一种油气管道聚乙烯防腐层的表面极化处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种油气管道聚乙烯防腐层的表面极化处理方法，将混酸处理液刷涂在油气管道的PE防腐层表面，然后在对所述油气管道进行补口过程中进行加热处理，其中，所述混酸处理液为硫酸、硝酸与聚醚多元醇水溶液的混合物。本发明提供的一种油气管道聚乙烯防腐层的表面极化处理方法，能够提高其表面极性，进而提高管道补口材料与油气管道搭接区PE层的粘接性能，降低聚乙烯和环氧树脂界面出现分离和脱胶的概率，使得油气管道的使用寿命得以提高。
【专利说明】一种油气管道聚乙烯防腐层的表面极化处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及油气管道领域，具体涉及一种油气管道聚乙烯防腐层的表面极化处理方法。
【背景技术】
[0002]现有技术中为达到油气管道整体防腐的目的，油气管道补口处需要使用防腐材料进行现场补口，该区域主要涉及到补口材料与管体及油气管道PE防腐层搭接区的粘接。
[0003]但是，现有技术中是采用液态环氧底漆加热收缩带(HSS)的补口技术，但现场应用发现，该技术尚存在补口材料无法与油气管道的PE层形成长期有效粘接的技术缺陷，导致补口出现了大量的早期失效问题，而且所使用的热收缩带补口材料与油气管道聚乙烯防腐层间使用环氧树脂底漆进行粘接，由于聚乙烯非极性碳链结构和环氧树脂极性分子结构的差异，造成使用过程中例如在高寒地区，聚乙烯和环氧树脂界面会出现分离、脱胶的情况，降低了油气管道的使用寿命。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种油气管道聚乙烯防腐层的表面极化处理方法，能够提高其表面极性，进而提高管道补口材料与油气管道搭接区PE层的粘接性能，降低聚乙烯和环氧树脂界面出现分离和脱胶的概率，使得油气管道的使用寿命得以提高。
[0005]本发明提供了一种油气管道聚乙烯防腐层的表面极化处理方法，将混酸处理液刷涂在油气管道的PE防腐层表面，然后在对所述油气管道进行补口过程中进行加热处理，其中，所述混酸处理液为硫酸、硝酸与聚醚多元醇水溶液的混合物。
[0006]可选的，所述混酸处理液中硫酸的浓度不小于70%和硝酸的浓度不小于50%，且所述硫酸和所述硝酸的体积比为0.3:1?1:5。
[0007]可选的，所述聚醚多元醇水溶液中聚醚多元醇的浓度为1.5%?15%。
[0008]可选的，所述聚醚多元醇水溶液中聚醚多元醇的浓度为5.0%?10%。
[0009]可选的，所述混酸处理液在所述油气管道的PE防腐层表面刷涂厚度为20 μ m?60 μ rn。
[0010]可选的，在对所述油气管道进行补口过程中进行加热处理时，温度控制为650°C?900°C,处理速度控制为0.3s/cm2?4s/cm2。
[0011]可选的，在对所述油气管道进行补口过程中进行加热处理时，温度控制为680°C?720°C,处理速度控制为0.8s/cm2?1.2s/cm2。
[0012]可选的，所述混酸处理液在所述油气管道的PE防腐层表面刷涂厚度为25 μ m?35 μ rn。
[0013]可选的，在对所述油气管道进行补口过程中进行加热处理时，温度控制为700°C?800°C,处理速度控制为3s/cm2?4s/cm2。
[0014]可选的，所述混酸处理液在所述油气管道的PE防腐层表面刷涂厚度为50 μ m?60 μ rn。
[0015]本发明有益效果如下:
