【功放机fbe是什么意思】管道腐蚀的原因、防腐涂层的作用和性能要求

管道的腐蚀问题是影响管道系统可靠性和寿命的关键因素，选择和使用合理的防腐涂层对管道的安全运行、寿命和经济成本降低至关重要。

本文简述了管道腐蚀的原因、防腐涂层的作用和性能要求，综述了管道防腐涂层的发展概况，重点介绍了管道防腐涂层技术的新发展，提出了这些涂层在管道防腐中的应用，展望了管道防腐涂层的发展前景。

一、前言

腐蚀是材料失效的主要原因，金属腐蚀是一个重大的经济问题，据有关统计，我国每年因金属腐蚀造成的损失约占国民经济总额的5%，其中管道腐蚀占不小的比例。随着我国经济的持续快速发展，能源需求增加，管道建设量也越来越大，各城市规划中将建设的各种燃气供应、供水、供热管道更是数不胜数，管道腐蚀的保护变得越来越重要。这与管道的防腐性能和运行寿命直接相关。因此，加强对管道防腐涂层的研究对整个管道的腐蚀控制具有重要意义。

二、管道防腐涂料的研究现状

2.1、管道腐蚀原因

腐蚀是指金属材料的表面和环境介质发生化学和电化学作用，导致材料退化和破坏。油管的一般腐蚀主要是由溶解在原油中的CO2、H2S、C1 \、少量溶解氧和细菌等腐蚀性物质引起的，这些物质直接产生金属作用和化学腐蚀。

化学腐蚀的危险性不大，钢管表面有凸血，穿孔的主要原因来自电化学腐蚀。金属发生电化学反应时，电极电位低的部位容易失去电子，成为阳极。电极电位高的部位得到电子，成为阴极。如果存在O2和H20，Fe(OH)2会生成水合氧化铁，即腐蚀。

2.2、防腐涂层功能和性能要求

1、防腐涂层的作用

防腐层的防腐原理主要是防止环境中H2O、Cl-、SO2等腐蚀性介质渗入金属表面，使腐蚀介质与金属表面隔离，防止金属腐蚀。管道防腐涂层的主要作用如下：

1)屏蔽作用。2)防腐蚀性能。3)牺牲阳极保护效果。4)性能提高效果。

2、管道防腐涂层性能要求

为了提高涂层的防腐性能，最大限度地提高涂层的防腐效果，结合管道防腐的实际情况，对防腐涂层性能提出了以下要求：1)腐蚀介质的良好稳定性。2)良好的抗渗性，保证低吸收率。3)具有良好的机械强度。4)具有优秀的电绝缘性。

2.3防腐涂料的开发与应用现状

1865年埋地钢管首次投降时，管道防腐问题未得到解决，管道泄漏频繁发生。为了防止泄漏，使用煤焦油沥青和改造后的煤焦油油漆作为防腐层材料。这种材料在管道温度上升时发生氧化反应，部分馏分挥发，变脆脱落，增加阴极保护电流。

20世纪中期是各种防腐层材料竞争发展的时期。石蜡、石油沥青、胶带陆续开发出来，胶带防腐层曾经占据优势。但是，这种物质经常从腐蚀性土壤中剥离，切断阴极保护电流，造成应力腐蚀开裂。

20世纪60年代出现的双层聚乙烯结构防腐层逐渐改变了煤焦油沥青的主导地位。但是，随着管道工作条件的变化，该防腐层逐渐暴露出损伤、分离、阴极保护电流屏蔽等缺陷。

20世纪70年代生产的阿拉斯加管道标志着聚变环氧粉末防腐层应用时代的开始。通过不断改进组分和施工程序，环氧粉末溶解成为20世纪80年代最成功的防腐涂层，但机械强度并不理想。

20世纪90年代末，聚变环氧粉末(FBE)和三层聚乙烯(三层PE)的防腐层成为主流，近年来双层环氧(双层FBE)也逐渐开始规模应用。目前在国外，防腐涂料的选择有两个明显的观点：北美地区普遍倾向于FBE，欧洲倾向于PE。根据美国的相关统计，目前的防腐层是FBE、PE、COLTAR三足鼎立的局面，其他早期防腐层应用的数量和范围逐渐减少。

三、三层PE和双层FBE技术简介

3.1三层聚乙烯(三层PE)

20世纪80年代，德国曼尼斯曼发明了被称为“完美涂层”的三层聚乙烯。其制造过程是：首先在钢管表面喷洒环氧底漆，然后将钢管以一定转速放入涂布区域。第一个挤出机以一定的厚度和密度挤出胶膜，包裹钢管表面，当胶水还在融化时，第二个挤出机挤出聚乙烯薄膜，缠在胶水外面形成涂层。

三层PE防腐层的结构如下：地板为FBE，约50 ~ 127米，中间层为共聚物胶粘剂，约200米，外层为聚乙烯，约3毫米。该结构将FBE的高粘合性、抗氧性、耐化学腐蚀性、耐阴极剥离性能和高密度聚乙烯的防潮、电绝缘、机械损伤性能结合成一个完美的有机整体。具有与管道表面的附着力、电绝缘性能、冲击性、长寿命等突出优点，阴极保护电流密度仅为1 ~ 3A/。

