В некоторых сложных специальных условиях, таких как глубоководная разведка нефти и газа и высокотемпературная транспортировка сырой нефти, традиционные антикоррозионные покрытия сталкиваются со значительными трудностями, и их антикоррозионные характеристики недостаточно сильны. Высокая термостойкость и коррозионная стойкость, обеспечиваемые уникальной трехслойной структурой труб с покрытием 3LPP, становятся ключевой технологией для решения проблем этих отраслей. Эта инновационная антикоррозионная система сочетает в себе адгезионные свойства FBE и механическую прочность PP, обеспечивая надежное решение для современных энергетических объектов.

1. Материал покрытия и точность производства: тройная защита в условиях высокой температуры

Структура 3LPP (трехслойный полипропиленовый антикоррозийный слой) состоит из трех ключевых материалов, образующих синергетическую систему защиты:

Труба с покрытием 3LPP защищена от коррозии в условиях высокой температуры и высокого давления

 

Ламинированная эпоксидная порошковая основа (FBE): Наносится непосредственно на поверхность стальной трубы с пескоструйной обработкой для обеспечения катодной защиты и базовой адгезии. Этот слой толщиной около 100-250 микрон образует прочную химическую связь со стальной поверхностью.

Промежуточный слой сополимерного клея (PPA): Модифицированный сополимер полипропилена используется для расплавления и соединения с нижним слоем FBE и поверхностным слоем полипропилена при высокой температуре для образования прочного связующего мостика. Этот слой решает проблему межфазной совместимости между полипропиленом и эпоксидной смолой.

Поверхностный слой из полипропилена (PP): Выполняя роль внешнего защитного слоя, слой PP обладает рядом ключевых преимуществ: -- длительная термостойкость до 110°C (значительно выше, чем 70°C у 3LPE), более низкая скорость водопоглощения (всего 0,01% через 24 часа) и превосходная износостойкость. Толщина покрытия 3LPP обычно составляет 1,8-4,0 мм, а для специальных применений, таких как подводные трубопроводы, она может быть увеличена до 8,5 мм для повышения устойчивости к механическим повреждениям.

Процесс производства покрытия труб 3LPP должен быть завершен на профессиональном заводе по производству труб 3LPP,

Основные этапы включают:

Стальная труба подвергается пескоструйной обработке до чистоты Sa 2.5 и заданной глубины анкеровки

Электростатическое напыление порошка FBE и полимеризация

Клей PPA экструдируется и наматывается, когда FBE желатинизируется

Поверхностный слой расплавленного полипропилена синхронно покрывается

Формовка с водяным охлаждением и контроль качества (обнаружение утечки искры, измерение толщины)

The process must meet stringent standards, such as ISO 21809-2 3LPP and DIN 30678. Leading domestic companies, including Baoji Petroleum Steel Pipe Co., Ltd., have achieved independent production of 3LPP coated pipes. Their X70 grade, 711mm diameter pipes feature an external anti-corrosion layer thickness of 8.5mm, with peel strength and other performance indicators reaching international standards.

2. Сравнение характеристик: комплексное сравнение между стальными трубами 3LPP и трубами без покрытия, FBE и 3LPE

При выборе антикоррозионных решений для трубопроводов необходимо всесторонне оценить эффективность покрытия в различных условиях эксплуатации:

 Индекс производительности Стальная труба без покрытия Стальная труба с покрытием FBE Стальная труба с покрытием 3LPE Стальная труба с покрытием 3LPP
Максимальная температура эксплуатации Неприкосновенный запас ≤ 115°C (длительный срок службы) ≤70°C (длительный срок) ≤ 110°C (длительный срок службы)
Устойчивость к механическим воздействиям Самый низкий Низкий (очень хрупкий) Высокий Очень высокая (твердость ПП> ПЭ)
Сопротивление зачистки катода Положитесь на катодную защиту Выдающийся Выдающийся Превосходно (базовая гарантия FBE)
Абразивные свойства Самый низкий Вторичный Выдающийся  Выдающийся
 Устойчивость к химическому воздействию  Нет хорошо хорошо Превосходно (полипропилен более устойчив к кислотам и щелочам)
Общая стоимость жизненного цикла Высокий (требует постоянного обслуживания)  Вторичный Средний и низкий Низкая (срок службы без обслуживания > 50 лет)

Основные преимущества стальных трубопроводов 3LPP особенно ярко проявляются в условиях высоких температур и жестких механических воздействий:

Температурная стойкость: the temperature of crude oil in the submarine pipeline of Wenchang Oilfield reaches 92°C, which cannot be handled by the traditional 3LPE pipe coating, while the 3LPP coating runs stably

Устойчивость к ударам: Модуль упругости полипропилена выше, чем у полиэтилена, поэтому вероятность его повреждения при ударе о скальную засыпку или гравий морского дна ниже.

Экономика жизненного цикла: Хотя первоначальная стоимость выше, чем у 3LPE, 50-летняя необслуживаемая конструкция значительно сокращает расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание.

