环氧粉末涂料

环氧树脂和钢铁可以产生牢固的化学键结合，环氧粉末在高温钢管表面熔融、固化形成的防腐层对钢铁表面具有极强的黏结力，形成了以黏结力为性能支点的薄膜防腐层——熔结环氧粉末防腐层，也称熔结环氧防腐层。相对于传统薄膜防腐层，环氧粉末涂料不含溶剂，涂敷时几乎不产生挥发物，仅要求防止粉尘，对环境无污染，作业卫生，生产效率高，防腐性能可靠。

（1）单层熔结环氧防腐层

单层熔结环氧防腐层（fusion bonded epoxy,FBE）具有优异的黏结力、防腐层坚牢、耐腐蚀和耐溶剂性，防腐层损伤修复较容易，抗土壤应力，适用于大多数土壤环境，包括砾石地段；和阴极保护配套性好，对保护电流几乎无任何屏蔽作用。但是，FBE防腐层吸水率较大，耐湿热性能有限，不适用于输送介质温度过高的管道，抗冲击损伤能力也比较有限。应当注意，增加防腐层厚度能够提高防腐层的耐温性能，但不能提高防腐层抗机械损伤的能力，防腐层过厚，抗冲击性能、抗弯曲性能反而可能下降，钢管外防腐厚度定在350~600μm之间为宜。

表面处理的好坏对FBE能否成功保护管线至关重要。抛丸除锈结合磷酸清洗，能够将管子表面有效清洁，清除各种主要的沾污物质，包括潮解盐和可溶盐；采用铬酸盐处理则能够改善基底的表面化学性质，使得FBE与基底的黏结更好。在涂装生产各种因素中，表面处理是FBE涂装最重要的因素。

20世纪50年代后期，FBE被引入管道涂装业，由于防腐层技术的不足，只能用于小口径管道的涂敷，而无法应用于大口径和高压管道。70年代，树脂生产厂、涂料开发人员和管线业主,致力于化学性质和保护性能更好的FBE的开发应用，随后，数千公里的管线采用了FBE，特别是在中东、英国和北美。由于管子表面、FBE层下的潮解盐可引起气疹和防腐层丧失黏结力，80年代早期，磷酸清洗和铬酸盐预处理均被引入到了FBE管道涂装。从此，FBE防腐层在管道防腐方面的应用不断增大，在美国和加拿大广泛应用于各种埋地管道的外防腐，如著名的美国阿拉斯加原油输送管道，FBE防腐层已经运行了30年。据美国“Pipeline Digest”统计，在90年代期间，FBE防腐层连续多年占据管道涂敷用量的首位。

我国在20世纪80年代初期，石油工程技术研究院、华北油田设计院等先后研制出了管道防腐用环氧粉末涂料；石油天然气管道科学研究院在80年代后期研制出了大口径管道FBE外涂敷作业线，并采用进口粉末涂料用于黄河管道穿越工程。近年来，FBE防腐层在我国的用量稳步增长，在忠武输气管道、西南成品油管道等大型工程得到大量采用，促进了我国管道环氧粉末涂装生产线和防腐粉末材料生产厂的迅速发展。

FBE防腐层应用于管道工业的历史已经近40年了，使用30多年防腐层仍然有效。虽然有报道指出，长期运行后的防腐层，有的出现失效，防腐层内部产生气疹，失去和钢管的黏结，防腐层下产生阴极保护碱性沉积物，但管线由于有效的阴极保护而免受腐蚀危害。据此，有人称FBE防腐层是“失效-安全”防腐层，而其他常见管道防腐层多数都会因为防腐层失效而导致腐蚀危害。

（2）双层粉末结构

双层粉末结构（double powder system,DPS）是在FBE技术基础上发展起来的。在粉末涂料制备过程中加入部分塑性材料，可有效提高防腐层的抗冲击能力，这种环氧粉末作外层，常规的防腐粉末作里层，就构成了抗冲击性能优异、抗划伤性能卓越、最高使用温度达到80℃的DPS。

DPS技术由美国奥博兰公司开发，至今已经有十多年的商用历史。DPS的设计寿命达到了50年。

我国应用DPS的历史很短，在西气东输弯头防腐、宁波跨海大桥钢桩防腐等工程上已经应用。应当说，DPS在我国管道工业中主要还是用于钢制弯头的防腐。中油管道科学研究院开发的弯头防腐涂装机械化作业线在涂装技术上进行了创新，工艺成熟可靠，生产效率高，保证了FBE以及DPS防腐弯头的质量，满足了我国管线工程对高质量弯头防腐的需要。