粉末涂料在油气管道上的“那一二三事儿”
日期: 2021-03-24
回顾油气管道的防腐历史，粉末涂料的应用使其腐蚀防护提高到了一个新的水平。
20世纪50—60年代，我国的管道外防腐层主要以沥青涂料为主；之后70—80年代，煤焦油磁漆覆盖层（CTE）登上历史舞台；再从80年代后期的环氧煤沥青到90年代的熔结环氧粉末覆盖层（FBE），防腐覆盖层的涂覆施工方式从液相流体涂刷到固相粉末涂覆，这期间经历了40多年的时间。
90年代出现的聚乙烯胶带和聚乙烯热涂覆技术，在管道防腐工艺的速度和质量方面都得到较大的突破；进入90年代后期，双层环氧覆盖层（DPS）和聚乙烯三层复合结构（3LPE）因其较好的防腐性能和良好的机械性能及抗划伤能力广泛应用于油气管道防腐防护。
热涂聚乙烯粉末
钢质管道聚乙烯粉末热涂敷防腐覆盖层技术（FBP）俗称单层PE技术，是将改性后的高密度、低密度或线性低密度聚乙烯粉末通过淋涂的方式涂敷在中频加热的钢质管道表面，使其热融化，利用熔融液态的自然流淌性能，均匀地附着在金属的表面，经过冷凝后，形成严密 的防腐覆盖层。
2000年以后，中油管道科学研究院将其改造成连续作业线涂覆，提高了生产效率，减少了生产成本，并在Ф355 mm湘潭-醴陵支线上成功应用。但这种方式对于600 mm以上大口径管道，防腐施工速度和效率受到一定限制。
热固性材料类涂料
热固性涂料主要品种有环氧树脂类、氨基醇酸类、丙烯酸类以及聚氨酯类等。
FBE涂覆技术
环氧粉末涂料是一种具有耐腐蚀性和坚韧性的热固性粉末涂料。80年代后期从国外传入国内，中油管道研究院在90年代初对环氧粉末技术的引进起到了推动作用。常指的FBE是单层环氧粉末，涂覆工艺简单。
由于环氧粉末覆盖层对金属的附着力强，涂膜机械性能好，具有一定的硬度和抗划伤性，在标准规定的含水率范围内耐腐蚀性能优良，被广泛应用在长输油气管道和集输管道。不过，FBE也有自身的弱点，不太厚的防腐层对在山区和戈壁砾石环境使用不太合适；另外，环氧树脂在紫外光照射下的降解也是FBE防腐管道不宜长时间露天存放的短板。双层环氧粉末涂覆技术
2000年前后，出现了双层环氧粉末覆盖层结构。双层环氧粉末是以普通的单层熔结环氧粉末作底涂层，以改性的熔结环氧粉末作外防护层。这种双层熔结环氧粉末防腐体系结构较大地提高了防腐层的机械性能，增强了防腐层的抗冲击能力、耐高温能力以及高温时的抗渗透性。同时保持了单层熔结环氧粉末防腐层与阴极保护的相容性能，不会产生阴极保护屏蔽。其整体防腐层的厚度在550~1000 mm之间，最高使用温度达115 ℃。
DPS防腐工艺一般用于各种管径的弯头、异型件。趣涂料（趣涂网）了解到，涩宁兰管道、兰成渝管道到西气东输及中亚国际管道等的热煨弯管都采用了这种防腐方式。
双组分热喷涂技术
双组分涂料的热喷涂技术在20世纪80—90年代十分盛行，主要用于管道大修的防腐技术，将两种组分的材料分别加热，增强其流动性和反应活性，按照一定比例在喷涂枪口前混合，然后通过喷枪将混合物涂覆在钢管表面。双组分材料在温度的作用下发生快速固化反应，形成覆盖层。环氧树脂类、氨基醇酸类、丙烯酸类以及聚氨酯类等材料都比较适合于双组分涂覆。国内双组分热喷涂技术在东北管网的修复上应用较多。
双层防腐结构
双层防腐结构钢管即2PE聚乙烯防腐钢管，第1层胶黏剂（AD）；第2层聚乙烯（PE）。2种材料融为一体，粘胶层厚度不低于70 μm，聚乙烯层不低于2.5 mm，双层聚乙烯防腐结构主要靠聚乙烯层。其缠绕施工可进行机械化作业，也可手工完成，防腐层下的空鼓及造成的阴极屏蔽是不可避免的。
由于其缺乏环氧层，附着力、抗阴极剥离、防腐性能较三层复合结构差，但相对生产工艺简单、价格便宜，一般用于城市输水管道，在油气管道领域基本被3PE取代。
三层复合结构
三层复合结构是将FBE良好的黏结性、高抗阴级剥离性和聚烯烃材料的高抗渗性、高防护性、良好的机械性能和抗土壤应力等性能结合起来的防腐蚀结构。三层复合结构最外层如果采用聚乙烯，则简称3LPE；如果最外层采用聚丙烯，则简称3LPP。
这种防腐形式90年代后期在国内的陕京天然气管道上首次大规模应用，效果良好。到现在，防腐工艺已经十分成熟，技术标准完善可靠，采用聚乙烯，生产成本也降至每平方米10美元左右，并且基本是国内管道建设外腐蚀防护的标准配置。2000年以后，中石油建设的跨国油气管道如：中哈原油管道、中亚天然气管道、中缅油气管道及中俄油气管道都无一例外地采用3LPE防腐层技术。
总结：
除了在油气管道上，家电、家具、汽车、建材与户外设施等领域都可以使用粉末涂料进行涂装，粉末涂料能够很好的满足其对外观、耐候、防腐等性能的不同要求，性能较高，用途广泛，市场空间较大。预计到2024年，国内粉末涂料行业市场规模将达到500亿元左右。
