隨著海上油氣田大開(kāi)發(fā)時(shí)代的到來(lái)，海底管道的用量也愈來(lái)愈大。惡劣的海水腐蝕環(huán)境也對(duì)管線(xiàn)的防腐涂層性能提出了更高的要求。
磷化工藝是經(jīng)國(guó)內(nèi)外工業(yè)實(shí)踐證明的有效改善鋼管表面清潔程度的化學(xué)預(yù)處理手段，不僅工藝參數(shù)控制較成熟，而且對(duì)金屬基材及涂層性能改進(jìn)效果也較明顯。
管道防腐涂敷過(guò)程中，磷化工藝通常由磷化、高壓水洗、干燥三道工序組成，管道的涂敷工藝（包括磷化工藝）見(jiàn)圖1。
圖1 鋼管涂敷工藝（含磷化）
磷化處理過(guò)程中產(chǎn)生的廢水，經(jīng)過(guò)“調(diào)節(jié)+中和除磷+A/OMBR+碳濾”磷化廢水處理工藝處理后，出水水質(zhì)達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的排放要求。
磷化工藝在線(xiàn)涂敷試驗(yàn)
3LPE涂層在線(xiàn)涂敷試驗(yàn)分為兩個(gè)部分，鋼管進(jìn)行拋丸除銹，除銹等級(jí)Sa2.5，記為空白試驗(yàn)；鋼管進(jìn)行拋丸除銹、磷化處理，記為磷化試驗(yàn)。
1鋼管規(guī)格及涂層厚度
在線(xiàn)涂敷試驗(yàn)用鋼管規(guī)格、鋼級(jí)、數(shù)量、以及涂層厚度等參數(shù)見(jiàn)表1和表2。
表1試驗(yàn)用鋼管規(guī)格
表2 3LPE防腐層厚度參數(shù)
注：焊縫處涂層最小厚度不能小于規(guī)定值的80%
2原材料檢驗(yàn)
涂敷試驗(yàn)前，按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)試驗(yàn)用原材料進(jìn)行質(zhì)量和工藝性能試驗(yàn)。檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3至表5。
表3 3LPE涂層的環(huán)氧粉末的性能指標(biāo)要求
表4 膠粘劑的性能檢測(cè)結(jié)果
表5 聚乙烯專(zhuān)用料檢測(cè)結(jié)果
3LPE涂敷試驗(yàn)檢測(cè)
（1）在線(xiàn)試驗(yàn)檢測(cè)
檢驗(yàn)?zāi)チ系那鍧嵍?，然后按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)防腐層進(jìn)行漏點(diǎn)和剝離強(qiáng)度等項(xiàng)目進(jìn)行檢測(cè)，檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6至表8。
表6 磷化試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)鋼管表面鹽分檢測(cè)（3LPE）
注：試驗(yàn)時(shí)環(huán)境溫度：27℃，環(huán)境濕度：30%
表7 磷化前后鋼管表面處理效果對(duì)比
表8 3LPE涂層現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果
由表6至表8可知，由于鋼管在場(chǎng)地存放時(shí)間長(zhǎng)，其表面銹蝕嚴(yán)重，灰塵污染度和鹽分含量較高，經(jīng)拋丸除銹后鋼管表面鹽分含量均大于20 mg/m2，難以滿(mǎn)足管道涂敷工藝技術(shù)要求，經(jīng)磷化和高壓水沖洗后，鋼管表面鹽分含量降至12.0~14.4mg/m2（E-138），小于15 mg/m2；除銹等級(jí)提高至Sa3，灰塵污染度達(dá)到1級(jí)，且對(duì)錨紋深度無(wú)顯著影響，表明磷化處理顯著提高了鋼管表面的處理質(zhì)量。
3LPE涂層現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果顯示，50℃±5℃條件下，涂層剝離強(qiáng)度大于158 N/cm，大于指標(biāo)要求的150 N/cm；采用25kV電壓檢漏，涂層無(wú)漏點(diǎn)，涂層整體性能達(dá)到了預(yù)期效果，滿(mǎn)足管道涂敷工藝和現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)要求。
（2）涂層性能檢測(cè)
鋼管涂敷完成后，按相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求，由專(zhuān)業(yè)人員在試驗(yàn)管上切取不同規(guī)格的試件，進(jìn)行涂層的性能檢測(cè)，檢測(cè)項(xiàng)目包括陰極剝離、彎曲試驗(yàn)以及熱特性等，檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表9。
表9 3LPE涂層性能檢測(cè)結(jié)果
由上表3LPE涂層性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知：
涂層在-30℃時(shí)均具有良好的韌性；經(jīng)過(guò)磷化工藝處理后，涂層和基材表面的附著力顯著增加，提高了涂層抗陰極剝離能力。
值得注意的是，在磷化噴淋后，如后續(xù)高壓水沖洗不到位，基材表面殘留的磷化液會(huì)嚴(yán)重影響涂層的附著力，即涂層陰極剝離效果會(huì)較差，達(dá)不到預(yù)期的效果。
結(jié)論
（1）磷化工藝能夠有效清除基材表面錨紋中殘留的銹蝕痕跡、含氯離子無(wú)機(jī)鹽類(lèi)、有機(jī)污染物和微小的灰塵等，為涂料涂裝提供清潔的表面，提高了鋼管表面處理質(zhì)量。
（2）磷化前后涂層性能檢測(cè)結(jié)果顯示，磷化后與3LPE涂層附著力相關(guān)的陰極剝離、彎曲試驗(yàn)和“X”型剝離等性能均有顯著提高，表明經(jīng)過(guò)磷化工藝處理后3LPE涂層整體附著效果良好。
現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和涂層性能檢測(cè)結(jié)果表明，磷化處理能夠提高鋼管表面處理質(zhì)量，增強(qiáng)涂層與基體之間的附著力，為該工藝在海底管道防腐涂敷項(xiàng)目中推廣應(yīng)用提供了有力的支撐。
