紫外光固化环氧玻璃钢防腐技术的原理及优缺点

紫外光固化环氧玻璃钢防腐技术的原理及优缺点

紫外光固化改性环氧玻璃钢是一种采用紫外线引发固化的玻璃纤维增强复合片材，其未固化前材质柔软，适合缠绕与管道外壁，在受到紫外线照射后可迅速固化形成一层坚硬的膜，可起到耐划伤、耐磨和抗冲击的作用。以紫外光固化纳米高分子复合片材为主材料制成的StrataShield保护层是在管道外防腐层外面再包覆一层光固化环氧材料，这种材料在太阳光或紫外线照射下会发生聚合、交联反应，从而固化成型。固化成形后的保护层具有耐压、耐磨性能，可确保管道外防腐层在穿越回拖过程中不被破坏。

StrataShield为两膜夹一芯的结构，将底膜撕掉后露出具有黏性的表层，可以粘接在管道外防腐层表面。StrataShield与环氧涂层、钢管粘结力极强，但与PE层粘结力较弱，因此在施工时需对3PE外防腐层进行打磨和火焰极化，经处理后的PE表面粘结效果非常好，粘结强度可达3.5—10.0Mpa。StrataShield在固化的同时自身收缩，使得StrataShield更加贴紧管身，大幅提高其剪切强度（环形剪切强度可以达到5.94Mpa），保证了在回拖过程中StrataShield不被拉脱。

StrataShield保护层运用于管道水平定向钻穿越工程主要有以下优点。

1）机械强度和弯曲强度高

2）耐冲击性能高

3）固化速度快

4）耐磨性高

5）与3PE或者FBE粘结强度高

6）施工简便

7）适合于高低温应用

紫外光固化环氧玻璃钢防腐技术施工方法主要由以下各环节组成。
1、聚乙烯(PE)防腐层表面粗糙化处理：为了增加环氧树脂对钢管 PE 层的粘结面积和润湿性，一完成对钢管表面 PE 层的拉毛处 理；或采用手打磨的方式，将钢管表面 PE 层打毛。要求钢管 PE 层表面无连续光滑表面。

2、 PE 表面除尘处理：一般采用手动打磨的方式进行打毛处理时，可采用压缩空气对 PE 表面进行吹扫。要求 PE表面无浮尘，可见 PE 本色。

3 聚乙烯(PE)表面极化处理：为了增加聚乙烯表面的极性，提高环氧树脂的粘结性，将火焰加热器对拉毛除尘后的聚乙烯表面进行火焰极化处理。加热温度控制在 60～80℃，接触式测温仪全程控制。

4 底层环氧树脂涂敷：钢管聚乙烯表面进行极化处理后，立即进行底层环氧树脂的涂敷。将环氧树脂从 12 点位置 (即管道顶部位置)淋下，采用排刷或辊轮进行涂敷，要求涂敷均匀，无漏涂，厚度约 200um，涂敷过程中采用湿膜测厚仪进行控制。

5 粘贴紫外光固化环：安装方式如同缠绕透明胶带，技术要求：粘贴紫外光固化环氧玻璃钢不能有气泡、空鼓的产生。使用辊子进行单方向滚动，保证材料粘接良好。在涂敷环氧树脂的同时，粘贴紫外光固化环氧玻璃钢。

紫外光固化环氧玻璃钢防腐技术施工方法在国内相关工程的使用
中俄原油管线黑龙江穿越

中俄原油管道黑龙江定向钻穿越工程位于中俄两国边境。管道的设计压力为 6.4MPa，管 径 820mm，壁厚 15.9mm，采用 K56 级直缝埋弧焊钢管，管道水平穿越长度为 1110m。

管道初次定向钻穿越 穿越段管道采用工厂预制加强级三层聚乙烯的多层防腐结构，防腐层厚度≥3mm，补口位置采用了进口 Cansua 热收缩带。在没有增加任何外护层的情况下进行了第一次穿越。

受到地下分化岩、砂砾、冻土的作用下，管道 3PE 层严重大面积损伤、更为严重的是补口位置热收缩带也被严重划伤，在检查中发现了 19 处不可接受的工厂防腐层和热收缩带破损，其中包括直达管体的工厂防腐层损坏（3 处缺陷）、热收缩带划伤、焊口裸露（2 处缺 陷）等。

在各方的讨论、论证后对穿越段管道的加强级 3PE 外增加一层紫外光固化改性环氧玻璃钢以提高管道的耐划伤、耐摩擦、耐冲击能力。增加外护层后进行二次回拖，结果证明紫外光固化改性环氧玻璃钢外护层保护效果显著。