3pe防腐钢管外防腐层厚度的影响因素

  通过大量的实验研究，笔者发现钢管外防腐层的厚度主要受以下因素的影响。  

 

１．熔体指数对防腐层厚度的影响  研究发现，原材料中胶粘剂和聚乙烯的熔体指数对防腐层的厚度有一定影响。

 

 

  熔体指数又称为熔体流动速率，即热塑性塑料在一定的温度和负荷下，熔体每１０ｍｉｎ通过标准口模的量（用ＭＦＲ表示，单位ｇ／１０ｍｉｎ）。胶粘剂和聚乙烯的熔体指数是通过熔体流动速率测定仪来测定的，并主要受到加热温度和压力的影响。  在相同加热温度和压力情况下，熔体指数偏低

时，胶粘剂和聚乙烯的流动性差，容易断裂，造成防腐层厚度偏薄且厚度不均匀，从而缩短挤塑设备的使用寿命；熔体指数偏高时，聚乙烯和胶粘剂的流动性好，焊缝处防腐层容易因碾压发生变形，结构层数不够，造成防腐层厚度偏低；熔体指数过高，焊缝处防腐层甚至会出现断裂。  

为使3pe防腐钢管的防腐蚀涂料良好地附着于被涂表面,在涂装前要对被涂表面进行一定的表面预处理。表面预处理的质量对涂层的寿命起着重要的作用,有人分析认为表面预处理质量好坏对涂层寿命的影响程度约占50%。钢铁表面往往有锈蚀、氧化皮、油污等存在。锈蚀的直接影响是减少了涂料与表面的接触面积,结果是涂层对钢表面的附着力降低。同时锈蚀产物含有的硫酸亚铁、氯化钠等杂质会促进钢的腐蚀,所以钢表面预处理的首要工作是除锈。

当锈蚀表面含有盐类杂质时,除锈前先用水清洗。 氧化皮是钢铁热轧过程中高温下生成的鳞皮,氧化皮本身硬脆,但它的膨胀系数比钢小,经冷热循环易开裂脱落。 从电化学上分析,氧化皮的电极电位要比铁正0.15～0.20V,在腐蚀介质中,铁先于氧化皮腐蚀,尤其是在有大量氧化皮存在时,大量的氧化皮为大阴极,少量裸露的铁成为小阳极,会加速促进铁的局部腐蚀。在潮湿环境中,氧化皮的大阴极和脱落氧化皮而裸露钢表面的小阳极,造成裸露区的局部腐蚀。

 

氧化皮与钢材表面实际存在无数微小缝隙,水汽和腐蚀介质渗透到松动的氧化皮下又易发生缝隙腐蚀和浓差腐蚀。因此,在涂装前必须完全清除氧化皮。而许多钢表面的涂装工作是在氧化皮未完全去除就进行的,结果造成涂装质量的低劣和涂料使用寿命的大大缩短。

3PE防腐钢管聚乙烯三层结构防护层又称三层PE(3PE)，是近几年从国外引进的先进的防腐技术。它的全称为熔结环氧/挤塑聚乙烯结构防护层，结构由以下三层组成：底层为熔结环氧(≥80μm);中间层为胶粘剂(170—250μm);面层为挤塑聚乙烯(约2mm)。防护层总厚度约1.8-3.7mm。在三层结构中，熔结环氧粉末涂层的主要作用是：形成连续的涂膜，与钢管表面直接粘结，具有很好的耐化学腐蚀性和抗阴极剥离性能；与中间层胶粘剂的活性基团反应形成化学粘结，保证整体防腐层在较高温度下具有良好的粘结性。中间层通常为共聚物粘结剂，其主要成分是聚烯烃，目前广泛采用的是乙烯基共聚物胶粘剂。共聚物胶粘剂的极性部分官能团与熔结环氧粉末涂层的环氧基团可以反应生成氢键或化学键，使中间层与底层形成良好的粘结；而非极性的乙烯部分与面层聚乙烯具有很好的亲合作用，所以中间层与面层也具有很好的粘结性能。聚乙烯面层的主要作用是起机械保护与防腐作用，与传统的二层结构聚乙烯防腐层具有同样的作用。