Ключевые различия

1. Материальные и структурные различия

3LPE：

Нижний слой FBE + клей + поверхностный слой из полиэтилена (PE)

Преимущества: Хорошая гибкость, низкая стоимость

3LPP：

Нижний слой FBE + клей + поверхностный слой из полипропилена (PP)

Преимущества: PP имеет более жесткую молекулярную цепь, более высокую термостойкость и механическую прочность

2. Приспособляемость к температуре

3LPE：

ПЭ размягчается при температуре выше 70°C (например, наземные трубопроводы в пустыне на Ближнем Востоке подвержены деформации).

3LPP：

ПП выдерживает температуру 110°C (подходит для сырой нефти месторождения Wenchang при температуре 92°C и трубопровода пиролиза нефтеперерабатывающего завода).

3. Механические и экологические характеристики

 Функция 3LPE 3LPP
 Ударная прочность 20 кДж/м²（-20°C） 45 кДж/м² (-20°C, удар о глубоководный гравий)
 Абразивные свойства 100 мг (1 кг / 1000 об/мин) 60 мг (те же условия, срок службы пульпопровода увеличен на 30%)
 Катодная диссоциация ≤8мм（48ч/65°C） ≤6 мм (экстремальный стандарт ISO 21809-2)

3. Специальные сценарии применения: преодоление экстремальных условий передачи энергии

Стальная труба с покрытием 3LPP незаменима во многих ключевых областях благодаря своей высокой термостойкости и устойчивости к глубокому давлению воды:

Высокотемпературный нефте- и газопровод

При транспортировке тяжелой нефти или сырой нефти из глубоких скважин температура среды часто превышает 80°C. Например, температура нефти в трубопроводе на месторождении Вэньчан компании CNOOC составляет 92°C, и трубы с покрытием 3LPP успешно используются для решения проблемы коррозионного разрушения. Глубоководные проекты в Мексиканском заливе и на нефтяных месторождениях Северного моря также широко используют такие трубопроводы.

Разработка глубоководных месторождений нефти и газа

Глубоководная среда высокого давления требует, чтобы покрытие было одновременно устойчивым к давлению и хрупкости при низких температурах. Модифицированное покрытие 3LPP можно использовать в воде с температурой ниже 30°C, оптимизировав рецептуру полипропилена (например, добавив эластомеры). Его плотность ниже, чем у полиэтилена, что в большей степени способствует контролю плавучести подводных трубопроводов.

Химический высокотемпературный трубопровод среднего давления

На нефтеперерабатывающем или химическом заводе трубопровод, транспортирующий продукты пиролиза, должен выдерживать температуру выше 110°C. Стальной трубопровод 3LPP заменяет традиционное однослойное покрытие FBE в таких сценариях, чтобы избежать риска утечки из-за растрескивания FBE.

Геотермальная система и система подачи пара

Геотермальный устьевой трубопровод или сеть централизованного теплоснабжения должны находиться в контакте с горячей водой/паром высокой температуры в течение длительного времени. Устойчивость к гидролизу поверхностного слоя полипропилена значительно выше, чем у полиэтилена, что делает его предпочтительным решением для таких проектов.

In these projects, 3LPP pipe specifications are usually required to meet ISO 21809 or DNVGL-RP-F102 standards. Global well-known 3LPP pipe suppliers such as Baoji Petroleum Steel Pipe in Baoji and EUROPIPE in Europe all have full process certification qualifications.

В то же время при сварке труб 3LPP необходимо уделять особое внимание совместимости швов.
  Перед сваркой обхвата зачищается торцевое покрытие и обрабатывается скос 30°.
  Для контроля окисления сварного шва биметаллических композитных труб рекомендуется использовать процесс TIG-сварки + горячую проволоку.
   После сварки для герметизации зоны нахлеста используется трехслойная полипропиленовая термоусадочная лента или облученная лента из сшитого полиэтилена.

4. Заключение

Стальная труба с покрытием 3LPP, благодаря инновационному использованию полипропиленового поверхностного слоя, превзошла температурный предел традиционного антикоррозийного покрытия в 70°C. Оно демонстрирует выдающиеся защитные свойства в таких суровых условиях, как высокая температура 110°C и глубоководное давление. Трехслойная композитная структура (FBE-PPA-PP) обеспечивает устойчивость к химической коррозии, механическую прочность и долговременную термическую стабильность, что делает его предпочтительным решением для высокотемпературной транспортировки нефти и газа, глубоководных разработок и сетей химических трубопроводов.

По мере развития энергетики в условиях высоких температур и высокого давления спрос на трубы с покрытием 3LPP, отвечающие международным стандартам, таким как ISO 21809-2 3LPP, будет расти. Ведущие поставщики труб из 3ЛПП повышают эффективность покрытия за счет оптимизации рецептур материалов (например, сополимерно-модифицированного ПП) и автоматизации процесса нанесения покрытия. Ожидается, что в будущем стальные трубопроводы 3LPP не только укрепят свои позиции на рынке подводных трубопроводов, но и выйдут на новые энергетические сектора, включая транспортировку водорода и разработку геотермальных месторождений.

От материаловедения до инженерной практики, технология покрытий 3LPP пересматривает границы защиты от высокотемпературной коррозии и закладывает основу для безопасной эксплуатации глобальной энергетической инфраструктуры.