氣田分布在地理條件比較惡劣的高原、丘陵地帶，管線施工難度較大，在施工過程中很容易造成防腐層破損，因此,進(jìn)一步的加大了補(bǔ)口補(bǔ)傷的工作量。PVS防腐技術(shù)是一種以聚氯乙烯為主要原料的保護(hù)層與改性瀝青為粘結(jié)層的多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的防腐材料。聚氯乙烯有優(yōu)良的電絕緣、防腐、防水性能；粘結(jié)層使用端羥基液態(tài)高分子橡膠、再生橡膠粉等改性的瀝青，液態(tài)高分子橡膠有效提高了瀝青的低溫性能，其端羥基在零下20℃還具有延展性能；橡膠顆粒大大地增強(qiáng)了瀝青的抗高溫性能，在80℃時粘結(jié)層保持一定的強(qiáng)度；粘結(jié)層與底漆固化形成楔形粘結(jié)結(jié)構(gòu)。同時粘結(jié)層本身具有較強(qiáng)的防腐蝕、防水、耐電壓等性能，因此即使聚氯乙烯層遭外力破壞，粘結(jié)層也能有效的保護(hù)管件不被腐蝕。

1 底漆的設(shè)計

該底漆采用了雙組分聚氨酯為基材，以磁化鐵粉為主要填料經(jīng)過臥式砂磨機(jī)研磨而成的。聚氨酯漆膜反應(yīng)生成的氫鍵具有耐溫、耐磨、抗彎曲等性能。磁化鐵粉在帶銹底漆中廣泛的應(yīng)用由于磁化鐵是四氧化三鐵，存在三價鐵和二價鐵，與鐵、鐵銹二氧化鐵之間發(fā)生化合價轉(zhuǎn)移而組織鐵銹的生成，達(dá)到防腐性能；該底漆不影響焊接，耐高溫在150℃以上。

該底漆具有無毒、低溫快干、抗油、耐酸、耐堿、耐化學(xué)品等優(yōu)點。對施工對象的表面條件要求寬，可以刷涂、也可以噴涂。施工前按照甲、乙組分的比例調(diào)配，充分?jǐn)嚢韬罂梢允褂?。該油漆為快干型漆，混合好的油漆冬天?小時內(nèi)使用完，夏季在1小時內(nèi)用完。

2 PVC的性能及其防腐基材生產(chǎn)

PVC是由氯乙烯單體經(jīng)過聚合反應(yīng)而至的一種熱塑性樹脂，一般加入穩(wěn)定劑、潤滑劑、填充劑配合使用，也可以與其他樹脂共混改性。PVC具有優(yōu)良的耐酸堿腐蝕性、耐磨、耐燃和電絕緣性能，加工性能優(yōu)良、價格便宜,但在高溫下的力學(xué)性能差。本技術(shù)為了改變PVC高溫力學(xué)性能，在PVC膜生產(chǎn)的過程中加入高壓低密度聚乙烯、低壓高密度聚乙烯、聚丙烯等，以加強(qiáng)PVC在80℃以上的力學(xué)性能，縱向、橫向的拉伸及其強(qiáng)度。

防腐基材的生產(chǎn)工藝：聚氯乙烯、高壓低密度聚乙烯、低壓高密度聚乙烯、聚丙烯、填料按照比例混合送入橡塑擠出機(jī)，經(jīng)過壓延達(dá)到要求的厚度，經(jīng)過冷去，修邊，纏繞形成防腐基材的卷材，經(jīng)檢驗合格后與改性瀝青復(fù)合。

3 瀝青改性及防腐層的復(fù)合

普通的石油瀝青存在溫度軟化點低，低溫性能差的缺點，因此作為防腐層使用的瀝青一般都要經(jīng)過改性處理，傳統(tǒng)的改性方法有：氧化法、乳化法、以及加入樹脂改性瀝青。本技術(shù)改性瀝青主要是提高瀝青的柔性和彈性，使瀝青在高溫下具有一定的強(qiáng)度，在低溫下具有一定的粘結(jié)性能；在瀝青中加入活化劑，與底漆中的聚氨酯發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，提高防腐層在管道上的粘結(jié)強(qiáng)度；促進(jìn)瀝青與PVC防腐層的粘結(jié)強(qiáng)度。

本技術(shù)采用了端羥基液態(tài)高分子橡膠和超細(xì)再生橡膠粉對瀝青進(jìn)行改性，一次改性瀝青的溫度在200℃左右，二次改性瀝青溫度控制在120℃左右。兩次改性的瀝青在90℃時以輥涂的形式均勻的涂敷在PVC與丙綸布的復(fù)合層上，經(jīng)過壓延整形，加蓋隔離紙，按照寬度要求裁邊，纏繞為10KG的卷材。

4 結(jié)論

本技術(shù)中，PVC加入聚乙烯、聚丙烯和助劑改性后作為防腐層用于管道防腐，可以提高防腐層的強(qiáng)度。瀝青通過橡膠粉、高分子材料改性，具有良好的耐溫性能、防水性能，且與鋼質(zhì)材料、非金屬材料粘結(jié)強(qiáng)度高，可以作為防腐層的粘結(jié)層，使用于管道防腐。PVS防腐層能夠適用于各類管線的防腐施工，工藝簡單，勞動強(qiáng)度低，能夠降低防腐成本。適合各種防腐管線的補(bǔ)口、補(bǔ)傷，施工簡便，質(zhì)量可靠。

因此，PVS防腐是多層次復(fù)合防腐技術(shù)，是一種以聚氯乙烯為主要原料的高分子材料為基材，以端羥基液態(tài)高分子橡膠和橡膠顆粒改性的瀝青為粘結(jié)層，多層材料結(jié)構(gòu)經(jīng)遠(yuǎn)紅外加熱復(fù)合為一體的自粘型防腐材料。PVS防腐技術(shù)施工工藝少，效率較高，具有防腐性能強(qiáng)、清潔環(huán)保、施工簡便、造價低廉等特點，是一種較為理想的油田工程防腐技術(shù)。

[1]陳強(qiáng).國內(nèi)外油氣管道防腐新技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J].甘肅石油和化工，2010(3)：10-13.

[2]馮成功，張平.埋地長輸管道防腐方法及質(zhì)量控制[J].焊管，2011，34(1)：62-65.

[3]黃學(xué)斌.埋地管道防腐涂料的發(fā)展趨勢[J].廣州化工，2010，38(9)：28-29.