第六章 包覆聚乙烯防腐層

第一節 概述

包覆聚乙烯涂層是擠塑機將熱融聚乙烯擠涂到鋼管表面上, 形成一個塑料外殼,以防止腐蝕,也稱聚乙烯熱塑涂層或夾克。這是國外50年代開發的新產品,目前發展很快,在各種防腐層使用中曾獨占鰲頭。夾克管生產在國內還存在一些問題, 如中洛線管道防腐即采用夾克涂層。投產后一年后管線由于夾克失去防腐作用而報廢。存在的問題是大口徑管道

夾克層應力開裂,原材料質量差,施工技術較復雜,成本較高。另外,當夾克進水后,陰極保護難以投上,夾克層下發生腐蝕。

1.底膠:

底膠的性能指標是根據目前所用的瀝青型熱熔膠而定的。從生產實

踐中證實該膠還存在著不少缺點,如耐溫等級低,粘結性能差。國外大部

分采用丁基膠和最新的樹脂膠, 而國內在1987年時還不能生產丁基樹脂

橡膠,因此,底膠作為各單位重點研究的課題之一。

2.聚乙烯包覆層

(1)聚乙烯包覆層分為高密度和低密度兩種。由于密度不同,所以性

能就不同。

為了保證聚乙烯包覆層達到上述指標, 對聚乙烯原料的性能必須嚴

格控制。要求有出廠合格證書,同時按進貨批量進行抽樣復驗,存放地點

應壁開火源,通風干燥。

第三節 聚乙烯包覆層的施工工藝及要求

具體要求如下:

1.鋼管表面處理,對鋼管表面要認真除銹,除銹質量應達Sa2級。

2.鋼管預熱。

目前包覆管所用的底膠是熱熔型的,鋼管必須進行預熱,才能保證底

膠涂覆均勻。因此,經除銹合格的鋼管,在涂底膠前應進行均勻預熱。預

熱溫度可根據所涂底膠的類型選定,一般為4 0～80℃。聚乙烯粉末熔結

時,約200℃。

如果鋼管不預熱, 特別是在冬季生產,鋼管表面溫度很低,包覆層從

機頭出來時溫度很高,和很冷和鋼管表面接觸時將產生很多條紋缺陷,致

使產品開裂。因此必須預熱。

一.包覆工藝

聚乙烯包覆工藝可分為聚乙烯粉末溶結及擠壓兩種。即環形�？跀D

壓及平口模頭擠出纏繞。

1.聚乙烯粉末熔結:將聚乙烯粉末噴涂到已予熱的鋼管表面,聚乙烯

受熱熔融,粘附在鋼管表面,形成一層防腐層,厚度約0.5～1.2mm。

2.環形�？跀D壓:鋼管除銹后,預熱到40～80℃,然后,涂底膠。熔融

聚乙烯從環形�？跀D出,呈筒狀,套在徐徐前移的鋼管上,然后水冷,檢漏,

用該方法生產的防腐層,表面平滑光亮。適用于中小型管徑(小于529mm)

的涂敷。

3.擠出纏繞

鋼管除銹后,預熱到約40～80℃,熔融聚乙烯由平口模片纏繞在鋼管

上,并用壓輥壓實,防腐層表面呈螺栓狀。該方法適用于大口徑鋼管。

預熱溫度對鋼管環向來說要求均勻, 否則,包覆管徑冷卻后,由于溫

度不均, 造成聚乙烯內部組織結構、結晶情況不同而產生內應力,因此,

規定了預熱溫度均勻性的允許偏差。

3.涂覆底膠時,底膠的熔解應符合技術要求,并通過改變涂膠器兩邊

的刮膠片的直徑大小,使膠層厚度達到規定要求。

4.包覆管所用化工原料,要妥善保管,嚴防受潮和灰塵、雜物混入。

使用前必須烘干、預熱。

5.混料和配料要有專人操作,嚴格按配比配料,確�；炝暇鶆蚝图儍�。

6. 擠出機機身、機頭各段加熱溫度,應根據不同種類的聚乙烯原料

確定,操作人員不得隨意更改。

7.包覆管的冷卻:

包覆層成型宜采用分段緩慢冷卻,冷卻后包覆層的溫度不宜超過50℃。

采用分段緩慢冷卻,冷卻速度的大小不易明確規定,即使做了規定施工中

也不易做到。目前一般的控制方法是:包覆層從機頭出來,要經過一段風

冷(約半米長)的蹴,爾后進入水冷。從實驗中得知,聚乙烯原料從機頭口

膜出來時的溫度在180℃以上,如果以每分鐘降低15℃的冷卻速度逐步冷

卻時, 制品不會產生內應力;如果將180℃以上的溶體聚乙烯直接放入水

中冷卻, 則制品將產生較大的內應力。因此《規范》中規定要分段緩慢

冷卻。 冷卻后的包覆層溫度不超過50℃,是為了使包覆在生產線上傳動

過程中不受機械損傷。

8.管端包覆層的切除應齊平、無刀痕,切割長度應符合下表4規定。

管端包覆層切割長度 表4

──────────────────

鋼管直徑,mm         切割長度,mm

──────────────────

≤76                 110±10

──────────────────

＞76                 150±10

──────────────────

管端包覆層的切除應特別注意做到無刀痕,這一點很容易被忽視,但

特別重要,殘余的刀痕極易造成應力集中,導致制品開裂。

第四節 包覆管質量檢驗

1.外觀檢查:

目視包覆層表面應光滑平整,無暗泡,無麻點和皺折等缺陷。

2.包覆層厚度檢查:

逐根進行檢查,其厚度應符合設計要求。

3.電火花檢漏:

用電火花檢漏儀逐根進行檢漏,無漏點為合格。檢查電壓V:

V = 7840√T

式中:V--檢查電壓,V;

T--包覆層厚度,mm。

4.剝離強度抽查:

剝離強度檢查是衡量包覆層與鋼管粘結強度大小的直觀檢驗方法。

具體作法:在常溫下將管端的包覆層沿環向割開,切割部位尺寸在距端大

于80 mm以遠處割20mm寬, 100mm長的劃痕。然后撬起一端,用5Kg的彈簧

秤垂直于包覆層勻速拉起,拉力應大于或等于20N/cm。

抽查數量: 每100根包覆客抽查1根,每根檢查2點,若不合格,應加倍

抽查;如果其中仍有1點不合格,全批包覆管則為不合格產品。

5.拉伸強度、斷裂伸長率、抗撕裂強度檢查:

生產包覆管時,應每半月對三項指標進行檢查,檢查結果應滿足包覆

管性能指標要求。

6.底膠檢查:

每生產一釜底膠應進行軟化點, 剪切強度、剝離強度三項指標的抽

樣檢查,應滿足底膠性能指標要求。

7. 如果聚乙烯原料或底膠原料的牌號或配方變更時,應對其各項性

能指標進行試驗,檢查其是否滿足要求。

8.標記和合格證:

經檢查合格的包覆管,必須有標記,內容包括:鋼管規格,包覆層厚度,

生產班次, 檢驗員代號等。此標記必須保持在四個月內清晰可見。成品

管出廠必須向用戶提供產品合格證和使用說明書。

第五節 堆放和搬運

目前我國采用的聚乙烯配方中還未加入紫外線穩定劑, 戶外曝露對

包覆層使用壽命影響很大, 尤以低密度包覆層更嚴重。因此包覆客堆放

和搬運應滿足下列要求:

1. 包覆管應分類整齊地堆放,不得直接放在地面上,應用支墊墊起,

并高出地面。

2.管徑大于ф273的螺紋包覆管堆放時,兩層間要用橡膠板、草袋、

裝鋸末的麻袋等軟物隔開,嚴禁 損傷包覆層。

3.露天堆放時,必須使用避光物遮蓋,堆放時間不應超過三個月。

4.搬運包覆管時,必須輕拿、輕放,擺放整齊,并使用專用吊具,如寬

幅尼龍帶或其它適當材料制作吊環,以防損傷包覆層。

第六節 補口和補傷:

1. 補口前請清除焊口部位的焊渣、油污及變質的包覆層,使鋼管呈

金屬本色。

1)用熱收縮片補口時應符合下列要求:

a.將補口處的鋼管預熱,去除潮氣。預熱溫度為60～70℃。

b. 將熱收縮片放在焊口中央,與包覆層每邊搭接不小于100mm,用加

熱器從中央位置沿環向均勻加熱,使中央部位首先收縮,然后從中央向一

邊均勻移動加熱,加熱到端部時火焰放小,并使端部底膠溢出為止。在一

邊收縮好后,以同樣方法加熱另一邊。

熱收縮片的性能參照《規范》SYJ 4013-87的條文說明。

c.質量檢查:補口完畢后,要求表面平整,無皺折、氣泡,粘結嚴密。

2)用聚乙烯膠帶補口時應符合下列要求:

a.在補口處及包覆層100mm范圍內涂底膠(該底膠應與膠帶相容),底

膠應均勻, 無氣泡和凝塊。涂底膠后纏帶,從一端纏向另一端,搭接50％

的膠帶寬度。纏完一層后,再涂底膠,返回再纏一次。第一層與包覆層的

搭接寬度為150mm。纏繞時要均勻施力,防止出現皺折或豉泡。

b.纏好后進行外觀檢查和用電火花檢漏,如有漏點,剝掉重纏。

3)三通管纏繞:

a. 清理焊口周圍被燒焦的防腐層,并按管徑尺寸下貼補膠帶料。

b.用遠紅外補焊器進行修補:

將漏點處修成圓形,并清除干凈鋼管上的底膠,將漏點周圍15mm處的

包覆層打毛,再剪一塊與修補打毛處相等面積的包覆層,接觸面也要打毛

放在修補處, 用遠紅外補焊器進行加熱,待聚乙烯熔融時加一定壓力,即

焊接修補完成。

2)對大于ф30mm的漏點

在漏點兩個邊緣部位沿包覆管環向切割二道,并去除中間的包覆層,

按補口方法進行。

3)質量檢查:外觀應無皺折、氣泡,粘結嚴密,用電火花檢漏無漏點。

第七節 下溝回填

防腐管下溝回填有以下要求:

1. 管溝尺寸應符合設計要求,溝底要平整,無碎石、磚塊等硬物,并

鋪墊細軟土,土厚不少于100mm。

2.下溝前,必須用電火花檢漏儀對管線全部進行檢漏,并填寫檢查記

錄。

3.下溝時,必須使用專用吊具,嚴禁使用撬杠或鋼絲繩。操作要細心,

防止包覆管撞擊溝壁及硬物。

4.下溝后,軟土回填應超過管頂100mm以上,然后方可二次回填。