[0016]本发明实施例中，本申请技术方案是在油气管道的PE防腐层表面预先刷涂强氧化性混酸混酸处理液，通过补口施工过程中的加热处理，在聚乙烯表面生成大量羧基基团，进而与多元醇反应，生成表面接枝产物，提高了聚乙烯防腐层表面的表面极性，有利于极性的环氧底漆胶液在其表面的铺展提高其界面粘接强度，进而提高管道补口材料与油气管道搭接区PE层的粘接性能，以及降低聚乙烯和环氧树脂界面出现分离和脱胶的概率，使得油气管道的使用寿命得以提高。
【具体实施方式】
[0017]本发明的目的是提供一种油气管道聚乙烯防腐层的表面极化处理方法，能够提高其表面极性，进而提高管道补口材料与油气管道搭接区PE层的粘接性能，降低聚乙烯和环氧树脂界面出现分离和脱胶的概率，使得油气管道的使用寿命得以提高。
[0018]下面对本发明实施例技术方案的主要实现原理、【具体实施方式】及其对应能够达到的有益效果进行详细地阐述。
[0019]实施例一:
[0020]本发明实施例一提出了一种油气管道聚乙烯防腐层的表面极化处理方法，将混酸处理液刷涂在油气管道的PE防腐层表面，然后在对所述油气管道进行补口过程中进行加热处理，其中，所述混酸处理液为硫酸、硝酸与聚醚多元醇水溶液的混合物。
[0021]其中，上述表面极化处理方法的具体实施步骤如下:
[0022]将浓度为85%的硫酸和浓度为55%硝酸等体积混合，然后加入聚醚多元醇水溶液中，配成混酸混酸处理液，其中，所述聚醚多元醇水溶液中聚醚多元醇的浓度为5%。之后将混酸处理液刷涂在油气管道的PE防腐层表面，厚度控制为25 μ m?35 μ m。在补口施工过程中，使用红外线加热装置处理刷有混酸处理液的油气管道的PE防腐层表面，处理温度控制为680°C?720°C，处理速度控制为0.8s/cm2?1.2s/cm2，接下来涂刷环氧底漆，并安装热收缩带补口材料，完成补口。
[0023]其中，在表面极化处理完成后首先进行表面张力测定，涂覆环氧底漆后对样品进行粘接强度性能测试，经测试发现，经等离子处理后，水膜可以在PE表面良好铺展，表面张力大于74达因/厘米。油气管道的补口处室温养护7天，所述室温为20°C?40°C，测试油气管线的PE防腐层同环氧树脂底漆的粘接性能。可以明显发现，粘接强度从未处理的1.5MPa增加到处理后的5.4MPa。
[0024]本发明实施例中，本申请技术方案是在油气管道的PE防腐层表面预先刷涂强氧化性混酸混酸处理液，通过补口施工过程中的加热处理，在聚乙烯表面生成大量羧基基团，进而与多元醇反应，生成表面接枝产物，提高了聚乙烯防腐层表面的表面极性，有利于极性的环氧底漆胶液在其表面的铺展提高其界面粘接强度，进而提高管道补口材料与油气管道搭接区PE层的粘接性能，以及降低聚乙烯和环氧树脂界面出现分离和脱胶的概率，使得油气管道的使用寿命得以提高。
[0025]实施例二:
[0026]本发明实施例二提出了一种油气管道聚乙烯防腐层的表面极化处理方法，将混酸处理液刷涂在油气管道的PE防腐层表面，然后在对所述油气管道进行补口过程中进行加热处理，其中，所述混酸处理液为硫酸、硝酸与聚醚多元醇水溶液的混合物。
[0027]其中，上述表面极化处理方法的具体实施步骤如下:
[0028]将浓度为85%的硫酸和浓度为65%硝酸等体积混合，然后加入聚醚多元醇水溶液中，配成混酸处理液，其中，所述聚醚多元醇水溶液中聚醚多元醇的浓度为8%。之后将处理液刷涂在油气管道的PE防腐层表面，厚度控制在20 μ m?30 μ m。在补口施工过程中，使用丙烷气罐火焰加热处理刷有混酸处理液的油气管道的PE防腐层表面，处理温度控制为700°C?800°C，处理速度控制为3s/cm2?4s/cm2，接下来涂刷环氧底漆，并安装热收缩带补口材料，完成补口。
