专利名称：一种管道穿越外防腐层的防腐结构及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种防腐结构，具体是指一种管道穿越外防腐层的防腐结构及其制备 方法。
背景技术：
目前人们在安装各种埋地管道(如天然气管道、石油管道)的过程中，往往都会遇 到建筑物、公路、铁路、河流、湖泊等阻挡物。为了确保安装顺利，施工人员都会采用定向穿 越、顶管穿越等各种穿越施工方法。通常情况下，埋地管道都采用两层或三层聚烯烃复合防 腐结构，而这些防腐结构的防腐层的抗划伤性能较差，在埋地管道穿越施工过程中容易受 到地层中坚硬岩石的摩擦、挤压，造成埋地管道外部的防腐层破损。而一旦这些防腐层受 损，便无法修复，因此使得埋地管道存在潜在的安全风险。
发明内容
本发明的目的在于克服目前埋地管道的外防腐结构在穿越过程中容易受岩石摩 擦挤压造成破损的缺陷，提供一种不仅结构简单，而且能有效防止埋地管道的防腐层破损 的管道穿越外防腐层的防腐结构。本发明的另一目的是提供一种管道穿越外防腐层的防腐结构的制备方法。本发明的目的通过下述技术方案实现一种管道穿越外防腐层的防腐结构，主要 由钢管、以及覆盖在该钢管外表面的防腐层构成，同时在防腐层的外表面还覆盖有一层耐 磨保护层。进一步地，所述的防腐层为聚烯烃复合防腐层，所述的耐磨保护层则由纤维增强 材料，或涂料或胶带构成。为了确保使用效果，该耐磨保护层的厚度为100 μ m 3000 μ m,且纤维增强材料 优先由100 1500g/m2的纤维布和环氧粘胶制作而成。所述的纤维布由玻璃纤维材料、碳纤维材料、玄武岩纤维材料、芳纶纤维材料和超 高分子量聚乙烯纤维材料中的任意一种或其任意组合制作而成。一种管道穿越外防腐层的防腐结构的制备方法，主要包括以下步骤(a)首先改变防腐层的表面极性； (b)在该防腐层上涂覆一层环氧粘胶，然后缠绕纤维布，边缠绕纤维布边涂刷环氧 粘胶，使环氧粘胶充分浸润纤维布；(c)再顺序缠绕纤维布直至要求长度；(d)常温下放置24 48小时，直至环氧粘胶完全固化。其中，步骤(a)中所述的改变防腐层的表面极性是指在该防腐层表面分子链中引 入极性基团。本发明较现有技术相比，具有以下优点及有益效果(1)本发明不仅整体结构较为简单，而且其制作过程也较为方便，因此其制作成本
3较低，便于推广和应用。(2)传统的埋地管道的聚烯烃复合防腐结构抗划伤性较差，使用Φ IOmm直径的钢 制圆头，施加IOOKg的压力，即可划穿2500μπι厚的聚烯烃复合防腐层。而本发明在钢管的 聚烯烃复合防腐层外表面粘接有耐磨保护层，该耐磨保护层具有优异的抗划伤性能，使用 Φ2πιπι直径的钢制圆头，施加IOOKg的压力，耐磨保护层的划痕深度彡300 μ m。因此本发明 能有效的克服现有埋地管道聚烯烃复合防腐结构在穿越过程中容易因地层中坚硬岩石的 摩擦、挤压而造成埋地管道外部防腐层的破损缺陷。(3)本发明的耐磨保护层与聚烯烃复合防腐层的层间剪切强度能够》1. OMpaJ^ 试耐磨保护层与聚烯烃防腐层之间的层间剪切强度，甚至高达3. 2Mpa,因此其稳定性能较 强。
图1为本发明的剖面结构示意图。其中，附图中的附图标记的名称为1-钢管，2-防腐层，3-耐磨保护层。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。实施例本发明的钢管1可以用于输送各种液体和气体，为了确保该钢管1不会被酸性或 碱性物质腐蚀，因此在该钢管1的外表面覆盖有聚烯烃复合材料或环氧涂层制成的防腐层 2。根据实际情况的需要，该防腐层2可以任意选取，本发明优先选用聚烯烃复合防腐层来 实现。为了防止在穿越施工过程中损坏防腐层2，因此本发明在该防腐层2的外表面上 还覆盖有由纤维增强材料与环氧粘胶复合制成的耐磨保护层3。根据实际的需要，该耐磨保 护层3可以粘接在整个钢管1的防腐层2外表面，也可以只粘接在其某一部分，以满足穿越 施工的需要。所述的耐磨保护层3可以单独采用厚度为100 μ m 3000 μ m的纤维增强材料、涂 料或胶带来实现，也可以采用该纤维增强材料、涂料和胶带的任意组合来实现，如由纤维增 强材料和涂料来形成耐磨保护层3，或者由涂料和胶带来形成耐磨保护层3等等。为了确保 使用效果，该纤维增强材料优先由100 1500g/m2的纤维布和环氧粘胶制作而成。