第七章 聚乙烯膠帶防腐層

第一節 概述

膠帶是主要的幾種管道防腐材料之一, 它在油氣管道上已有三十多

年的使用歷史,到1980年,世界上已有二十萬公里管道采用膠帶防腐。膠

帶在使用中已發展至多種結構,有良好的防腐綜合性能(如抗沖擊性能、

耐靜壓力、防水密封性等)。1983年美國建成一條全長465公里的原油管

線,該管線起源于猶太州東部,終于懷俄明州,管徑305和410mm,管子外包

扎兩層膠帶。 英國、法國、意大利、日本等國的管道,也大量采用膠帶

防腐,這與膠帶防腐的特點分不開。用膠帶防腐施工簡單、方便,容易被

用戶接受,價格與夾克,環氧煤瀝青相當。

聚乙烯膠帶分內帶和外帶,內帶起防腐絕緣作用,外帶起保護內帶作

用,使其不受損傷。

使用聚乙烯膠帶作為防腐層時, 其防腐層的等級結構按《規范》要

求分為普通級、 加強級和特加強級。這樣對設計就比較方便,可根據不

同環境采用不同的防腐等級,并且可以和石油瀝青防腐層,環氧煤瀝青防

腐層對應(近似對應),便于比較選擇。

第二節 聚乙烯防腐膠帶防腐層組成及結構

聚乙烯膠帶防腐層由底漆、內防腐帶和外保護帶組成。

一.底漆:

聚乙烯膠帶所用底漆為多種高分子聚合物經溶解工藝而成的粘稠液

體。底漆與膠帶應幅各種生產廠家配套生產,統一銷售,以增加鋼管與膠

帶的粘結性。國外是這樣,如世界著名的美國波利肯,日本日東等公司都

配套的底漆。我國膠帶廠生產的膠帶沒有配套的底漆。我國《規范》規

定要有配套的底漆,底漆指標是參考波利肯,日本、古河公司的指標制訂

的。

涂刷與膠帶相容的底漆,可增加對鋼管的浸潤性及剝離強度,底漆用

量為80～100g/`m+3!`,其性能應符合表1的要求。

底漆性能 表1

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性 能 指 標

材 料 橡膠合成樹脂

總固體成分 15％～30％

表干時間 3～5min

與膠帶相容性 不破壞膠層的粘性、彈性

使用溫度 -30～70℃

二.聚乙烯膠帶:

聚乙烯膠帶分防腐膠帶(內帶)和保護膠帶(外帶)。起防腐作用的主

要是內帶, 其基膜較薄,膠帶較厚。外帶主要起保護作用,其基膜較厚、

較硬,膠層較薄。國外公司生產的膠帶都分成內帶和外帶,保護帶多用白

色, 以區別于防腐內帶。國內1977年由大慶油田、上海橡膠研究所制成

JD-403聚乙烯膠帶,并實際應用到勝利油田的管道防腐工程中。近年來,

國內膠帶生產有很大發展,由單純是生產內帶發展到生產內、外帶,由幾

家膠帶生產廠發展到很多廠家。 較突出的產品有無錫太湖牌,浙江慈溪

金盾牌,上海長城牌,北京虎牌等膠帶。

在使用膠帶中,有的用戶以內帶作為保護帶代作品,這樣做是可以的,

但從技術經濟合理性上考慮還是以內、外帶聯合使用為好。

防腐膠帶產品分為不同的系列, 通常接施工方法及使用場合來分。

如波利肯公司產品,有機械纏繞帶,手工纏繞帶,補口修理,填料帶等。各

種類型膠帶又按厚度分成4～5種厚度規格,可供不同防腐等級,不同施工

方式選用。但所有膠帶性能必須達到《規范》要求.

