一种管道三层PE防腐层和超声波检测结构及施工工艺的制作方法

本发明涉及管道防腐领域，尤其涉及管道三层pe防腐层和超声波检测领域。

背景技术

为便于人们日常生活和工业生产的需要，水、天然气、原油等物资多通过管道进行输送，而管道输送作为目前长距离进行输送的主要措施之一，也确实在输送方面发挥着重要作用，不仅用来输送气液体物资，也可运送粮食等固体物资，是社会各业生产生活必不可少的重要部分。

正因管道输送对社会生产生活的重要作用，必须确保管道运输的安全与可靠，避免其出现问题，影响物资的运输，而管道所面临的最大威胁是管道腐蚀，由于进行输送的管道长期埋于地下，而地下环境复杂，存在大量会对管道造成腐蚀的物质，包括酸碱环境、微生物、植物根系等，这些物质会严重损坏管道，导致管道穿孔，进而使得管道内物质流出，引起物质流失、环境污染，若输送物资为原油、可燃气等易燃物质，还可能引起燃烧爆炸，造成周围物资财产损失，甚至人员伤亡。

为了确保管道的正常输送，已有许多针对管道腐蚀研究，并取得了一定的成果，研发出了许多防腐措施，在一定程度上保护了管道，减缓了管道的腐蚀，间接避免的财产损失和人员伤亡，保障了人们的日常生活，以及一些工业生产的需要。

现有的管道防腐措施中，以三层聚乙烯防腐层最为优越，防腐性能最好，应用最为广。该防腐结构分为三层，底层为环氧防腐涂层，中间层为粘胶剂，表层聚乙烯层，该防腐层机构综合了环氧防腐层和聚乙烯防腐层的作用，能够很好的贴合在管道表面，同时发挥出聚乙烯的绝缘性、防腐性以及力学保护特性，而中间的粘胶层主要作用为将底层和表层粘接在一起，形成完整的防腐结构。同时该防腐结构具备优异的抗阴极剥离特性、化学屏障和抗氧特性，对潮湿环境也有优良抗性，但在国内管道的防腐应用中还存在一下不足之处：(1)底层环氧涂料喷涂较薄，在管道表面覆盖不完全；(2)焊缝补口处防腐层设置不合理，耗材较多；(3)造价较高。

技术实现要素：

本发明的目的是解决管道防腐三层聚乙烯防腐结构中存在的底层涂料覆盖不完全、补口防腐层厚度不合理、缺乏防腐实时检测的问题，提供一种防腐性能优越、成本低、管道覆盖完全、设计合理、可进行防腐实时检测的管道三层pe防腐层和超声波检测结构及施工工艺。

本发明所采用的技术方案：一种管道三层pe防腐层和超声波检测结构，包括：管道、涂料层、粘胶层、聚乙烯层、保温层、防水层、超声波产生仪、发射探头、接收探头、信号采集发送器、控制器，所述涂料层采用环氧粉末涂料，附静电涂于管道表面，形成致密的涂层，起到防腐作用；所述粘胶层采用共聚物粘合剂，涂于涂料层表面，将涂料层与聚乙烯层紧密粘接在一起；所述聚乙烯层由聚乙烯构成，位于粘胶层外，起到防腐、绝缘和力学保护作用；所述保温层由聚氨酯构成，通过两种药剂现场混合发泡形成，吸附于聚乙烯层外，起到保温作用；所述防水层为橡胶层，布置于保温层的外表面，起到防水和预防震动、机械冲击的作用；所述发射探头布置于防水层外表面，与超声波产生仪相连，将超声波产生仪产生的超声波传递到管道上；所述超声波产生仪与发射探头、控制器分别相连，在控制器的控制下产生能够远距离传播的超声波，并将超声波传给发射探头；所述接收探头安装于防水层外表面，与信号采集发送器相连，接收管道传来的超声波信号并将其传递给信号采集发送器；所述信号采集发送器与接收探头通过无线网络与控制器相连，将接收到的接收探头传来的信号传递给控制器；所述控制器与超声波产生仪相连，控制超声波产生仪产生超声波，同时通过无线网络与信号采集发送器相连，对信号采集发送器传来的信号进行分析，判断管道防腐结构的情况。

