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第 41 卷第 7 期 Vol.41 No.7
涂层与防护 COATING AND PROTECTION
2020 年 7 月 Jul.2020

外无溶剂环氧涂料或内外无溶剂聚氨酯涂料的防腐 从国内外 3PE 管道的失效情况来看，当前防腐层
形式。 失效主要有以下几个方面的特点：（1） 剥离主要发生
随着杭州湾大桥、港珠澳大桥等重点跨海大桥项 在 FBE 和管体之间，防腐层与管体粘接力基本丧失，
目的通车， 钢管桩在跨海大桥领域的应用越来越多， 用刀将防腐层割开后， 徒手可将防腐层整体剥离，剥
钢管桩具有直径大、长度长、质量大的特点。 目前，管 离后的管体表面基本无环氧粉末残留， 有金属光泽、
桩主要采用单层、双层以及三层 FBE 的防腐形式，当 无腐蚀，部分管道表面有肉眼可见的污物或杂质；（2）
需要进行内壁防腐时， 通常采用无溶剂液体环氧涂 许多管道防腐层失效发生在投产后的 3~5 a， 甚至刚
料。 此外，为了降低大桥铺设过程中对管桩造成的机 投产即有防腐层剥离失效，远低于管道设计寿命 30~
械损伤，也在尝试在管桩浪溅区增加复合材料外护层 50 a 的要求；（3） 防腐层失效的范围广， 不同输送工
的结构形式。 艺、不同气候地区以及不同管径管道均有防腐层粘接
热力管道目前主要采用发泡聚氨酯保温层+聚乙 失效问题发生。
烯外护层的保温结构。 当需要考虑管道防腐时，就需 总体而言，3PE 防腐层失效， 尤其是早期的整体
要对钢管先涂装防腐层，通常采用 FBE 涂层。 剥离失效，已经成为国内 3PE 管道目前面临的主要问
题。 针对这一问题，国内外也已经进行了相关的研究
3PE 管道防腐涂层服役过程中的主要问题有 工作，基于已完成的相关研究成果，认为导致 3PE 防

哪些？ 导致这些问题的可能原因是什么？ 腐层早期粘接失效的原因主要包括：（1） 表面处理；
（2）涂层内应力；（3）原材料质量；（4）管道涂敷工艺控

我国自 20 世纪 90 年代陕京输气管道首次采用 制，尤其是钢管加热温度、传 输 速度 、工艺 衔 接等 方
面；（5）施工管控等方面。
3PE 涂层至今，西气东输工程一/二线、中缅、中俄、庆
铁、兰郑长、涩宁兰等多条国家重点管道工程均采用 防腐层缺陷以及由此导致的涂层失效是一种严
了 3PE 涂层，3PE 已成为我国管道防腐的主导涂层。 重的质量问题，轻者影响产品质量，重者导致防腐层
但在过去的 10 a 里， 国外出现了多起陆上长输管道 甚至管道报废。 有的涂层缺陷可以在出管岗位检查出
来，有的在发管现场才能发现，有的要到管道建设工
3PE 涂层粘接失效的案例，包括印度、南美洲、伊朗、
叙利亚和加蓬， 都曾报道了 FBE 底层与钢管底材之 地才能暴露问题，有的管道服役后才能发现。 但问题
间大面积剥离的事故。 国内，防腐层有效性现场调查 一旦产生，不仅修补极其困难，而且由于所造成的风
也发现了大面积的 3PE 防腐层粘接失效的现象，且剥 险可能需要潜伏相当长的时间才能暴露， 很难防范。
因此，涂层的涂敷质量问题必须在生产过程中予以防
离失效后的防腐层会屏蔽阴极保护电流。 当水汽进入
剥离涂层与钢管界面之后， 管体将会发生自由腐蚀， 范和解决。
为管道安全运行埋下了隐患。
FBE 体系在管道防腐领域应用呈现逐步增多
的趋势，但也经常发生涂层失效的问题，主要
的失效形式有哪些？ 可从哪些方面进行改善?

随着涂层老化，许多特性都会随之发生变化。 大
部分性能改变往往取决于管道所服役的外部环境。 站
在实际角度来看，Neal 给出了严格的失效定义， 并提
供了一个工作模型：“当继续维持阴极保护不再经济
时，这时地下管道涂层就失效了”。 针对 FBE 涂层，目
前发现的涂层失效模式主要包括以下几类：
（1） 涂层剥离或粘接失效
* 阴极剥离导致的涂层粘接失效
3PE 防腐涂层粘接失效 * 水分渗透过完好涂层导致的涂层起泡

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