聚乙烯膠帶防腐等級與結構 表1-3-8

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防腐等級 防 腐 層 結 構 總 厚 度

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普通級 一層底漆+一層內帶+一層外帶

(內、外帶帶間搭接寬度均為10～19mm) ≥0.7mm

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一層底漆+一層內帶+一層外帶

加強級 (內帶帶間搭接寬度為50％膠帶寬度, ≥1.0mm

外帶帶間搭接寬度為10～19mm)

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特強級 一層底漆+一層內帶+一層外帶

(內、外帶間搭接寬度均為50％膠帶寬度) ≥1.4mm

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注:膠帶寬度≤75mm時,搭接寬度為10mm。

膠帶寬度=100mm時,搭接寬度為15mm。

膠帶寬度≥230mm時,搭接寬度為19mm。

表中的總厚度可以通過選擇不同內、外帶的厚度來達到規定的要求。

對于特殊地段、 特殊環境,如有特殊的設計如增、減層次。施工應

按設計要求進行。

第三節 聚乙烯膠帶的纏繞

一.鋼管表面處理:

管子表面必須認真清理, 清理方式采用噴(拋)射除銹。除銹等級應

達到Sa2級(工業級),如條件不具備時,也可采用手工除銹,除銹等級應達

到St3級。

對于出廠不久的新管,表面有一層保護涂層,當該涂層不影響粘結力

時,可以不去除。

二.涂底漆

底漆涂刷前,在容器中應當攪拌均勻,直至沉淀物全部溶解為止。涂

刷過程中,由于溶劑揮發,當底漆較稠,應加入稀釋劑稀釋至合適的稠度,

才能涂刷。在稀釋調制時應注意防火,保證安全。

在除銹合格的鋼管表面上涂刷底漆,會形成均勻的薄膜,待底漆干到

"手觸發粘"時,使可纏繞膠帶。

三.纏繞膠帶

1)膠帶的施工溫度為-30～70℃,但膠帶的解卷溫度應當高于5℃,這

是美國波利肯膠帶施工規程中規定的。日本日東膠帶在介紹時也曾指出,

膠帶在嚴寒的地區施工應保存在一定溫度環境下, 纏帶是可以在較低溫

度下 (-30℃)進行。因此環境溫度較低時,應采取適當措施,以保證防腐

層質量達到設計要求。纏帶時要求管子干燥無霜。華北油田還對施工過

程中的濕度做了規定: 當濕度大于75％時不能施工,因在這樣的濕度下,

管子不能保持干燥無霜。風砂彌漫的天氣有很多臟物會落到管子及底漆

上,這將影響粘結力,因此在風沙的天氣不宜施工。

2)纏帶的方法:

纏帶方法有使用機械帶和手工纏帶。 使用適當機械或手工機具包括:聯

合作業機、汽油機手動纏帶機或手工補口纏帶機。

使用機械是保證膠帶搭接量、 平行度及無皺折的有力措施,手纏膠

帶很難達到均勻一致的表面質量及始終如一的拉緊力。只有在個別地方,

使用機械無法進行時才可用手纏帶。 但在機械纏帶時,應注意膠帶始端

和末端一定要粘貼牢。

纏帶要求:在涂好底漆的管子上按搭接要求纏帶,膠帶始端與末端搭

接長度不應少于1/4周長且不少于100mm,纏繞各圈間應平行,不得扭曲皺

折,并壓貼帶端使其不翹起。

工廠預制纏帶:工廠預制纏帶可以冷纏帶也可熱纏帶,如波利肯的YG

和YG體系,這樣可以保證膠帶有良好的粘結強度,以增強防腐性能。在工

廠預制通常是管子旋轉,用火焰烘烤,膠帶拉緊。一般在工廠生產單根防

腐管子或防腐保溫管子,在管了端部應預留150±10mm光管作為焊接補口

區, 并且作上明顯的防腐等級及質量檢查合格標記(普通級:紅,加強級:

綠,特強級:蘭),標記包括鋼管規格及質量檢查標記。

4)纏帶完畢后檢查和修補(補傷)

膠帶防腐質量應符合質量要求規定。檢查防腐層如查出缺陷后做上

記號, 并及時修補。修補時應剝去損傷部位,涂上底漆,并使用與原來相

同的膠帶,修補搭接寬度必須大于損壞部位1 00mm。

5)防腐管道下溝和回填:

