剥离的间接因素

许多专家认为造成3LPE剥离的大多数因素并不直接造成分离,而是为发生剥离创造了条件。因此最好更准确地把他们纳入间接因素这一大类。

间接因素包括:

●      表面预处理不当

◎      打磨成圆滑的或成蝶片状的磨料喷砂形状

◎      底材没有用磨料喷砂彻底清理,在表面留下残余的轧制铁磷

◎      底材被灰尘、可溶盐和残余磨料污染

◎      没有先用磷酸(H3PO4)处理清洁底材,再用去离子水清洗

●      没有使用铬酸盐预处理来调整钢底材,包括美国在内许多国家的卫生和环境保护法规是禁止采用铬酸盐处理的。

●      使用不适当类型的熔结环氧粉末(FBE)

●      熔结环氧粉末(FBE)涂覆温度不合适,导致底材不能被完全润湿,使熔融的环氧粉末不能恰当流淌和润湿底材。

●      使用不适当类型的聚乙烯

●      吸水。在管端防腐层预留部位往往观察到这种影响因素。

如果能够避免这些影响因素,肯定就能使第一层熔结环氧粉末(FBE)更好的附着在钢管表面,从而改善3LPE防腐层的附着力。然而要注意,这些因素中没有一个会直接造成防腐层剥离事故,在已经报告的防腐层剥离事故中,许多事例并不存在这些影响因素。并且,这些事例中,熔结环氧粉末(FBE)的涂覆温度、表面处理形状、钢材与熔结环氧粉末(FBE)之间的界面上的孔隙度均符合标准要求,却也发生了分层剥离问题。

在防腐层剥离中,间接因素的作用按照它们的强度大小也是不一样的。如果存在大量间接因素,就会促成防腐层的剥离,因为它们的存在使直接因素显得更加重要,甚至在较低的应力条件下。

剥离的原因

3LPE防腐层体系各层之间的相容性和层间强力的粘合使之形成一个单层的整体防腐层。调查结果表明主要是在钢管表面与第一层熔结环氧粉末(FBE)之间的界面上失去了附着力,而在其它层之间很少发生这样的问题。在伊朗国家天然气公司采用3LPE防腐层的管道剥离问题中,大约45%的防腐层与钢管完全失去了附着力,而大约55%显示熔结环氧粉末(FBE)底漆与钢管表面之间的附着力已经失去75%以上。没有发现聚乙烯层与黏结剂层之间发生分层剥离问题,只有2%显示黏结剂层之间与熔结环氧粉末(FBE)底漆之间已经失去了附着力。

这些观察结果表面在各层防腐层之间的(黏合)黏结强度比第一层熔结环氧粉末(FBE)与金属之间的(附着)黏结强度更强。

3LPE防腐层的厚度大于2.5mm,而单纯熔结环氧粉末(FBE)防腐层的厚度只要200-300μm。当采用3LPE防腐层的管道进行静水试验、涂敷(快速冷却)、试运行和正常运行(土壤和热应力)时,因为防腐层比较厚,所以在熔结环氧粉末(FBE)与钢管之间的界面上产生的应力更大,从而导致熔结环氧粉末(FBE)底漆层发生剪切/附着力失效事故。由于黏结剂层及聚乙烯层与熔结环氧粉末(FBE)底漆层牢牢地黏接成一体(强力黏合),因此发生了整个防腐层体系的剥离。需要注意的是,只有像3LPE这样的刚性防腐层才发生防腐层与钢材之间界面的应力传递,而沥青类热塑性防腐层能够容忍这样的应力。

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