优选的，所述涂料层为在附有静电的情况下，将环氧粉末喷涂于管道表面，喷涂厚度为110μm。

优选的，所述粘胶层将聚乙烯层粘接布置于涂料层外，粘胶层厚度为200μm，聚乙烯层厚度为2.0mm。

优选的，所述涂料层、粘胶层、聚乙烯层在管道补口焊缝处的厚度与管体处不同，经过研究，在保证防腐效果的前提下，焊缝处的涂料层、粘胶层、聚乙烯层的共同厚度为管体处厚度的70％最为合适。

本发明一种管道三层pe防腐层和超声波检测结构施工工艺具体实施如下：

(一)管体预制防腐工艺：对管道进行清洗，去除内外表面的污垢，对管道进行预热，使其温度达到60℃，以蒸发管道吸附的水分，进行喷射钢砂除锈，同时形成深度70μm的锚纹，再次清理管道表面，去除残渣，根据喷涂环氧粉末的需要对管道进行快速加热，然后将附有静电的环氧粉末喷涂在管道表面，厚度110μm，形成涂料层，在环氧粉末凝固前将粘胶剂涂敷于涂料层表面，形成粘胶层，并将聚乙烯布置于粘胶层表面，形成聚乙烯层，然后进行水冷却，确保熔结环氧涂层完全凝固，对管道两端进行打磨，预留出150mm的长度，以便进行焊缝；

(二)补口处防腐工艺：将管道在施工现场安装焊接完成后，对补口进行防腐处理，与步骤(一)相似，先进行管道表面清理，再在补口位置喷涂防腐熔结环氧涂料，形成涂料层，然后涂敷粘胶剂形成粘胶层，最后设置聚乙烯，形成聚乙烯层，注意将补口与管道主体搭接出的缝隙用粘胶剂和聚乙烯覆盖并完全辊压密实，涂料层、粘胶层和聚乙烯层的厚度为步骤(一)中厚度的70％；

(三)设置保温层和防水层：将聚乙烯层外表面进行极化处理，使其表面出现“打毛”，进行现场两种药剂混合制作聚氨酯，并聚氨酯涂镀于聚乙烯层外表面，形成保温层，然后将熔融橡胶涂于保温层表面，涂抹厚度均匀，待其凝固后形成防水层；

(四)防腐检测安装：将发射探头与接收探头分别安装于防水层相应位置，将发射探头与超声波产生仪相连，超声波产生仪再与控制器相连，接收探头与信号采集发送器相连，信号采集发送器再通过无线网络与控制器相连。

(五)防腐检测运作：通过控制器向超声波产生仪发出指令，使超声波产生仪产生能够远距离传播的超声波并通过发射探头传入管道防腐结构，接收探头接收管道传来的超声波信号，再通过信号采集发送器，利用无线网络将其发送至控制器，超声波在传播过程中受防腐层影响波形会发生变化，控制器通过对波形的分析判断防腐结构的损伤情况，并根据接收探头对应的管道区域确定损伤位置，派出工作人员进行维护。

本发明的有益效果：(1)优化了防腐层熔结环氧的厚度，提高了与管道的附着力、增强了抗阴极剥离能力、防腐性能更加优越；(2)在保证防腐效果的前提下，适当减小了补口处防腐结构的厚度，降低了成本；(3)采用超声波技术来检测管道防腐结构的损伤情况，能够进行实时检测，及时发现防腐结构的损伤，并排出人员进行相应维护修理；(4)改进了防腐结构的生产工艺，降低成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1—管道，2—涂料层，3—粘胶层，4—聚乙烯层，5—保温层，6—防水层，7—超声波产生仪，8—发射探头，9—接收探头，10—信号采集发送器，11—控制器。

