環(huán)氧粉末涂料

環(huán)氧樹脂和鋼鐵可以產(chǎn)生牢固的化學(xué)鍵結(jié)合，環(huán)氧粉末在高溫鋼管表面熔融、固化形成的防腐層對(duì)鋼鐵表面具有極強(qiáng)的黏結(jié)力，形成了以黏結(jié)力為性能支點(diǎn)的薄膜防腐層——熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐層，也稱熔結(jié)環(huán)氧防腐層。相對(duì)于傳統(tǒng)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(duì)環(huán)境無污染，作業(yè)衛(wèi)生，生產(chǎn)效率高，防腐性能可靠。

（1）單層熔結(jié)環(huán)氧防腐層

單層熔結(jié)環(huán)氧防腐層（fusion bonded epoxy,FBE）具有優(yōu)異的黏結(jié)力、防腐層堅(jiān)牢、耐腐蝕和耐溶劑性，防腐層損傷修復(fù)較容易，抗土壤應(yīng)力，適用于大多數(shù)土壤環(huán)境，包括礫石地段；和陰極保護(hù)配套性好，對(duì)保護(hù)電流幾乎無任何屏蔽作用。但是，F(xiàn)BE防腐層吸水率較大，耐濕熱性能有限，不適用于輸送介質(zhì)溫度過高的管道，抗沖擊損傷能力也比較有限。應(yīng)當(dāng)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(jī)械損傷的能力，防腐層過厚，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(duì)FBE能否成功保護(hù)管線至關(guān)重要。拋丸除銹結(jié)合磷酸清洗，能夠?qū)⒐茏颖砻嬗行鍧?，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(jié)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(jì)50年代后期，F(xiàn)BE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，而無法應(yīng)用于大口徑和高壓管道。70年代，樹脂生產(chǎn)廠、涂料開發(fā)人員和管線業(yè)主,致力于化學(xué)性質(zhì)和保護(hù)性能更好的FBE的開發(fā)應(yīng)用，隨后，數(shù)千公里的管線采用了FBE，特別是在中東、英國(guó)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(jié)力，80年代早期，磷酸清洗和鉻酸鹽預(yù)處理均被引入到了FBE管道涂裝。從此，F(xiàn)BE防腐層在管道防腐方面的應(yīng)用不斷增大，在美國(guó)和加拿大廣泛應(yīng)用于各種埋地管道的外防腐，如著名的美國(guó)阿拉斯加原油輸送管道，F(xiàn)BE防腐層已經(jīng)運(yùn)行了30年。據(jù)美國(guó)“Pipeline Digest”統(tǒng)計(jì)，在90年代期間，F(xiàn)BE防腐層連續(xù)多年占據(jù)管道涂敷用量的首位。

我國(guó)在20世紀(jì)80年代初期，石油工程技術(shù)研究院、華北油田設(shè)計(jì)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，并采用進(jìn)口粉末涂料用于黃河管道穿越工程。近年來，F(xiàn)BE防腐層在我國(guó)的用量穩(wěn)步增長(zhǎng)，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(guó)管道環(huán)氧粉末涂裝生產(chǎn)線和防腐粉末材料生產(chǎn)廠的迅速發(fā)展。

FBE防腐層應(yīng)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(bào)道指出，長(zhǎng)期運(yùn)行后的防腐層，有的出現(xiàn)失效，防腐層內(nèi)部產(chǎn)生氣疹，失去和鋼管的黏結(jié)，防腐層下產(chǎn)生陰極保護(hù)堿性沉積物，但管線由于有效的陰極保護(hù)而免受腐蝕危害。據(jù)此，有人稱FBE防腐層是“失效-安全”防腐層，而其他常見管道防腐層多數(shù)都會(huì)因?yàn)榉栏瘜邮Ф鴮?dǎo)致腐蝕危害。

（2）雙層粉末結(jié)構(gòu)

雙層粉末結(jié)構(gòu)（double powder system,DPS）是在FBE技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。在粉末涂料制備過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(guī)的防腐粉末作里層，就構(gòu)成了抗沖擊性能優(yōu)異、抗劃傷性能卓越、最高使用溫度達(dá)到80℃的DPS。

DPS技術(shù)由美國(guó)奧博蘭公司開發(fā)，至今已經(jīng)有十多年的商用歷史。DPS的設(shè)計(jì)壽命達(dá)到了50年。

我國(guó)應(yīng)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(yīng)用。應(yīng)當(dāng)說，DPS在我國(guó)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)研究院開發(fā)的彎頭防腐涂裝機(jī)械化作業(yè)線在涂裝技術(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，滿足了我國(guó)管線工程對(duì)高質(zhì)量彎頭防腐的需要。