1、2006版技術開發（委托）項目開 題 報 告項目名稱環氧粉末防腐涂層工藝改進試驗負責單位：日照儀征原油管道建設項目部項目負責人：楊占品職稱:高級工程師研究開發年限：_2010_年_1_月至_2010_年_7_月中國石油化工集團公司印制編 制 須 知一、申請承擔技術開發（委托）項目時，應先向中國石油化工股份有限公司科技開發部（以下簡稱：科技開發部）申報本開題報告。二、申報開題者均須同時附送相應資料：1.新技術探索及小試項目須附查新報告、文獻調查總結及探索試驗情況介紹。2.中試及工業試驗項目均須按研究開發項目管理辦法的規定報相應材料。三、科技開發部根據收到的開題報告及其相應附件進行審議，經審議選定

2、的項目可簽訂技術開發（委托）合同。四、本開題報告版本自2006年3月起啟用。五、注意事項：1. 項目名稱不得超過20個漢字（一格一字）。2. 項目負責人應是高級工程師（及相當專業技術職務）以上的專業技術職務人員；一個項目負責人最多可同時負責兩個項目，其它項目只能作為項目參與人；一個項目原則上只設一名負責人，特殊情況下可設兩名負責人。3.開題報告經申請單位科技處初審，單位科技負責人審定同意，加蓋申請單位（或其科技處）公章后，報科技開發部（一式四份）。4.本報告紙張規格為A4。一、國內外現狀、發展趨勢及開題意義（一）國外相關產業和技術現狀、發展趨勢熔結環氧粉末防腐技術已有約五十年的歷史，最早開發于

3、二十世紀五十年代，六十年代西方發達資本國家已經實現了工業化生產。但真正應用于油氣管道防腐領域，要追溯于二十世紀八十年代，德國曼內斯曼與巴斯夫化學工業公司共同研制出鋼管三層PE聚烯烴結構，該結構結合了環氧粉末與聚烯烴雙重優點，克服了單一涂層各自存在的缺點。從而在世界范圍內得到全面推廣，迄今為止已有十萬公里以上的管道使用了熔結環氧粉末，鋪設于世界各地。由于熔結環氧粉末可以實現油氣管道內噴涂、油氣管道外噴涂及多層結構防腐等用途。油氣管道防腐材料自然地從石油瀝青、煤焦油瀝青、膠帶、液體環氧涂料發展到熔結環氧粉末，其涂裝工藝技術從簡單的單層噴涂發展成為多層結構防腐。目前西方國家流行的成型方式為環氧粉末靜

4、電與熱噴涂，中間粘接劑與外層聚乙烯擠出機熱擠出纏繞和擠壓包覆成型。但是此成型技術缺點明顯，鋼管焊逢導致防腐層厚度變薄，粘接擠與環氧粉末不存在物理滲透,在低溫環境下防腐層受外力沖擊時,受沖擊區可能整體破壞。即使回避成型技術本身的原因，然而原材料、鋼管表面處理、噴涂溫度等施工等因素也常常造成防腐結構的失效。譬如印度某管線，由于原材料采用不當和表面處理質量低劣，管道埋地五年后檢驗發現防腐層整體從鋼管表面輕易取下，鋼管表面無環氧涂層粘結，管道遭受嚴重腐蝕；又譬如挪威某管線，因為熔結環氧粉末底層的涂裝溫度過低，防腐層和鋼管表面的粘結面存在微孔是導致鋼管經船運到挪威后經過數月存放，存放期間有部分鋼管端面的

5、防腐層就出現了粘接問題。在鋼管進行分割和焊接時，熱量的作用導致防腐層整體從管體表面分離，補口涂裝時，感應加熱同樣有上述現象發生。當去除失去粘結部分的防腐層，竟然找不到粘結完好的部分，事故直接影響了工程的進度，造成嚴重的經濟損失。從不難看出，熔結環氧粉末結構防腐技術對于涂裝工藝本身需要改進，對于施工程序需要規范。事實上，各國工程技術人員都會根據具體工程技術參數設計最佳涂裝工藝。（二）國內相關產業和技術現狀、發展趨勢 中國熔結環氧粉末技術起步較晚，二十世紀九十年代才開始引進和消化國外先進環氧粉末及工藝設備等技術。近幾年國內才生產管道防腐系列環氧粉末涂料，并在國家許多重點工程上得到應用，取得了明顯的

6、經濟效益和社會效益，特別是在“西氣東輸”工程中的應用使國內重防腐粉末涂料有了長足的發展。在借鑒西方發達國家涂裝工藝的基礎上，我國在涂裝工藝技術上正日益完善。目前采用環氧粉末涂敷打底，聚乙烯PE及粘劑纏繞或包覆形成的三層PE工藝，是國內外普遍采用的鋼管道防腐工藝，也是目前國內西氣東輸及油田輸油、輸氣所采用的管道防腐工藝，這和國外發達國家的涂裝工藝保持了一致性。另外，我國在行業規范方面也取得長足的進步，早在2005年，我國頒布了行業標準SYT 03152005埋地管道單層熔結環氧粉末外防腐層技術規范，規定了控制熔結環氧粉末及涂層的各項技術指標的方法。這是我國熔結環氧粉末領域取得的主要成就。事實上，

