电晕极化提高油气管道3PE补口搭接区粘结强度的机理

孙玉伟¹，赵勇强¹，傅骏雄²，晏利君³，王涛¹

1. 中国石油天然气管道局国内事业部2. 中国石油天然气管道局局机关3. 中国石油天然气管道局中油管道机械制造有限责任公司

摘 要：对3PE(3层结构的聚乙烯)防腐蚀层聚乙烯表面进行电晕极化可以提高其粘接强度,为了解其改善机理,采用X射线光电子能谱仪分析3PE防腐蚀层电晕极化后的结构;采用差热扫描量热仪模拟PE表面羧基与环氧的缩合反应。采用热水浸泡研究了电晕极化前后聚乙烯的粘结效果。结果表明:通过电晕极化,聚乙烯表面生成了羧基、羟基等极性官能团,其中C,O,N元素的含量分别(原子分数)为75.8%,20.7%,3.5%,在含O官能团中,COH,C=O,CO(OH)所占比例(原子分数)分别为48.3%,20.8%,30.9%;羧基与环氧160℃开始发生反应,在235℃时可达到反应放热峰值;90℃热水浸泡7 d后,未电晕极化聚乙烯的粘结完全失效,环氧涂层出现部分脱落,而电晕极化聚乙烯的粘结强度仍保持7 MPa以上。

关键词：补口;电晕极化;聚乙烯;化学粘结;热水浸泡;粘结强度;机理;