機械化連續施工時,在管溝上纏好內、外帶的管子,通常直接下溝。

如果纏好膠帶的管道不能及時下溝,必須放在高出地面的軟土墩上,以保

證不壓傷防腐層。

吊裝纏好膠帶的管道時,必須采用專用的橡膠或帆布吊具,嚴禁損傷

防腐層。管道下溝時應細心操作,防止管道撞擊溝壁,尤其是在溝內有障

礙物,需從障礙物下穿送管子時,嚴禁在地下拖拉。

管子下溝后,軟土回填厚度超過管頂100mm以上,方可二次回填。

6)管道連接部位及其它防腐層現場焊縫補口。

在管道連接部位和焊縫處應使用膠層厚,基膜薄的補口,施工方法同

膠帶。補口屋與原涂層搭接寬度應不小于100mm。

補口時, 應先除去管端防腐層的松散部分,對于厚度大于3mm的包覆

聚乙烯層應切成45°坡口, 并除去焊縫區的焊瘤,毛剌和其它臟物,補口

處還應干燥。補口纏帶前,先在接口部位纏一層膠帶作額外保護,然后按

搭接50％膠帶寬度正常纏帶施工。

用普通防腐膠帶補口時, 在站口處的鋼管上及各層膠帶間應涂刷與

膠層相容的底膠, 這樣可確保膠帶的密封防水性。底佼剝離強度應等于

或大于8N/cm。 底佼通常采用膠帶膠層的面膠。如華北油田設計院采用

生產膠帶時的中間產品"面膠"做了補口試驗,補口層間涂用"面膠",不論

是對長城牌、 太湖牌,還是日東、波利肯膠帶都具有良好的密封性和粘

結力;勝利油田油建一部采用BG-1和M860聚烯烴膠做了補口試驗,其性能

良好,可達到較好的密封。因此涂有與膠層相容的膠是補口質量的保證。

所謂相容的底膠是指涂膠后膠帶層不變質, 不硬,不脆,具有與本體同樣

的剝離強度。

纏繞異型管件和異徑三通是纏繞最困難的部位, 通常先用合適寬度

的膠帶以卷煙式包裹三通座架, 然后用較窄的帶(25～50mm)從一端纏起

全部覆蓋先前包扎的膠帶。 三通支座呈十字形時要呈十字形纏繞,以確

保良好的密封。

所謂卷煙式是指直縫包裹方式,也可以剪成相應大小及形狀,呈直縫

包帖在異型件上。

每個補口纏繞完畢均進行外觀檢查,要求聚乙烯帶表面平整,粘力結

嚴密,無折皺等缺陷。

(五)膠帶防腐層質量標準及檢查方法:

1.質量標準:

膠帶防腐層質量標準包括下面幾個方面:

1)表觀:

表觀好壞決定了纏繞質量,因此要求,表面應當平整,搭接均勻,無皺

折,無凸起,不允許有破裂點。只要纏戲工具合適,認真操作,上述缺陷是

可以避免的。 但纏繞過程中有時會產生氣泡,這種情況常發生在天氣較

熱,陽光充足時纏繞膠帶。由于膠帶本身具有一定的彈性及自修補能力,

這些氣泡可以自行消失,對這類氣泡不定為質量問題;若產生永久性的氣

泡,象皺折一樣,應鏟除修補。

2)厚度:

厚芳指標對防腐質量有很大作用, 尤其是膠層厚度增加可增強防腐

能力。當膠帶確定,結構確定后,其厚度即確定,因此,預先測定膠帶的厚

度,總厚度即可確定。但為防止使用不同批號的膠帶造成厚度不足,檢驗

員可以使用測厚儀測定施工后的管線。也便于確定電火花檢漏電壓。

3)粘結力(剝離強度)

粘結力是指防腐層對鋼管的粘結力,它直接關系到防腐層的質量,其

大小直接影響水的滲透能力。所以應確保具有足夠的粘結力。

現場測試模仿DIN 30670標準進行, 即用刀沿環向劃開10mm寬的帶,

然后用彈簧秤與管壁成90°角慢慢拉開,拉開速度不應大于10mm/min,粘

結力應大于8.0N/cm, 這種測試應在纏好膠帶2h后進行,每公里防腐管線

應測試3處。每個工程,每批膠帶測三組數據。

4)電火花檢漏:

該項指標主要控制施工時的缺陷或膠帶存在的某些缺陷, 必須對管

道進行全線檢查。檢漏電壓與石油瀝青檢漏公式相同。檢漏儀移動速度

不超過0.3m/s,對所有放電處應作記號,并用膠帶修補。對檢測結果應做

好記錄,內容包括缺陷形狀,性質及位置,修補工藝等,作為管道竣工資料。