7、根據施工經驗來看，盡管原料各項指標良好，但由于涂裝工藝參數控制差，同樣會導致最終涂層的質量低劣，所以工藝過程中的檢測和控制非常重要。反過來講,即便能夠準確控制涂裝工藝參數,也存因防腐鋼管自身的原因,涂裝工藝參數也不是固定不變的。因此，就具體工程而言，可以根據施工管道的特點確定最佳涂裝工藝參數。確定最佳涂裝工藝參數的方法可通過實驗室全面地、系統地測定不同工藝參數下涂層結構的性能，然后根據性能量值優劣調整工藝參數來實現，這是管道防腐行業技術發展提高的主要趨勢。 （三）與中國石化主業發展的關聯度 該項目是為中石化重點項目日照儀征原油管道及配套工程項目390km914大管徑輸油管道測試不同防腐涂層厚度

8、和涂敷溫度下，實驗室單層熔結環氧粉末防腐涂敷試件的涂層性能；通過實驗獲得的涂層性能數據，進行比對研究，為確定最佳防腐施工工藝提供依據。（四）項目的創新性該項目緊密結合日照儀征原油管道及配套工程項目，針對目前國內原油最大管徑900mm的管道進行防腐涂層試驗，大管徑管道單根重量較重，運輸、施工過程中防腐涂層的保護更困難，涂層本身性能良好尤為重要。本項目成果可以通過改善熔結環氧粉末涂裝工藝參數，提高涂層結構的防腐能力，有效地保證工程的質量，預計把防腐涂層防腐能力在現有基礎上有所提高。另外可以系統地獲取國內最大管徑-900mm的管道熔結環氧涂料防腐涂層試驗第一手數據，完善了熔結環氧涂料應用于超大管徑管

9、道技術參數，為我國此領域的防腐技術的發展做成直接貢獻。二、研究開發的目標、內容、技術方法和路線、技術經濟指標（一）技術目標（1）涂層厚度分別為450m、500m、550m、600m，膜厚誤差控制范圍為±25m；涂敷溫度分別為170，190，210和230，溫度誤差控制范圍為±3；（2）完成64種試件的48h陰極剝離 (mm)、抗沖擊值(-30)、24h附著力(級)、 耐磨性(落砂法)試驗，比較分析試驗結果，獲得環氧粉末涂層具有最佳性能對應的厚度與溫度參數。 （二）技術內容和技術關鍵 （1） 技術內容 1.研究涂層厚度、溫度與涂層性能的關系，優化設計防腐涂層厚度和涂敷溫度，測

10、試不同涂層厚度和涂敷溫度下實驗室單層熔結環氧粉末防腐涂敷試件的涂層性能；2.通過實驗獲得的涂層性能數據，進行分析比較，獲得涂層最佳性能對應的膜厚與涂敷溫度，為確定最佳防腐施工工藝提供依據。（2）技術關鍵1.涂層厚度的控制與準確測試，這是保證實驗室樣品厚度參數準確可靠的關鍵；2.涂敷鋼管表面溫度均勻性控制，鋼管表面均勻性直接影響涂層固化狀態，保證鋼管表面均勻性是準確表征涂層機械性能的關鍵。（三）技術方法、路線及其可行性分析 （1）技術方法與技術路線1技術方法 在實驗室制備不同溫度、不同厚度，固化均勻的鋼管熔結環氧粉末涂層，準確測量涂層的48h陰極剝離 (mm)、抗沖擊值(-30)、24h附著力(

11、級)、 耐磨性(落砂法)四個技術參數，通過試驗結果的比較分析，確定樣品最佳的涂層厚度、涂敷溫度及固化時間。2技術路線 技術路線見下圖1：控制固化時間四種機械性能試驗試驗數據分析工藝驗正試驗鋼管表面處理控制鋼管表面溫度控制涂層厚度環氧粉末檢驗 圖1 環氧粉末防腐涂層工藝改進試驗技術路線圖（2）技術路線可行性分析 按照合作單位（中國兵器工業集團第五三研究所）實驗室現有的硬件設施與人員配備，上述技術路線科學可行。在環氧粉末性能指標檢驗方面，本實驗室擁有差示掃描量熱儀、膠化時間測定儀、標準振動篩、磁性物測量裝置等一系列的環氧粉末性能檢測設備，可滿足環氧粉末各項性能指標的檢驗；在鋼管表面處理和二次污染處

