第六章 包覆聚乙烯防腐层

第一节 概述

包覆聚乙烯涂层是挤塑机将热融聚乙烯挤涂到钢管表面上, 形成一个塑料外壳,以防止腐蚀,也称聚乙烯热塑涂层或夹克。这是国外50年代开发的新产品,目前发展很快,在各种防腐层使用中曾独占鳌头。夹克管生产在国内还存在一些问题, 如中洛线管道防腐即采用夹克涂层。投产后一年后管线由于夹克失去防腐作用而报废。存在的问题是大口径管道

夹克层应力开裂,原材料质量差,施工技术较复杂,成本较高。另外,当夹克进水后,阴极保护难以投上,夹克层下发生腐蚀。

1.底胶:

底胶的性能指标是根据目前所用的沥青型热熔胶而定的。从生产实

践中证实该胶还存在着不少缺点,如耐温等级低,粘结性能差。国外大部

分采用丁基胶和最新的树脂胶, 而国内在1987年时还不能生产丁基树脂

橡胶,因此,底胶作为各单位重点研究的课题之一。

2.聚乙烯包覆层

(1)聚乙烯包覆层分为高密度和低密度两种。由于密度不同,所以性

能就不同。

为了保证聚乙烯包覆层达到上述指标, 对聚乙烯原料的性能必须严

格控制。要求有出厂合格证书,同时按进货批量进行抽样复验,存放地点

应壁开火源,通风干燥。

第三节 聚乙烯包覆层的施工工艺及要求

具体要求如下:

1.钢管表面处理,对钢管表面要认真除锈,除锈质量应达Sa2级。

2.钢管预热。

目前包覆管所用的底胶是热熔型的,钢管必须进行预热,才能保证底

胶涂覆均匀。因此,经除锈合格的钢管,在涂底胶前应进行均匀预热。预

热温度可根据所涂底胶的类型选定,一般为4 0～80℃。聚乙烯粉末熔结

时,约200℃。

如果钢管不预热, 特别是在冬季生产,钢管表面温度很低,包覆层从

机头出来时温度很高,和很冷和钢管表面接触时将产生很多条纹缺陷,致

使产品开裂。因此必须预热。

一.包覆工艺

聚乙烯包覆工艺可分为聚乙烯粉末溶结及挤压两种。即环形模口挤

压及平口模头挤出缠绕。

1.聚乙烯粉末熔结:将聚乙烯粉末喷涂到已予热的钢管表面,聚乙烯

受热熔融,粘附在钢管表面,形成一层防腐层,厚度约0.5～1.2mm。

2.环形模口挤压:钢管除锈后,预热到40～80℃,然后,涂底胶。熔融

聚乙烯从环形模口挤出,呈筒状,套在徐徐前移的钢管上,然后水冷,检漏,

用该方法生产的防腐层,表面平滑光亮。适用于中小型管径(小于529mm)

的涂敷。

3.挤出缠绕

钢管除锈后,预热到约40～80℃,熔融聚乙烯由平口模片缠绕在钢管

上,并用压辊压实,防腐层表面呈螺栓状。该方法适用于大口径钢管。

预热温度对钢管环向来说要求均匀, 否则,包覆管径冷却后,由于温

度不均, 造成聚乙烯内部组织结构、结晶情况不同而产生内应力,因此,

规定了预热温度均匀性的允许偏差。

3.涂覆底胶时,底胶的熔解应符合技术要求,并通过改变涂胶器两边

的刮胶片的直径大小,使胶层厚度达到规定要求。

4.包覆管所用化工原料,要妥善保管,严防受潮和灰尘、杂物混入。

使用前必须烘干、预热。

5.混料和配料要有专人操作,严格按配比配料,确保混料均匀和纯净。

6. 挤出机机身、机头各段加热温度,应根据不同种类的聚乙烯原料

确定,操作人员不得随意更改。

7.包覆管的冷却:

包覆层成型宜采用分段缓慢冷却,冷却后包覆层的温度不宜超过50℃。

采用分段缓慢冷却,冷却速度的大小不易明确规定,即使做了规定施工中

也不易做到。目前一般的控制方法是:包覆层从机头出来,要经过一段风

冷(约半米长)的蹴,尔后进入水冷。从实验中得知,聚乙烯原料从机头口

膜出来时的温度在180℃以上,如果以每分钟降低15℃的冷却速度逐步冷

却时, 制品不会产生内应力;如果将180℃以上的溶体聚乙烯直接放入水

中冷却, 则制品将产生较大的内应力。因此《规范》中规定要分段缓慢

冷却。 冷却后的包覆层温度不超过50℃,是为了使包覆在生产线上传动

过程中不受机械损伤。

8.管端包覆层的切除应齐平、无刀痕,切割长度应符合下表4规定。

管端包覆层切割长度 表4

──────────────────

钢管直径,mm         切割长度,mm

──────────────────

≤76                 110±10

──────────────────

＞76                 150±10

──────────────────

管端包覆层的切除应特别注意做到无刀痕,这一点很容易被忽视,但

特别重要,残余的刀痕极易造成应力集中,导致制品开裂。

第四节 包覆管质量检验

1.外观检查:

目视包覆层表面应光滑平整,无暗泡,无麻点和皱折等缺陷。

2.包覆层厚度检查:

逐根进行检查,其厚度应符合设计要求。

3.电火花检漏:

用电火花检漏仪逐根进行检漏,无漏点为合格。检查电压V:

V = 7840√T

式中:V--检查电压,V;

T--包覆层厚度,mm。

4.剥离强度抽查:

剥离强度检查是衡量包覆层与钢管粘结强度大小的直观检验方法。

具体作法:在常温下将管端的包覆层沿环向割开,切割部位尺寸在距端大

于80 mm以远处割20mm宽, 100mm长的划痕。然后撬起一端,用5Kg的弹簧

秤垂直于包覆层匀速拉起,拉力应大于或等于20N/cm。

抽查数量: 每100根包覆客抽查1根,每根检查2点,若不合格,应加倍

抽查;如果其中仍有1点不合格,全批包覆管则为不合格产品。

5.拉伸强度、断裂伸长率、抗撕裂强度检查:

生产包覆管时,应每半月对三项指标进行检查,检查结果应满足包覆

管性能指标要求。

6.底胶检查:

每生产一釜底胶应进行软化点, 剪切强度、剥离强度三项指标的抽

样检查,应满足底胶性能指标要求。

7. 如果聚乙烯原料或底胶原料的牌号或配方变更时,应对其各项性

能指标进行试验,检查其是否满足要求。

8.标记和合格证:

经检查合格的包覆管,必须有标记,内容包括:钢管规格,包覆层厚度,

生产班次, 检验员代号等。此标记必须保持在四个月内清晰可见。成品

管出厂必须向用户提供产品合格证和使用说明书。

第五节 堆放和搬运

目前我国采用的聚乙烯配方中还未加入紫外线稳定剂, 户外曝露对

包覆层使用寿命影响很大, 尤以低密度包覆层更严重。因此包覆客堆放

和搬运应满足下列要求:

1. 包覆管应分类整齐地堆放,不得直接放在地面上,应用支垫垫起,

并高出地面。

2.管径大于ф273的螺纹包覆管堆放时,两层间要用橡胶板、草袋、

装锯末的麻袋等软物隔开,严禁 损伤包覆层。

3.露天堆放时,必须使用避光物遮盖,堆放时间不应超过三个月。

4.搬运包覆管时,必须轻拿、轻放,摆放整齐,并使用专用吊具,如宽

幅尼龙带或其它适当材料制作吊环,以防损伤包覆层。

第六节 补口和补伤:

1. 补口前请清除焊口部位的焊渣、油污及变质的包覆层,使钢管呈

金属本色。

1)用热收缩片补口时应符合下列要求:

a.将补口处的钢管预热,去除潮气。预热温度为60～70℃。

b. 将热收缩片放在焊口中央,与包覆层每边搭接不小于100mm,用加

热器从中央位置沿环向均匀加热,使中央部位首先收缩,然后从中央向一

边均匀移动加热,加热到端部时火焰放小,并使端部底胶溢出为止。在一

边收缩好后,以同样方法加热另一边。

热收缩片的性能参照《规范》SYJ 4013-87的条文说明。

c.质量检查:补口完毕后,要求表面平整,无皱折、气泡,粘结严密。

2)用聚乙烯胶带补口时应符合下列要求:

a.在补口处及包覆层100mm范围内涂底胶(该底胶应与胶带相容),底

胶应均匀, 无气泡和凝块。涂底胶后缠带,从一端缠向另一端,搭接50％

的胶带宽度。缠完一层后,再涂底胶,返回再缠一次。第一层与包覆层的

搭接宽度为150mm。缠绕时要均匀施力,防止出现皱折或豉泡。

b.缠好后进行外观检查和用电火花检漏,如有漏点,剥掉重缠。

3)三通管缠绕:

a. 清理焊口周围被烧焦的防腐层,并按管径尺寸下贴补胶带料。

b.用远红外补焊器进行修补:

将漏点处修成圆形,并清除干净钢管上的底胶,将漏点周围15mm处的

包覆层打毛,再剪一块与修补打毛处相等面积的包覆层,接触面也要打毛

放在修补处, 用远红外补焊器进行加热,待聚乙烯熔融时加一定压力,即

焊接修补完成。

2)对大于ф30mm的漏点

在漏点两个边缘部位沿包覆管环向切割二道,并去除中间的包覆层,

按补口方法进行。

3)质量检查:外观应无皱折、气泡,粘结严密,用电火花检漏无漏点。

第七节 下沟回填

防腐管下沟回填有以下要求:

1. 管沟尺寸应符合设计要求,沟底要平整,无碎石、砖块等硬物,并

铺垫细软土,土厚不少于100mm。

2.下沟前,必须用电火花检漏仪对管线全部进行检漏,并填写检查记

录。

3.下沟时,必须使用专用吊具,严禁使用撬杠或钢丝绳。操作要细心,

防止包覆管撞击沟壁及硬物。

4.下沟后,软土回填应超过管顶100mm以上,然后方可二次回填。