钢管3PE防腐层管端因腐蚀出现翘边的原因分析

张正龙，徐 海

（1.中国船级社实业公司，北京 100006；2.中油管道防腐工程有限责任公司，河北 廊坊 065000）

钢管3PE防腐层管端出现翘边主要有2种原因：一种是环氧粉末与聚乙烯层之间粘结不好出现的聚乙烯层翘边，该原因经过多年的分析总结已比较清楚，这一问题已引起了防腐厂的重视；另一种是因管端被腐蚀而引起的3PE防腐层翘边，这种现象是钢管堆放时间较长，或管端裸露金属腐蚀较严重的情况下才出现，所以还没有引起足够的重视，笔者重点分析后一种情况。API SPEC 5L标准规定采用修磨的方法将距离每个管端至少150 mm（约6.0 in）范围内的外焊缝余高去除。GB/T 23257—2009《埋地钢质管道聚乙烯防腐层》标准规定聚乙烯层端部外可保留不超过20 mm的环氧粉末涂层，以防止防腐管端部防腐层剥离或翘起。防腐钢管在露天堆放时间较长，约有15%的钢管管端裸露金属发生不同程度地腐蚀，管端裸露金属与环氧粉末底层产生的分离翘边基本上都发生在焊缝区域。分析认为：聚乙烯层端部保留20 mm环氧粉末的长度，对预防3PE防腐层端部因腐蚀引起的分离或翘边起着重要的延缓作用。

1 3PE防腐层管端腐蚀翘边原因分析

1.1 翘边发生的原因不同

管端聚乙烯层预留段倒角处因粘结不好出现翘边原因主要有以下几个方面：①管体预热温度偏高或粉末喷涂箱与聚乙烯缠绕处距离不合适等，环氧粉末提前固化，使胶粘剂未能与环氧粉末和聚乙烯很好融合；②胶粘剂断胶使聚乙烯层与环氧粉末没有粘结在一起或胶层太薄粘结力较差；③挤压辊挤压力太小或挤压不实，使管端聚乙烯层间混入了气体，出现了层间分离；④聚乙烯与环氧粉末中间夹有纸屑、杂物等引起翘边。把这种在聚乙烯层与环氧粉末之间出现的翘边可称为聚乙烯层翘边。

钢管在露天堆放时间过长，就会从管端裸露的金属处开始腐蚀，然后逐步渗入到环氧粉末的底部，使整个防腐层与管体金属产生分离，出现整个3PE防腐层的翘边。

把在环氧粉末底层出现的翘边称为3PE防腐层翘边。 如图 1（a）、 图 1（c）和图 1（d）所示。

1.2 翘边出现在防腐层间的位置不同

如果聚乙烯层粘结不好，则翘边会出现在环氧粉末与聚乙烯层之间；而腐蚀引起的3PE防腐层翘边，是出现在管体与3PE防腐层之间。如图 1（a）和图 1（d）所示。

1.3 翘边出现在管端金属面的位置不同

聚乙烯层粘结不好的翘边，在管体或焊缝处都会出现；而腐蚀引起的3PE防腐层翘边，因存在焊缝余高和突出部位环氧粉末易被磨掉的现象，出现在焊缝处的几率较大。如图1（a）所示。

1.4 引起翘边的外在条件不同

聚乙烯层粘结不好出现的翘边与管端环氧粉末的预留长度没有关系；而腐蚀引起的3PE防腐层翘边与管端环氧粉末预留长度密切相关。环氧粉末预留较长，保护完好就不会出现翘边，反之则极易出现翘边的现象。如图1（a）、图1（b）、图 1（c）和图 1（f）所示。

1.5 翘边发生的时间不同

聚乙烯与环氧粉末粘结不好出现的翘边，在3PE防腐层缠绕过程中就已发生，当聚乙烯预留段坡口打磨完后，可及时发现；而腐蚀引起的3PE防腐层翘边，只在管子堆放时间较长，管端腐蚀较严重时才会出现。如图 1（a）、图 1（b）和图 1（c）所示。

图1 钢管管端翘边示意图

2 3PE防腐层管端腐蚀翘边预防措施

（1）在不影响管口焊接的情况下，应适当增加聚乙烯层端部环氧粉末的预留长度，可预防因钢管堆放时间较长，管端金属腐蚀严重引起的3PE防腐层翘边。

（2）防腐管露天堆放时间较长时，应在管端进行遮盖，防止雨水侵蚀，造成管端严重腐蚀。

（3）若管道现场施工周期较长，可以在管端金属裸露处涂刷可焊防锈漆，以防止防腐管在储存期间因腐蚀引起3PE防腐层翘边。

（4）严格控制管端预留处焊缝余高的修磨质量。在焊缝处聚乙烯坡口外与管体其他部位一样，使环氧粉末保留长度＞20 mm，以防止焊缝处环氧粉末底部先被腐蚀而引起3PE防腐层翘边。管端焊缝修磨应注意：①从焊缝修磨开始处到聚乙烯倒角处应有10～20 mm没有焊缝余高的与管体一样的聚乙烯层平整段，以保证管端聚乙烯坡口处挤压粘结质量。管端焊缝的修磨长度若为140～150 mm，聚乙烯防腐层预留段长度以120～130 mm为宜，在规定防腐层管端预留长度时，应考虑与管端焊缝修磨长度的相互影响。②焊缝修磨后的余高应尽量做到与管体平齐，不要有明显的余高，以防止在打磨聚乙烯层倒角时，将环氧粉末一同打磨掉。③焊缝未修磨的顶端与修磨处的过渡段倒角，也应与聚乙烯层倒角一样 （≤30°），以便挤压辊的挤压力均匀地施压在聚乙烯层上，防止因坡口处防腐层粘结不好出现聚乙烯层翘边。

（5）管端预留段环氧粉末涂层只有保护完整，才能真正起到延缓管端因腐蚀引起的翘边。目前国内管端聚乙烯坡口加工都用的是钢丝轮打磨方式，这种方法在打磨聚乙烯坡口时也会不同程度的损伤环氧粉末涂层。建议采用机械方式加工坡口，刀口底层要有限位装置来控制刀具的进刀深度，以免伤及环氧粉末涂层。

3 结 语

钢管3PE防腐不仅要防止在防腐线上因工艺控制因素出现的聚乙烯层翘边，还要防止因管子露天堆放时间长，管端金属腐蚀而出现的3PE防腐层翘边。焊缝出现防腐层因腐蚀引起的翘边主要与焊缝修磨的长度、高度及过渡是否平缓有关。要保证管端预留段焊缝处3PE防腐层的抗腐蚀能力，应使焊缝修磨的长度大于聚乙烯层预留段的长度，焊缝修磨处的高度尽量做到与管体平齐，焊缝修磨处及焊缝两侧的过渡要平缓。

［1］API SPEC 5L，管线钢管规范（44 版）［S］.

［2］GB/T 23257—2009，埋地钢质管道聚乙烯防腐层［S］.

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