[0029]其中，在表面极化处理完成后首先进行表面张力测定，涂覆环氧底漆后对样品进行粘接强度性能测试，经测试发现，经等离子处理后，水膜可以在PE表面良好铺展，表面张力大于74达因/厘米。油气管道的补口处室温养护7天，所述室温为20°C?40°C，测试油气管线的PE防腐层同环氧树脂底漆的粘接性能。可以明显发现，粘接强度从未处理的1.5MPa增加到处理后的5.4MPa。
[0030]本发明实施例中，本申请技术方案是在油气管道的PE防腐层表面预先刷涂强氧化性混酸混酸处理液，通过补口施工过程中的加热处理，在聚乙烯表面生成大量羧基基团，进而与多元醇反应，生成表面接枝产物，提高了聚乙烯防腐层表面的表面极性，有利于极性的环氧底漆胶液在其表面的铺展提高其界面粘接强度，进而提高管道补口材料与油气管道搭接区PE层的粘接性能，以及降低聚乙烯和环氧树脂界面出现分离和脱胶的概率，使得油气管道的使用寿命得以提高。
[0031]实施例三:
[0032]本发明实施例三提出了一种油气管道聚乙烯防腐层的表面极化处理方法，将混酸处理液刷涂在油气管道的PE防腐层表面，然后在对所述油气管道进行补口过程中进行加热处理，其中，所述混酸处理液为硫酸、硝酸与聚醚多元醇水溶液的混合物。
[0033]其中，上述表面极化处理方法的具体实施步骤如下:
[0034]将浓度为70%的硫酸和浓度为50%硝酸的体积比为0.3:1进行混合，然后加入聚醚多元醇水溶液中，配成混酸处理液，其中，所述聚醚多元醇水溶液中聚醚多元醇的浓度为1.5%。之后将处理液刷涂在油气管道的PE防腐层表面，厚度控制在50 μ m?60 μ m。在补口施工过程中，使用丙烷气罐火焰加热处理刷有混酸处理液的油气管道的PE防腐层表面，处理温度控制为650°C?700°C，处理速度控制为0.3s/cm2?0.7s/cm2，接下来涂刷环氧底漆，并安装热收缩带补口材料，完成补口。
[0035]其中，在表面极化处理完成后首先进行表面张力测定，涂覆环氧底漆后对样品进行粘接强度性能测试，经测试发现，经等离子处理后，水膜可以在PE表面良好铺展，表面张力大于74达因/厘米。油气管道的补口处室温养护7天，所述室温为20°C?40°C，测试油气管线的PE防腐层同环氧树脂底漆的粘接性能。可以明显发现，粘接强度从未处理的1.5MPa增加到处理后的2.6MPa。
[0036]本发明实施例中，本申请技术方案是在油气管道的PE防腐层表面预先刷涂强氧化性混酸混酸处理液，通过补口施工过程中的加热处理，在聚乙烯表面生成大量羧基基团，进而与多元醇反应，生成表面接枝产物，提高了聚乙烯防腐层表面的表面极性，有利于极性的环氧底漆胶液在其表面的铺展提高其界面粘接强度，进而提高管道补口材料与油气管道搭接区PE层的粘接性能，以及降低聚乙烯和环氧树脂界面出现分离和脱胶的概率，使得油气管道的使用寿命得以提高。
[0037]实施例四:
[0038]本发明实施例四提出了一种油气管道聚乙烯防腐层的表面极化处理方法，将混酸处理液刷涂在油气管道的PE防腐层表面，然后在对所述油气管道进行补口过程中进行加热处理，其中，所述混酸处理液为硫酸、硝酸与聚醚多元醇水溶液的混合物。
[0039]其中，上述表面极化处理方法的具体实施步骤如下:
[0040]将浓度为90%的硫酸和浓度为80%硝酸的体积比为1:5进行混合，然后加入聚醚多元醇水溶液中，配成混酸处理液，其中，所述聚醚多元醇水溶液中聚醚多元醇的浓度为15%。之后将处理液刷涂在油气管道的PE防腐层表面，厚度控制在40μπι?50μπι。在补口施工过程中，使用丙烷气罐火焰加热处理刷有混酸处理液的油气管道的PE防腐层表面，处理温度控制为800°C?900°C，处理速度控制为1.3s/cm2?1.8s/cm2，接下来涂刷环氧底漆，并安装热收缩带补口材料，完成补口。