具体实施方式：

下面结合附图与具体实例对本发明进行详细说明。

如图所示，本发明的装置包括：管道(1)、涂料层(2)、粘胶层(3)、聚乙烯层(4)、保温层(5)、防水层(6)、超声波产生仪(7)、发射探头(8)、接收探头(9)、信号采集发送器(10)、控制器(11)，所述涂料层(2)采用环氧粉末涂料，附静电涂于管道(1)表面，形成致密的涂层，起到吸附管道(1)和防腐作用；所述粘胶层(3)采用共聚物粘合剂，涂于涂料层(2)表面，将涂料层(2)与聚乙烯层(4)紧密粘接在一起；所述聚乙烯层(4)由聚乙烯构成，位于粘胶层(3)外，起到防腐、绝缘和力学保护作用；所述保温层(5)为聚氨酯构成，通过两种药剂现场混合发泡形成，吸附于聚乙烯层(4)外，起到保温作用；所述防水层(6)为橡胶层，布置于保温层(5)的外表面，起到防水和预防震动、机械冲击的作用；所述发射探头(8)布置于防水层(6)外表面，与超声波产生仪(7)相连，将超声波产生仪(7)产生的超声波传递到管道(1)及防腐结构；所述超声波产生仪(7)与发射探头(8)、控制器(11)分别相连，在控制器(11)的控制下产生能够远距离传播的超声波，并将超声波传给发射探头(8)；所述接收探头(9)安装于防水层(6)外表面，与信号采集发送器(10)相连，接收从管道(1)及防腐结构传来的超声波信号并将其传递给信号采集发送器(10)；所述信号采集发送器(10)与接收探头(9)通过无线网络与控制器(11)相连，将接收到的接收探头(9)传来的信号传递给控制器(11)；所述控制器(11)与超声波产生仪(7)相连，控制超声波产生仪(7)产生超声波，同时通过无线网络与信号采集发送器(10)相连，对信号采集发送器(10)传来的信号进行分析，判断管道(1)防腐结构的情况。

优选的，所述涂料层(2)为在附有静电的情况下将环氧粉末喷涂于管道(1)表面，喷涂厚度为110μm。

优选的，所述粘胶层(3)将聚乙烯层(4)进行粘接布置于涂料层(2)外，粘胶层厚度(3)为200μm，聚乙烯层(4)厚度为2.0mm。

优选的，所述涂料层(2)、粘胶层(3)、聚乙烯层(4)在管道(1)补口焊缝处的厚度与管体处不同，经过研究，在保证防腐效果的前提下，焊缝处此三层的厚度为管体处厚度的70％最为合适。

本发明一种管道三层pe防腐层和超声波检测结构施工工艺具体实施如下：

(一)管体预制防腐工艺：对管道(1)进行清洗，去除内外表面的污垢，对管道(1)进行预热，使其温度达到60℃，以蒸发管道(1)吸附的水分，进行喷射钢砂除锈，同时形成深度70μm的锚纹，再次清理管道(1)表面，去除残渣，根据喷涂环氧粉末的需要对管道(1)进行快速加热，然后将附有静电的环氧粉末喷涂在管道(1)表面，厚度110μm，形成涂料层(2)，在环氧粉末凝固前将粘胶剂涂敷于涂料层(2)表面，形成粘胶层(3)，并将聚乙烯布置于粘胶层(3)表面，形成聚乙烯层(4)，然后进行水冷却，确保熔结环氧涂层完全凝固，对管道(1)两端进行打磨，预留出150mm的长度，以便进行焊缝；

(二)补口处防腐工艺：将管道(1)在施工现场安装焊接完成后，对补口进行防腐处理，与步骤(一)相似，先进行管道(1)表面清理，再在补口位置喷涂熔结环氧涂料，形成涂料层(2)，然后涂敷粘胶剂形成粘胶层(3)，最后设置聚乙烯，形成聚乙烯层(4)，注意将补口与管道(1)主体搭接出的缝隙用粘胶剂和聚乙烯覆盖并完全辊压密实，涂料层(2)、粘胶层(3)和聚乙烯层(4)的厚度为步骤(一)中厚度的70％；

(三)设置保温层(5)和防水层(6)：将聚乙烯层(4)外表面进行极化处理，使其表面出现“打毛”，进行现场两种药剂混合制作聚氨酯，并聚氨酯涂镀于聚乙烯层(4)外表面，形成保温层(5)，然后将熔融橡胶涂于保温层(5)表面，涂抹厚度均匀，待其凝固后形成防水层(6)；

(四)防腐检测安装：将发射探头(8)与接收探头(9)分别安装于防水层(6)相应位置，将发射探头(8)与超声波产生仪(7)相连，超声波产生仪(7)再与控制器(11)相连，接收探头(9)与信号采集发送器(10)相连，信号采集发送器(10)再通过无线网络与控制器(11)相连；

(五)防腐检测运作：通过控制器(11)向超声波产生仪(7)发出指令，使超声波产生仪(7)产生能够远距离传播的超声波并通过发射探头(8)传入管道(1)防腐结构，接收探头(9)接收管道(1)及防腐结构传来的超声波信号，再通过信号采集发送器(10)，利用无线网络将其发送至控制器(11)，超声波在传播过程中受防腐层影响波形会发生变化，控制器(11)通过对波形的分析判断防腐结构的损伤情况，并根据接收探头(9)对应的管道(1)区域确定损伤位置，派出工作人员进行维护。