PVS防腐技術

魏忠華

長慶油田公司礦區事業部涇欣園綜合物業服務處，陜西 西安 710000

隨著國民經濟的持續發展，石油已經成為影響經濟發展的主要能源之一。石油是一種地下資源，需要經過開采、輸送以及深加工之后才能付諸于經濟建設中，在石油開采、輸送的過程中需要大量的埋地鋼質管道，埋地管道的防腐是一項關系油田持續發展的工藝技術。據統計，我國鋼鐵年產量為1.6億t，每年因管道腐蝕而損耗6000多萬t，差不多等于上海寶山鋼鐵總廠的年產量。腐蝕造成的直接和間接經濟損失是巨大的，我國每年因腐蝕造成的經濟損失高達2800億元，比每年風災、水災、地震、火災等自然災害造成損失的總和還要多[1]。為了延長管道的使用壽命，管道防腐技術越來越受到人們的重視。

對于埋地管道，廣泛采用的防腐保護方法是對管道施加防腐蝕涂層并附加陰極保護，這是世界公認的最佳防腐保護方法。所謂涂層是施加在管道表面具有保護作用的隔離層，將管道金屬與腐蝕環境如空氣、土壤、水等隔離，保護管道免遭腐蝕破壞。涂層是腐蝕控制的第一道防線，也是防止埋地鋼管腐蝕的基本方法[2]。所以在某種程度上，防腐層質量決定了管道的使用壽命。在管道上應用的防腐涂料有石油瀝青、煤焦油瀝青、環氧煤瀝青、聚氨酯石油瀝青、煤焦油磁漆（ CTE）、環氧粉末（FBE）、底膠加聚烯烴（POA）、環氧底漆加底膠加聚烯烴（POE）、環氧粉末加改性聚烯烴（POF），雙層PE和三層聚乙烯（3PE）等。國內現在主要防腐涂料是石油瀝青、煤焦油瀝青、聚氨酯石油瀝青、CTE、FBE等，國外目前常用的各類防腐涂料為CTE、FBE、POA、POE、POF等[3]。

油田開采中使用的鋼制管線，在傳統的防腐技術中都存在施工周期長、施工環境要求高、能耗大、效率低、污染環境等弊端。加之，中國主要的油氣田分布在地理條件比較惡劣的高原、丘陵地帶，管線施工難度較大，在施工過程中很容易造成防腐層破損，因此,進一步的加大了補口補傷的工作量。PVS防腐技術是一種以聚氯乙烯為主要原料的保護層與改性瀝青為粘結層的多層復合結構的防腐材料。聚氯乙烯有優良的電絕緣、防腐、防水性能；粘結層使用端羥基液態高分子橡膠、再生橡膠粉等改性的瀝青，液態高分子橡膠有效提高了瀝青的低溫性能，其端羥基在零下20℃還具有延展性能；橡膠顆粒大大地增強了瀝青的抗高溫性能，在80℃時粘結層保持一定的強度；粘結層與底漆固化形成楔形粘結結構。同時粘結層本身具有較強的防腐蝕、防水、耐電壓等性能，因此即使聚氯乙烯層遭外力破壞，粘結層也能有效的保護管件不被腐蝕。

1 底漆的設計

該底漆采用了雙組分聚氨酯為基材，以磁化鐵粉為主要填料經過臥式砂磨機研磨而成的。聚氨酯漆膜反應生成的氫鍵具有耐溫、耐磨、抗彎曲等性能。磁化鐵粉在帶銹底漆中廣泛的應用由于磁化鐵是四氧化三鐵，存在三價鐵和二價鐵，與鐵、鐵銹二氧化鐵之間發生化合價轉移而組織鐵銹的生成，達到防腐性能；該底漆不影響焊接，耐高溫在150℃以上。

該底漆具有無毒、低溫快干、抗油、耐酸、耐堿、耐化學品等優點。對施工對象的表面條件要求寬，可以刷涂、也可以噴涂。施工前按照甲、乙組分的比例調配，充分攪拌后可以使用。該油漆為快干型漆，混合好的油漆冬天在2小時內使用完，夏季在1小時內用完。

2 PVC的性能及其防腐基材生產

PVC是由氯乙烯單體經過聚合反應而至的一種熱塑性樹脂，一般加入穩定劑、潤滑劑、填充劑配合使用，也可以與其他樹脂共混改性。PVC具有優良的耐酸堿腐蝕性、耐磨、耐燃和電絕緣性能，加工性能優良、價格便宜,但在高溫下的力學性能差。本技術為了改變PVC高溫力學性能，在PVC膜生產的過程中加入高壓低密度聚乙烯、低壓高密度聚乙烯、聚丙烯等，以加強PVC在80℃以上的力學性能，縱向、橫向的拉伸及其強度。

防腐基材的生產工藝：聚氯乙烯、高壓低密度聚乙烯、低壓高密度聚乙烯、聚丙烯、填料按照比例混合送入橡塑擠出機，經過壓延達到要求的厚度，經過冷去，修邊，纏繞形成防腐基材的卷材，經檢驗合格后與改性瀝青復合。

3 瀝青改性及防腐層的復合

普通的石油瀝青存在溫度軟化點低，低溫性能差的缺點，因此作為防腐層使用的瀝青一般都要經過改性處理，傳統的改性方法有：氧化法、乳化法、以及加入樹脂改性瀝青。本技術改性瀝青主要是提高瀝青的柔性和彈性，使瀝青在高溫下具有一定的強度，在低溫下具有一定的粘結性能；在瀝青中加入活化劑，與底漆中的聚氨酯發生交聯反應，提高防腐層在管道上的粘結強度；促進瀝青與PVC防腐層的粘結強度。

本技術采用了端羥基液態高分子橡膠和超細再生橡膠粉對瀝青進行改性，一次改性瀝青的溫度在200℃左右，二次改性瀝青溫度控制在120℃左右。兩次改性的瀝青在90℃時以輥涂的形式均勻的涂敷在PVC與丙綸布的復合層上，經過壓延整形，加蓋隔離紙，按照寬度要求裁邊，纏繞為10KG的卷材。

4 結論

本技術中，PVC加入聚乙烯、聚丙烯和助劑改性后作為防腐層用于管道防腐，可以提高防腐層的強度。瀝青通過橡膠粉、高分子材料改性，具有良好的耐溫性能、防水性能，且與鋼質材料、非金屬材料粘結強度高，可以作為防腐層的粘結層，使用于管道防腐。PVS防腐層能夠適用于各類管線的防腐施工，工藝簡單，勞動強度低，能夠降低防腐成本。適合各種防腐管線的補口、補傷，施工簡便，質量可靠。

因此，PVS防腐是多層次復合防腐技術，是一種以聚氯乙烯為主要原料的高分子材料為基材，以端羥基液態高分子橡膠和橡膠顆粒改性的瀝青為粘結層，多層材料結構經遠紅外加熱復合為一體的自粘型防腐材料。PVS防腐技術施工工藝少，效率較高，具有防腐性能強、清潔環保、施工簡便、造價低廉等特點，是一種較為理想的油田工程防腐技術。

[1]陳強.國內外油氣管道防腐新技術發展現狀[J].甘肅石油和化工，2010(3)：10-13.

[2]馮成功，張平.埋地長輸管道防腐方法及質量控制[J].焊管，2011，34(1)：62-65.

[3]黃學斌.埋地管道防腐涂料的發展趨勢[J].廣州化工，2010，38(9)：28-29.