[0041]其中，在表面极化处理完成后首先进行表面张力测定，涂覆环氧底漆后对样品进行粘接强度性能测试，经测试发现，经等离子处理后，水膜可以在PE表面良好铺展，表面张力大于74达因/厘米。油气管道的补口处室温养护7天，所述室温为20°C?40°C，测试油气管线的PE防腐层同环氧树脂底漆的粘接性能。可以明显发现，粘接强度从未处理的1.5MPa增加到处理后的3.2MPa。
[0042]本发明实施例中，本申请技术方案是在油气管道的PE防腐层表面预先刷涂强氧化性混酸混酸处理液，通过补口施工过程中的加热处理，在聚乙烯表面生成大量羧基基团，进而与多元醇反应，生成表面接枝产物，提高了聚乙烯防腐层表面的表面极性，有利于极性的环氧底漆胶液在其表面的铺展提高其界面粘接强度，进而提高管道补口材料与油气管道搭接区PE层的粘接性能，以及降低聚乙烯和环氧树脂界面出现分离和脱胶的概率，使得油气管道的使用寿命得以提高。
[0043]实施例五:
[0044]本发明实施例五提出了一种油气管道聚乙烯防腐层的表面极化处理方法，将混酸处理液刷涂在油气管道的PE防腐层表面，然后在对所述油气管道进行补口过程中进行加热处理，其中，所述混酸处理液为硫酸、硝酸与聚醚多元醇水溶液的混合物。
[0045]其中，上述表面极化处理方法的具体实施步骤如下:
[0046]将浓度为95%的硫酸和浓度为98%硝酸的体积比为1:4进行混合，然后加入聚醚多元醇水溶液中，配成混酸处理液，其中，所述聚醚多元醇水溶液中聚醚多元醇的浓度为12%。之后将处理液刷涂在油气管道的PE防腐层表面，厚度控制在30μπι?40μπι。在补口施工过程中，使用丙烷气罐火焰加热处理刷有混酸处理液的油气管道的PE防腐层表面，处理温度控制为700°C?800°C，处理速度控制为2.3s/cm2?3.ls/cm2，接下来涂刷环氧底漆，并安装热收缩带补口材料，完成补口。
[0047]其中，在表面极化处理完成后首先进行表面张力测定，涂覆环氧底漆后对样品进行粘接强度性能测试，经测试发现，经等离子处理后，水膜可以在PE表面良好铺展，表面张力大于74达因/厘米。油气管道的补口处室温养护7天，所述室温为20°C?40°C，测试油气管线的PE防腐层同环氧树脂底漆的粘接性能。可以明显发现，粘接强度从未处理的1.5MPa增加到处理后的4.3MPa。
[0048]本发明实施例中，本申请技术方案是在油气管道的PE防腐层表面预先刷涂强氧化性混酸混酸处理液，通过补口施工过程中的加热处理，在聚乙烯表面生成大量羧基基团，进而与多元醇反应，生成表面接枝产物，提高了聚乙烯防腐层表面的表面极性，有利于极性的环氧底漆胶液在其表面的铺展提高其界面粘接强度，进而提高管道补口材料与油气管道搭接区PE层的粘接性能，以及降低聚乙烯和环氧树脂界面出现分离和脱胶的概率，使得油气管道的使用寿命得以提高。
[0049]实施例六:
[0050]本发明实施例六提出了一种油气管道聚乙烯防腐层的表面极化处理方法，将混酸处理液刷涂在油气管道的PE防腐层表面，然后在对所述油气管道进行补口过程中进行加热处理，其中，所述混酸处理液为硫酸、硝酸与聚醚多元醇水溶液的混合物。
[0051]其中，上述表面极化处理方法的具体实施步骤如下:
[0052]将浓度大于70%的硫酸和浓度大于50%硝酸的体积比为1:4进行混合，然后加入聚醚多元醇水溶液中，配成混酸处理液，其中，所述聚醚多元醇水溶液中聚醚多元醇的浓度为2%。之后将处理液刷涂在油气管道的PE防腐层表面，厚度控制在30 μ m?40 μ m。在补口施工过程中，使用丙烷气罐火焰加热处理刷有混酸处理液的油气管道的PE防腐层表面，处理温度控制为750°C?850°C,处理速度控制为1.5s/cm2?2.4s/cm2,接下来涂刷环氧底漆，并安装热收缩带补口材料，完成补口。