12、理方面，技術人員積累了豐富的經驗，可按照標準對鋼管表面準確進行處理；在試樣制備方面，實驗室專門為樣品制備配備了噴涂設備、加熱裝置、樣品固化設施等，完全可以制備出高質量的試件；在樣品機械性能試驗方面，作為兵器非金屬材料理化檢測中心，具有落錘沖擊試驗機,落砂耐磨裝置,陰極剝離裝置等設備，檢測設備先進，專業測試人員經驗豐富，可以獲得科學真實的試驗數據。因此上述技術路線具有可行性。（四）技術經濟指標 熔結環氧粉末涂料涂層工藝改進試驗項目可為日照儀征原油管道及配套工程減少環氧粉末涂料損失XX噸，折合人民幣XX萬元；可降低工程次品率XX%，折合人民幣XX萬元；可提高工程進度，節余XX天工時，折合人民幣XX

13、萬元。總之，此項目大約取得多少萬元經濟效益。三、知識產權狀況（一）已有知識產權情況（專利號、專利申請號、申請人、專利名稱）（二）相關國內外專利檢索結果（檢索主題詞、檢索數據庫名稱、相關專利號、專利申請號、申請人、專利名稱）（三）國內外文獻查詢結果（文獻名稱、來源、發表人）（四）中國授權或公開的相關專利分析（給出本研究目前是否和國內已公開專利相沖突的分析結論，對有相沖突可能的專利，給出專利號、專利申請號、申請人、專利名稱，法律狀態、專利權利要求，提出的創新或規避對策）（五）國外公開文獻和未在中國申請的相關國外專利分析（概述這些文獻和專利的創新和效果，提出本課題予以借鑒、利用的設想）四、市場前景分

14、析（一）國內外市場現狀和需求分析自從二十世紀九十年代初，我國推出了熔結防腐系列環氧粉末涂料，到目前為止，國內從事熔結環氧粉末涂料的生產廠家不下百家，熔結環氧涂料的應用也得到了長足進展，并成功運用于各大油田和多條天然氣輸送管線等國家重點工程，取得了明顯的經濟效益和社會效益。中國石油集團公司開展的“西氣東輸”工程，西起塔里木的輪南油田，東到上海市，全長4212km，管道直徑1016mm，其中單粉末涂料用量就有幾千噸，這還不包括各支線和城市地下天然氣管網用的涂料。隨著我國原油、成品油運輸管線的重新布局，熔結環氧涂料的需要量會逐年上升，由此可見，熔結防腐粉末涂料在管道防腐領域具有更加廣闊的市場前景。（

15、二）經濟效益和社會效益預測熔結環氧樹脂粉末涂料和涂裝工藝可以滿足原油、成品油輸送管道防腐要求，在油氣管道防腐領域得到大量的應用，隨著我國原油、成品油輸送管道重新布局，及西氣東輸管道的工程進度的推進，熔結環氧防腐涂料在我國油氣管道防腐方面將發揮了更加重要的作用，本項目針對于熔結環氧粉末涂層工藝進行改進試驗，直接提高了管道環氧涂層的防腐能力，保證了重點工程的質量，會給國家帶來直接的經濟效益和社會效益。 五、開題條件（一）技術準備日照儀征原油管道及配套工程一般管道外防腐層采用加強級熔結環氧粉末；定向鉆穿越段與石方段管道采用三層PE加強級防腐；少量的架空跨越管道外防腐層采用在熔結環氧粉末外面再纏一層帶

16、鋁箔冷纏膠帶；固定墩處管道在焊接加強筋板后應在防腐廠內做加強級熔結環氧粉末，加強筋板也同時做防腐層，檢驗合格后再小心運至現場安裝。（二）人員情況姓 名 職 務 專業技術職稱 主要科技成就楊占品 處 長 高級工程師 孫 民 科 長 （三）現有儀器設備及實驗室條件本實驗室具有多種精密測量儀器，其中包括：（1）差示掃描量熱儀、（2）磁性物測量儀、（3）標準篩、（4）膠化時間測量儀、（5）固化箱、（6）涂料噴涂裝置、（6）落錘沖擊試驗機、（7）落砂耐磨裝置、（8）陰極剝離裝置、（9）電火花檢漏儀、（10）高、低溫試驗箱等，可以滿足研究內容需要。實驗室經過計量認證，環境條件良好，專業測試人員素質過硬。*

17、人員情況系指專題負責人和主要參加人的姓名、職務、專業技術職稱及主要科技成就。六、計劃進度和考核目標（按年度寫出各年度安排, 跨年度的內容分年度填寫;負責單位應包括協作單位。）年 份序 號工 作 內 容試驗規模及應達到的指標起止時間（ 月- 月）試驗地點驗收方式*備注負責單位及負責人* 驗收方式指鑒定、評議、審查、其他。* 除備注外的各欄目應全部填報。七、項目經費預算表1 項目經費預算表 單位：萬元支出類別科 目預算金額備注資本性支出設備儀器、儀表軟件土建其它小計費用性支出設備費修繕費材料費燃料動力費設計費會議費差旅費測試加工費文獻出版費人員費公務管理費外事費設備、房屋使用費外協研究費其它費小計 合計表2 預計經費來源表單