三层PE的寿命预计在40年以上，但价格昂贵，目前在欧洲应用较多，美国应用较少。我国自1995年引进以来，在主要钢管工厂都建立了三层PE防腐生产线。山景松天然气管道、鸠山观都使用了约2000公里的三层PE，西气东输管道工程也使用了这一防腐层。

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3.2双层环氧(双层FBE)

双层环氧由美国OBRIEN公司发明，它将单层FBE的防腐性能与表层塑性FBE的抗机械损伤性能结合在一起，表现出粘结性能强、使用温度高、耐土壤应力、耐冲击能力和抗阴极剥离性能好的特点。

双层FBE由两种不同性能的环氧粉末在喷涂过程中一次喷涂成膜完成，底层环氧防腐层与单层FBE相同，用以提供防蚀功能，外层FBE为增塑性环氧粉末层，主要用于抗机械损伤。两层厚度一般为525～l 000µm，可适用于各种口径的管子，并适用于补口、弯头、异型构件的防腐需要。可根据不同使用环境、不同需要，选择不同的双层FBE结构类型。它的耐冲击性能和阴极保护电流密度与三层PE相当，是唯一能用于阴极保护系统并完全兼容而无屏蔽的防腐系统，具有失效安全性，所以更加优越。

双层FBE的价格因其结构与厚度不同而不同，但一般比三层PE便宜，随着工艺技术的发展成熟其成本还在降低。

在我国，金山一扬子管道、宁波城市燃气管网、中石化物资装备部管道等工程都已采用了双层FBE。由于双层FBE优良的综合性能和不断提高的经济性，它必将得到更广泛的应用。

四、管道防腐涂层新技术

4.1液态聚氨酯防腐涂料（PU)

聚氨酯沥青是 20 世纪 90 年代以来出现的性能优异的管道防腐层，该涂料是由多元醇化合物和异氰酸酯溶液所构成的双组分热喷涂无溶剂体系。该防腐涂料性能优越，施工简单，防腐层质量好，耐冲击性和柔韧性强，耐微生物腐蚀，耐划伤、耐磨、耐拖拉性能好，有一定韧性，抗阴极剥离性能强，化学稳定性好，抗紫外线，寿命长，成本低，性价比高并且有利环保，具有明显的技术经济优势，尤其适用于补伤、补口及旧防腐层的修复，目前已经成为国际管道防腐层修复的主要材料，有着广泛的应用前景和发展空间。

4.2无机非金属防腐层

无机非金属涂层较有机涂层具有更优良的耐腐蚀、抗老化、耐温抗寒性能，使用寿命大大提高，主要有陶瓷涂层、搪瓷涂层和玻璃涂层。

陶瓷涂层具有高化学稳定性，耐腐蚀、耐氧化、耐高温，目前已发展了自蔓延高温合成、热喷涂、化学反应等多种制备陶瓷涂层方法。搪瓷涂层具有优良的耐蚀性能，可以耐各种浓度的有机酸和无机酸，各种碱和盐，综合防腐性能优异。玻璃涂层致密性、耐蚀性、耐磨性优异，表面光滑，可起到减阻作用，其突出特点是：生成工艺先进，永不老化、使用安全、耐蚀性能优越、耐磨、流动性好、耐候性强、无毒无害无污染、造价低廉，施工规范，用途广泛等。

由于无机防腐技术有巨大的发展前景，世界各国均已将无机非金属复合防腐管道作为重点攻关的课题，该技术有望取得更大的突破。

4.3纳米改性材料涂层

研究表明：利用纳米技术对有机涂层进行改性，可提高其综合性能，特别是增加材料的机械强度、硬度、附着力，提高耐光性、耐老化性、耐候性等。通过向材料中加人一些颗粒很小的纳米粒子，能增加材料的密封性，达到更好的防水、防腐效果。

例如纳米TiO2粒子对紫外线有散射作用，加入这样的纳米材料可有效增强材料的抗紫外线能力，使耐老化性显著提高；纳米SiO2粒子具有表面严重的配位不足，庞大的比表面积及表面欠氧等特点，使其表现出极强的活性，加入到涂料中可使涂层的强度、韧性、延展性大幅度提高。对于无机涂层材料，如对其结构进行纳米化，也能达到明显改善其塑性、韧性的作用。

当前已有一些通过纳米技术对防腐材料进行改性的技术获得了专利，市场上也有这样的防腐材料出现。不过总的来看，该技术还处于起步阶段，具有极大的发展前景。

五、结束语

在相当长一段时间内，三层PE和双层FBE等多层复合防腐层将占据管道防腐涂层的主流地位。改进三层PE和双层FBE的结构和工艺，提高性能、降低成本，也将是今后研究的一个重要方向。而在管道防腐涂层的补伤、补口及旧防腐层的修复上，液态聚氨酯防腐涂料将大有作为。但随着新材料、新工艺、新技术的不断应用与发展，无机非金属防腐技术和纳米改性技术将有极大的发展和应用前景，管道防腐技术会日臻完善，管道建设也将取得更大的成就