PVS防腐技术

摘 要 本文介绍了一种能够广泛应用于钢质管道的外防腐技术，其耐水性能好、机械性能及抗腐蚀、抗老化等性能良好，还可用于各种预制管道的补口补伤。

关键词 PVS防腐；聚氯乙烯；端羟基液态高分子；橡胶颗粒

中图分类号TE8 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）52-0114-01

随着国民经济的持续发展，石油已经成为影响经济发展的主要能源之一。石油是一种地下资源，需要经过开采、输送以及深加工之后才能付诸于经济建设中，在石油开采、输送的过程中需要大量的埋地钢质管道，埋地管道的防腐是一项关系油田持续发展的工艺技术。据统计，我国钢铁年产量为1.6亿t，每年因管道腐蚀而损耗6 000多万t，差不多等于上海宝山钢铁总厂的年产量。腐蚀造成的直接和间接经济损失是巨大的，我国每年因腐蚀造成的经济损失高达2 800亿元，比每年风灾、水灾、地震、火灾等自然灾害造成损失的总和还要多[1]。为了延长管道的使用寿命，管道防腐技术越来越受到人们的重视。

对于埋地管道，广泛采用的防腐保护方法是对管道施加防腐蚀涂层并附加阴极保护，这是世界公认的最佳防腐保护方法。所谓涂层是施加在管道表面具有保护作用的隔离层，将管道金属与腐蚀环境如空气、土壤、水等隔离，保护管道免遭腐蚀破坏。涂层是腐蚀控制的第一道防线，也是防止埋地钢管腐蚀的基本方法[2]。所以在某种程度上，防腐层质量决定了管道的使用寿命。在管道上应用的防腐涂料有石油沥青、煤焦油沥青、环氧煤沥青、聚氨酯石油沥青、煤焦油磁漆（ CTE）、环氧粉末（FBE）、底胶加聚烯烃（POA）、环氧底漆加底胶加聚烯烃（POE）、环氧粉末加改性聚烯烃（POF），双层PE和三层聚乙烯（3PE）等。国内现在主要防腐涂料是石油沥青、煤焦油沥青、聚氨酯石油沥青、CTE、FBE等，国外目前常用的各类防腐涂料为CTE、FBE、POA、POE、POF等[3]。

油田开采中使用的钢制管线，在传统的防腐技术中都存在施工周期长、施工环境要求高、能耗大、效率低、污染环境等弊端。加之，中国主要的油气田分布在地理条件比较恶劣的高原、丘陵地带，管线施工难度较大，在施工过程中很容易造成防腐层破损，因此,进一步的加大了补口补伤的工作量。PVS防腐技术是一种以聚氯乙烯为主要原料的保护层与改性沥青为粘结层的多层复合结构的防腐材料。聚氯乙烯有优良的电绝缘、防腐、防水性能；粘结层使用端羟基液态高分子橡胶、再生橡胶粉等改性的沥青，液态高分子橡胶有效提高了沥青的低温性能，其端羟基在零下20℃还具有延展性能；橡胶颗粒大大地增强了沥青的抗高温性能，在80℃时粘结层保持一定的强度；粘结层与底漆固化形成楔形粘结结构。同时粘结层本身具有较强的防腐蚀、防水、耐电压等性能，因此即使聚氯乙烯层遭外力破坏，粘结层也能有效的保护管件不被腐蚀。

1 底漆的设计

该底漆采用了双组分聚氨酯为基材，以磁化铁粉为主要填料经过卧式砂磨机研磨而成的。聚氨酯漆膜反应生成的氢键具有耐温、耐磨、抗弯曲等性能。磁化铁粉在带锈底漆中广泛的应用由于磁化铁是四氧化三铁，存在三价铁和二价铁，与铁、铁锈二氧化铁之间发生化合价转移而组织铁锈的生成，达到防腐性能；该底漆不影响焊接，耐高温在150℃以上。

该底漆具有无毒、低温快干、抗油、耐酸、耐碱、耐化学品等优点。对施工对象的表面条件要求宽，可以刷涂、也可以喷涂。施工前按照甲、乙组分的比例调配，充分搅拌后可以使用。该油漆为快干型漆，混合好的油漆冬天在2小时内使用完，夏季在1小时内用完。

2 PVC的性能及其防腐基材生产

PVC是由氯乙烯单体经过聚合反应而至的一种热塑性树脂，一般加入稳定剂、剂、填充剂配合使用，也可以与其他树脂共混改性。PVC具有优良的耐酸碱腐蚀性、耐磨、耐燃和电绝缘性能，加工性能优良、价格便宜,但在高温下的力学性能差。本技术为了改变PVC高温力学性能，在PVC膜生产的过程中加入高压低密度聚乙烯、低压高密度聚乙烯、聚丙烯等，以加强PVC在80℃以上的力学性能，纵向、横向的拉伸及其强度。

防腐基材的生产工艺：聚氯乙烯、高压低密度聚乙烯、低压高密度聚乙烯、聚丙烯、填料按照比例混合送入橡塑挤出机，经过压延达到要求的厚度，经过冷去，修边，缠绕形成防腐基材的卷材，经检验合格后与改性沥青复合。

3 沥青改性及防腐层的复合

普通的石油沥青存在温度软化点低，低温性能差的缺点，因此作为防腐层使用的沥青一般都要经过改性处理，传统的改性方法有：氧化法、乳化法、以及加入树脂改性沥青。本技术改性沥青主要是提高沥青的柔性和弹性，使沥青在高温下具有一定的强度，在低温下具有一定的粘结性能；在沥青中加入活化剂，与底漆中的聚氨酯发生交联反应，提高防腐层在管道上的粘结强度；促进沥青与PVC防腐层的粘结强度。

本技术采用了端羟基液态高分子橡胶和超细再生橡胶粉对沥青进行改性，一次改性沥青的温度在200℃左右，二次改性沥青温度控制在120℃左右。两次改性的沥青在90℃时以辊涂的形式均匀的涂敷在PVC与丙纶布的复合层上，经过压延整形，加盖隔离纸，按照宽度要求裁边，缠绕为10KG的卷材。

4 结论

本技术中，PVC加入聚乙烯、聚丙烯和助剂改性后作为防腐层用于管道防腐，可以提高防腐层的强度。沥青通过橡胶粉、高分子材料改性，具有良好的耐温性能、防水性能，且与钢质材料、非金属材料粘结强度高，可以作为防腐层的粘结层，使用于管道防腐。PVS防腐层能够适用于各类管线的防腐施工，工艺简单，劳动强度低，能够降低防腐成本。适合各种防腐管线的补口、补伤，施工简便，质量可靠。

因此，PVS防腐是多层次复合防腐技术，是一种以聚氯乙烯为主要原料的高分子材料为基材，以端羟基液态高分子橡胶和橡胶颗粒改性的沥青为粘结层，多层材料结构经远红外加热复合为一体的自粘型防腐材料。PVS防腐技术施工工艺少，效率较高，具有防腐性能强、清洁环保、施工简便、造价低廉等特点，是一种较为理想的油田工程防腐技术。

参考文献

[1]陈强.国内外油气管道防腐新技术发展现状[J].甘肃石油和化工，2010(3)：10-13.

[2]冯成功，张平.埋地长输管道防腐方法及质量控制[J].焊管，2011，34(1)：62-65.

[3]黄学斌.埋地管道防腐涂料的发展趋势[J].广州化工，2010，38(9)：28-29.