材变形对3PE防腐钢管防腐层性能的影响

材变形对3PE防腐钢管防腐层性能的影响
多年的应用实践证明，3PE防腐钢管防腐层技能相对付其他管道防腐层技能具有明显的上风。我国的3PE防腐钢管防腐层技能颠末十多年的应用生长已到达了较高的程度，是油气管道防腐蚀涂层的首选技能。然而管道颠末的地质环境非常庞大，地动、滑坡等地质灾害都大概会引起管道的变形，在这种环境下，3PE防腐钢管防腐层的性能将产生什么样的变革，是腐蚀控制和宁静生产办理必须相识的。为此，我们试验研究了基材在差别变形条件下3PE防腐钢管防腐层的性能，阐发了基材变形对付3PE 防腐层性能的影响。
1 试验要领
1.1 试件准备
3PE防腐钢管防腐层试件取自现实工程应用的制品3PE防腐钢管，防腐层为增强级。试件尺寸为400 mm100 mm（长为钢管的轴向），基材壁厚为9mm，防腐层均匀厚度为3.75mm。
1.2 拉伸变形试验
仪器为WE-1000 质料全能试验机；试件的名义标距为150mm。拉伸时监控标距的位移，到达设定位移时制止拉伸。
1.3 弯曲变形试验
仪器为DLY-30 质料全能试验机，三点弯，弯芯直径90 mm。
1.4 防腐层性能试验
将防腐层试件举行差别程度的拉伸和弯曲变形后，根据SY/T0413-2002《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技能尺度》中的附录G、附录B、附录H 划定的根本试验要领分别举行剥离强度、阴极剥离和抗打击性能的检测试验。 2 效果与讨论
2.1 3PE防腐钢管防腐层的剥离强度性能
2.1.1 拉伸变形条件下的涂层剥离强度
对差别拉伸变形条件下的3PE防腐钢管防腐层试件的剥离强度举行测试， 试验效果见图1。 图1 评释白3PE防腐钢管防腐层的剥离强度随变形量的增大而低落， 在10%的拉伸变形内剥离强度降落较大，大于10%以后低落趋缓，变形量大于13%后，涂层的剥离强度低于SY/T 0413-2002 尺度要求的≥70 N/cm。
通过对剥离试验试件的视察，发明随着拉伸变形量的增大，剥离面从胶层内部渐渐迁徙到胶层和粉末涂层的界面，尔后再进入粉末涂层和基材界面。这一征象阐明：随着变形量的增大，多层粘接的最小力终极出如今环氧粉末涂层和基材的附着界面，也便是说，大的变形终极会导致3PE防腐钢管涂层团体剥离。
2.1.2 弯曲变形条件下的涂层剥离强度
对3 种3PE防腐钢管防腐层试件举行了差别弯曲变形条件下的涂层剥离强度测试，试验效果见图2。 图2 评释：A防腐层的剥离强度随弯曲角度的增大而降落，在弯曲≤30时，涂层的剥离强度降落较快， 弯曲＞30后，涂层的剥离强度降势趋缓，且根本低于尺度值70 N/cm。B 和C 两种体系3PE防腐钢管防腐层弯曲后的剥离强度效果评释： 在10、15、20差别弯曲角度下， 涂层的剥离强度全部低于尺度要求，而且小于A 涂层体系在雷同弯曲条件下的剥离强度。3 种3PE防腐钢管防腐层在雷同弯曲角度下的剥离强度效果反应出：初始剥离强度值越大，弯曲粉碎后防腐层的剩余性能越好。别的，3种3PE防腐钢管防腐层的剥离地区的表观征象也存在明显差别，A 防腐层的剥离是内聚剥离，B 和C防腐层的剥离是无内聚剥离。
2.1.3 剥离强度与涂层复合布局的干系
剥离强度反应的是多层质料间的附着本领，3PE防腐层试件包罗4种质料和3个质料界面：FBE 和钢、胶和FBE、胶和PE。测试3PE防腐钢管防腐层试件的剥离强度时，剥离面是多层质料粘结力最小处。