[0053]其中，在表面极化处理完成后首先进行表面张力测定，涂覆环氧底漆后对样品进行粘接强度性能测试，经测试发现，经等离子处理后，水膜可以在PE表面良好铺展，表面张力大于74达因/厘米。油气管道的补口处室温养护7天，所述室温为20°C?40°C，测试油气管线的PE防腐层同环氧树脂底漆的粘接性能。可以明显发现，粘接强度从未处理的1.5MPa增加到处理后的2.7MPa。
[0054]本发明实施例中，本申请技术方案是在油气管道的PE防腐层表面预先刷涂强氧化性混酸混酸处理液，通过补口施工过程中的加热处理，在聚乙烯表面生成大量羧基基团，进而与多元醇反应，生成表面接枝产物，提高了聚乙烯防腐层表面的表面极性，有利于极性的环氧底漆胶液在其表面的铺展提高其界面粘接强度，进而提高管道补口材料与油气管道搭接区PE层的粘接性能，以及降低聚乙烯和环氧树脂界面出现分离和脱胶的概率，使得油气管道的使用寿命得以提高。
[0055]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种油气管道聚乙烯防腐层的表面极化处理方法，其特征在于，将混酸处理液刷涂在油气管道的PE防腐层表面，然后在对所述油气管道进行补口过程中进行加热处理，其中，所述混酸处理液为硫酸、硝酸与聚醚多元醇水溶液的混合物。
2.如权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述混酸处理液中硫酸的浓度不小于70%和硝酸的浓度不小于50%，且所述硫酸和所述硝酸的体积比为0.3:1?1:5。
3.如权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述聚醚多元醇水溶液中聚醚多元醇的浓度为1.5%?15%。
4.如权利要求3所述的处理方法，其特征在于，所述聚醚多元醇水溶液中聚醚多元醇的浓度为5.0%?10%。
5.如权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述混酸处理液在所述油气管道的PE防腐层表面刷涂厚度为20 μ m?60 μ m。
6.如权利要求5所述的处理方法，其特征在于，在对所述油气管道进行补口过程中进行加热处理时，温度控制为650°C?900°C,处理速度控制为0.3s/cm2?4s/cm2。
7.如权利要求6所述的处理方法，其特征在于，在对所述油气管道进行补口过程中进行加热处理时，温度控制为680°C?720°C，处理速度控制为0.8s/cm2?1.2s/cm2。
8.如权利要求7所述的处理方法，其特征在于，所述混酸处理液在所述油气管道的PE防腐层表面刷涂厚度为25 μ m?35 μ m。
9.如权利要求6所述的处理方法，其特征在于，在对所述油气管道进行补口过程中进行加热处理时，温度控制为700°C?800°C，处理速度控制为3s/cm2?4s/cm2。
10.如权利要求6所述的处理方法，其特征在于，所述混酸处理液在所述油气管道的PE防腐层表面刷涂厚度为50 μ m?60 μ m。
【文档编号】C09J5/02GK104262666SQ201410441734
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月1日 优先权日:2014年9月1日
【发明者】冯少广, 李荣光, 赵国星, 张鑫, 侯宇, 王大伟, 张巍 申请人:中国石油天然气股份有限公司