油气管道施工喷涂聚脲弹性体技术研究1

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1、油气管道施工喷涂聚脲弹性体技术研究油气管道施工喷涂聚脲弹性体技术研究摘要：喷涂聚脲弹性体技术是国外新型喷涂技术，它以优异的理化性能、 工艺性和环保性，得到了迅猛发展，在石油天然气管道、场站施工腐蚀防护方 面具有广阔的应用前景，显示了强大的生命力。 关键词：喷涂；聚脲；弹性体；防腐 目前国内外常用的埋地管道防腐涂层主要有石油沥青、煤焦油瓷漆、熔结 环氧粉末(FBE)、双层熔结环氧粉末(双层 FBE)、PE 胶带、PE 夹克层、2PE/3PE 结构防腐层以及聚脲弹性体(SPUA)等。 目前国际防腐界对大型、长寿命、安全性要求高的管线防腐层选用有一个 基本共识：选择的防腐层性能越优良、越经济。在这种

2、情况下，SPUA 材料以优 异的理化性能、工艺性和环保性，广泛应用于石油天然气管道、场站施工腐蚀 防护领域，成为目前管道外防腐最理想的选择之一。 一、喷涂聚脲弹性体技术的基本原理一、喷涂聚脲弹性体技术的基本原理 根据美国“聚脲发展协会”聚脲的定义如下：喷涂聚脲是由异氰酸酯组分 (简称 A 组分)与氨基化合物组分(简称 R 组分)反应生成的一种弹性体物质。异 氰酸酯既可以是芳香族的，也可以是脂肪族的。其中 A 组分可以是单体、聚合 体、异氰酸酯的衍生物、预聚物和半预聚物。预聚物和半预聚物由端氨基或者 端羟基化合物与异氰酸酯反应制得。其中 R 组分一定是由端氨基树脂和端氨基 扩链剂组成，在端氨基树

3、脂中，不得含有任何羟基成分和催化剂，但可以含有 便于颜料分散的助剂。基本的反应可用下式表示： R-NCO+R-NH2 RNHCONHR二、聚脲弹性体材料的优势性能二、聚脲弹性体材料的优势性能 (一)聚脲弹性体材料的基本性能 聚脲弹性体材料致密、连续、无接缝，有效地阻止了外界腐蚀介质的侵入， 防腐性能十分突出。同时，由于其优异的柔韧性，完全能够抵御昼夜、四季环 境温度变化带来的热胀冷缩，不会产生开裂和脱落现象。 聚脲弹性体材料的耐介质性能十分突出，除二甲基甲酰胺、二氯甲烷、氢 氟酸、浓硫酸、浓硝酸、浓磷酸等强溶解、强腐蚀介质外，它可耐受绝大部分 腐蚀介质的长期浸泡(25)。 普通的管道防腐材料如

4、熔结环氧粉末的耐盐雾实验一般不超过 500 小时， 实际使用寿命在 20 年以下。由于聚脲涂层致密、连续、无接缝，所以其耐盐雾 性能十分优异。其经过 10000 小时的盐雾试验，结果表明：即使最薄的 1mm 涂 层，也没有出现任何腐蚀迹象，其埋地使用寿命可高达 50 年以上。 由于聚脲特定的分子结构以及体系中不含催化剂，表现出优异的耐老化性 能。虽然在芳香族聚脲弹性体材料中，会出现泛黄现象，但不会粉化和开裂。 聚脲弹性体材料与金属、混凝土、塑料及木材等多种底材都有良好的附着 力。在管道防腐应用中，聚脲弹性体-406 管道防腐材料无需配套底漆，在喷砂 Sa2.5 级的钢材上可直接喷涂。 (二)聚

5、脲弹性体和环氧三 PE 涂层防腐性能的比较 聚脲弹性体是新一代防腐、防水、耐磨涂料，它兼有环氧、PE 二者的优点， 克服了环氧三 PE 工艺性差、设备费用昂贵的缺点。GUSMER 聚脲喷涂设备既可用于工厂制作管件，又可现场施工；既可做管、罐外防腐，亦可做内防腐；既 可做管、罐保温层喷涂，又可做防腐喷涂。 表一：聚脲弹性体和环氧三 PE 涂层防腐性能比较 (三)现场施工优势性能 聚脲弹性体材料能够在较短的时间里在国内外众多领域推广使用，与其具 有优异的施工性能密不可分。它彻底改变了传统喷涂工艺中普遍存在的溶剂污 染、 厚度薄、 流挂、 固化时间长等缺点，给现场施工带来了革命性的飞跃。 快速固化：

6、聚脲弹性体物料反应速度极快，5 秒钟凝胶，不会在垂直面(包 括顶面)产生流淌现象；10 分钟即可达到使用强度，并可进行下一道施工。解 决了其它防腐材料由于表干时间较长造成的施工进度慢、未干燥表面粘结杂物 影响涂层质量以及涂层干燥前遇到风、雨等恶劣气候必须重新施工等难题。 施工效率高：采用成套喷涂设备，输出量大，可连续操作，施工方便。单 台喷涂设备施工 1000m2 的面积(1.52.0mm 厚)仅需 5 小时左右，施工效率非 常高。特别适合于化工贮罐、埋地管道、海洋钢结构等大型工程施工，以及工 期要求紧的工程或抢修工程的使用。 对环境条件要求较低：SPUA 材料对水分、湿气不敏感，施工不受环境

7、温度、 湿度的影响。在基层干燥的情况下，无论是北方寒冷季节还是南方梅雨季节， 都可正常施工。 三、技术经济效益及推广应用前景分析三、技术经济效益及推广应用前景分析 随着科学的进步，技术的发展，新技术也层出不穷。比如 PE 外喷涂技术， 喷涂聚脲弹性体技术等等。为各类管道的防护提供了更科学的防腐涂层。了解 这些新材料的技术特性，科学选用也就显得格外重要。 输油、输气管道维修更换的费用极高，特别是埋地管道一旦腐蚀泄漏，便 会污染环境。因此，科学选用高等级的防腐新材料，延长管道使用寿命显得非 常重要。采用聚脲做输油、输气管道外防腐，应该是目前的首选最佳方案，其 主要优点有：1、耐酸碱腐蚀性能优越；2

8、、耐撞击强度高；3、整体性好，全线 无接口；4、操作方便，可现场施工及修补；5、自体有独立承压能力，两毫米 厚涂层独承压可达 10 公斤以上。 由于目前受材料和施工设备均为进口的影响，喷涂聚脲弹性体材料总成本 要约高于传统 3PE 防腐的 1020，但它的后期维护费用却相当低廉，总的使 用寿命也比传统防腐工艺要长。随作原材料和设备的国产化，防腐成本会不断 下降使其在价格上更具有优势。 结束语结束语 科学的进步，新材料的出现，使提高输油、输气管道以及各类管道的防腐 水平成为可能，当务之急是快速推广应用新材料新技术，使其尽早为我国社会 主义建设，发挥出应有的作用才是最重要的。虽然石油沥青、煤焦油瓷漆、粘 胶带及三层聚乙烯材料在防腐工程上短期内不可能全面取消，但未来发展趋势 应会以喷涂聚脲弹性体技术为主流产品。