3PE防腐层试件构成及层间作用如图3 所示。一样通常环境下，3PE防腐钢管防腐层试件的剥离面在胶层内部（内聚粉碎），也有在胶和FBE 界面的环境（无内聚粉碎）。这分别对应于两种环境： （1） PE和胶、FBE和钢及胶和FBE的层间附着力大于胶自身的强度。
（2） PE和胶、FBE和钢的附着力大于胶和FBE 的附着力，而胶和FBE 的附着力小于胶自身的强度。因而，胶的坚固性和胶与FBE 的附着力是3PE防腐层剥离强度的要害影响因素。
3PE防腐钢管防腐层试件拉伸变形后，层间附着力均降落。从试验效果看，随着变形的增大，剥离面渐渐从胶层内部转移到胶层和FBE 层的粘结面，终极到达FBE 和钢的粘结面，这阐明固然层间的附着力均降落，但FBE 涂层和钢的附着力降落最快，到达某一变形量时（差别的3PE体系其变形量差别）， FBE 层附着在胶层上从钢外貌剥离。因而，从剥离强度性能变革方面来阐发，影响3PE 防腐层抗变形本领的要害性能有3 方面： 胶的强度、胶与FBE的附着力和FBE与钢的附着力。
2.2 3PE防腐钢管防腐层的阴极剥离性能
2.2.1 拉伸变形条件下的涂层阴极剥离性能对差别拉伸变形条件下的3PE防腐钢管防腐层试件的阴极剥离性能举行测试，试验效果见图4。 试验效果评释， 随着变形量的增大，涂层的阴极剥离值明显增大。
2.2.2 弯曲变形条件下的涂层阴极剥离性能
对3 种3PE 防腐层试件举行了差别弯曲变形条件下的涂层阴极剥离测试，试验效果见图5。
A、B 和C 3 种体系3PE 防腐层弯曲后的阴极剥离试验效果评释：随着变形量的增大，涂层的阴极剥离值明显增大。初始阴极剥离性能好的A，变形后的性能好于B、C。
2.2.3 阴极剥离性能与涂层复合布局的干系
阴极剥离历程中，在阴极电流作用下，氧被还原天生OH-；或H2O离解天生H+，H+ 在阴极得到电子，形成初生态氢，这两个阴极反应都使阴极地区形成过剩的OH-，造成碱性环境。阴极区pH 值升高，大量的OH- 迁徙至金属/防腐层接壤面，腐蚀界面的聚合物，或使与防腐层粘结的基体金属氧化物层溶解， 低落聚合物与金属的附着力，从而使防腐层产生剥离——— 阴极剥离。3PE 防腐层中只有FBE涂层直接附着在基材外貌，FBE涂层的附着力是包管3PE 防腐层耐阴极剥离性的要害因素。
从前面的阐发可知，变形对3PE防腐钢管防腐层中FBE 层和钢的附着力粉碎最大，因而变形对付3PE防腐钢管防腐层的阴极剥离性能影响较大。
2.3 3PE 防腐层的抗打击性能
对差别拉伸变形条件下的3PE防腐钢管防腐层试件举行打击强度测试，效果评释：22%以内的变形对3PE防腐钢管防腐层的抗打击性能的影响不大。
对3 种3PE防腐钢管防腐层试件举行了差别弯曲变形条件下的涂层打击强度测试，效果评释：弯曲45以内的变形对3PE防腐钢管防腐层的抗打击性能影响不大。
3 结论
（1） 在试验的变形量内，变形对付3PE防腐层的剥离强度和阴极剥离性能的影响较明显，对付抗打击性能的影响不明显。
（2） 变形对付3PE防腐钢管防腐层的层间附着力的影响较大，对底涂层FBE 与基材的附着力影响最大。
（3） 3PE防腐钢管防腐层的剥离强度随变形量的增大而低落，防腐层的初始剥离强度越好，防腐层的抗拉伸、弯曲变形本领越好。
（4） 3PE防腐钢管防腐层的阴极剥离值随着变形量的增大而明显增大，防腐层的初始阴极剥离性能越好，防腐层的抗拉伸、弯曲变形本领越好。