所述的涂料则采用环氧聚合物、聚氨酯中的任意一种或其组合制作而成；胶带则 采用光固化纤维增强胶带或水固化纤维增强胶带制作而成。为使耐磨保护层3外观醒目、美观，该耐磨保护层3的颜色可以是中铬黄、永固黄、 酞青蓝等，随需求确定。本发明的制备过程如下(a)首先改变防腐层的表面极性。所谓的改变防腐层的表面极性是指通过现有的 化学、气体热氧化、火焰处理、电晕、低温等离子技术、表面改性剂等方法进行表面处理，以 破坏防腐层表面的致密惰性，并在其表面分子链中引入极性基团，从而提高粘接性能。由于采用不同的处理方法所消耗的人力和物力不同，因此本发明优先采用在该防腐层上涂刷底 涂粘胶来实现。(b)在该防腐层上涂覆一层环氧粘胶，然后缠绕纤维布，边缠绕纤维布边涂刷环氧 粘胶，使环氧粘胶充分浸润纤维布。即通过该方法确保每相邻两层纤维布之间均涂刷有环 氧粘胶，从而确保纤维布与纤维布之间能紧密的粘接在一起。经实际的测试，通过该环氧粘 胶，本发明可以确保该防腐层2与耐磨保护层3在常温下层间剪切强度> 1. OMpa0同时，由于纤维布和环氧粘胶的类型在很大程度上决定了该纤维增强材料的抗划 伤性能，因此本发明的纤维布优先由玻璃纤维材料、碳纤维材料、玄武岩纤维材料、芳纶纤 维材料和超高分子量聚乙烯纤维材料中的任意一种或其任意组合制备而成。而本发明的环 氧粘胶则由不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、聚酰胺树脂、聚氨酯树脂中 的任意一种或其任意组合制作而成。(C)再顺序缠绕纤维布直至要求长度。该要求的长度可以为整个穿越管道防腐层， 也可以为其部分。(d)常温下放置24 48小时，直至环氧粘胶完全固化。如上所述，便可以很好的实现本发明。
权利要求
一种管道穿越外防腐层的防腐结构，主要由钢管(1)、以及覆盖在该钢管(1)外表面的防腐层(2)构成，其特征在于在防腐层(2)的外表面还覆盖有一层耐磨保护层(3)。
2.根据权利要求1所述的一种管道穿越外防腐层的防腐结构，其特征在于所述的防 腐层(2)为聚烯烃复合防腐层。
3.根据权利要求1所述的一种管道穿越外防腐层的防腐结构，其特征在于所述的耐 磨保护层(3)由纤维增强材料制成。
4.根据权利要求1所述的一种管道穿越外防腐层的防腐结构，其特征在于所述的耐 磨保护层(3)由涂料或胶带构成。
5.根据权利要求1 4任一项所述的一种管道穿越外防腐层的防腐结构，其特征在于 所述耐磨保护层(3)的厚度为100 μ π! 3000 μ m。
6.根据权利要求3所述的一种管道穿越外防腐层的防腐结构，其特征在于所述的纤 维增强材料由100 1500g/m2的纤维布和环氧粘胶制作而成。
7.根据权利要求6所述的一种管道穿越外防腐层的防腐结构，其特征在于所述的纤 维布由玻璃纤维材料、碳纤维材料、玄武岩纤维材料、芳纶纤维材料和超高分子量聚乙烯纤 维材料中的任意一种或其任意组合制作而成。
8.一种管道穿越外防腐层的防腐结构的制备方法，其特征在于，主要包括以下步骤(a)首先改变防腐层的表面极性；(b)在该防腐层上涂覆一层环氧粘胶，然后缠绕纤维布，边缠绕纤维布边涂刷环氧粘 胶，使环氧粘胶充分浸润纤维布；(c)再顺序缠绕纤维布直至要求长度；(d)常温下放置24 48小时，直至环氧粘胶完全固化。
9.根据权利要求8所述的一种管道穿越外防腐层的防腐结构的制备方法，其特征在 于，步骤(a)中所述的改变防腐层的表面极性是指在该防腐层表面分子链中引入极性基团。
全文摘要
本发明公开了一种管道穿越外防腐层的防腐结构，主要由钢管(1)、以及覆盖在该钢管(1)表层上的防腐层(2)构成，其特征在于在该防腐层(2)的外表面还粘贴有一层耐磨保护层(3)。本发明还公开了一种管道穿越外防腐层的防腐结构的制备方法。由于本发明在钢管的防腐层外表面还粘接有耐磨保护层，因此能有效的克服现有埋地管道聚烯烃复合防腐结构在穿越过程中容易因地层中坚硬岩石的摩擦、挤压而造成埋地管道外部防腐层的破损缺陷。
文档编号F16L58/02GK101943307SQ20101025725
公开日2011年1月12日 申请日期2010年8月19日 优先权日2010年8月19日
发明者姜世强, 张勇 申请人:四川德源石油天然气工程有限公司