随着海上油气田大开发时代的到来，海底管道的用量也愈来愈大。恶劣的海水腐蚀环境也对管线的防腐涂层性能提出了更高的要求。

  磷化工艺是经国内外工业实践证明的有效改善钢管表面清洁程度的化学预处理手段，不仅工艺参数控制较成熟，而且对金属基材及涂层性能改进效果也较明显。

  管道防腐涂敷过程中，磷化工艺通常由磷化、高压水洗、干燥三道工序组成，管道的涂敷工艺（包括磷化工艺）见图1。

  图1 钢管涂敷工艺（含磷化）

  磷化处理过程中产生的废水，经过“调节+中和除磷+A/OMBR+碳滤”磷化废水处理工艺处理后，出水水质达到国家标准规定的排放要求。

  磷化工艺在线涂敷试验

  3LPE涂层在线涂敷试验分为两个部分，钢管进行抛丸除锈，除锈等级Sa2.5，记为空白试验；钢管进行抛丸除锈、磷化处理，记为磷化试验。

  1钢管规格及涂层厚度

  在线涂敷试验用钢管规格、钢级、数量、以及涂层厚度等参数见表1和表2。

  表1试验用钢管规格

  表2 3LPE防腐层厚度参数

  注：焊缝处涂层最小厚度不能小于规定值的80%

  2原材料检验

  涂敷试验前，按相关标准要求对试验用原材料进行质量和工艺性能试验。检验结果见表3至表5。

  表3 3LPE涂层的环氧粉末的性能指标要求

  表4 胶粘剂的性能检测结果

  表5 聚乙烯专用料检测结果

  3LPE涂敷试验检测

  （1）在线试验检测

  检验磨料的清洁度，然后按照相关标准要求对防腐层进行漏点和剥离强度等项目进行检测，检验结果见表6至表8。

  表6 磷化试验现场钢管表面盐分检测（3LPE）

  注：试验时环境温度：27℃，环境湿度：30%

  表7 磷化前后钢管表面处理效果对比

  表8 3LPE涂层现场检测结果

  由表6至表8可知，由于钢管在场地存放时间长，其表面锈蚀严重，灰尘污染度和盐分含量较高，经抛丸除锈后钢管表面盐分含量均大于20 mg/m2，难以满足管道涂敷工艺技术要求，经磷化和高压水冲洗后，钢管表面盐分含量降至12.0~14.4mg/m2（E-138），小于15 mg/m2；除锈等级提高至Sa3，灰尘污染度达到1级，且对锚纹深度无显著影响，表明磷化处理显著提高了钢管表面的处理质量。

  3LPE涂层现场试验结果显示，50℃±5℃条件下，涂层剥离强度大于158 N/cm，大于指标要求的150 N/cm；采用25kV电压检漏，涂层无漏点，涂层整体性能达到了预期效果，满足管道涂敷工艺和现场施工技术要求。

  （2）涂层性能检测

  钢管涂敷完成后，按相关技术规范要求，由专业人员在试验管上切取不同规格的试件，进行涂层的性能检测，检测项目包括阴极剥离、弯曲试验以及热特性等，检验结果见表9。

  表9 3LPE涂层性能检测结果

  由上表3LPE涂层性能试验数据分析可知：

  涂层在-30℃时均具有良好的韧性；经过磷化工艺处理后，涂层和基材表面的附着力显著增加，提高了涂层抗阴极剥离能力。

  值得注意的是，在磷化喷淋后，如后续高压水冲洗不到位，基材表面残留的磷化液会严重影响涂层的附着力，即涂层阴极剥离效果会较差，达不到预期的效果。

  结论

  （1）磷化工艺能够有效清除基材表面锚纹中残留的锈蚀痕迹、含氯离子无机盐类、有机污染物和微小的灰尘等，为涂料涂装提供清洁的表面，提高了钢管表面处理质量。

  （2）磷化前后涂层性能检测结果显示，磷化后与3LPE涂层附着力相关的阴极剥离、弯曲试验和“X”型剥离等性能均有显著提高，表明经过磷化工艺处理后3LPE涂层整体附着效果良好。

  现场试验和涂层性能检测结果表明，磷化处理能够提高钢管表面处理质量，增强涂层与基体之间的附着力，为该工艺在海底管道防腐涂敷项目中推广应用提供了有力的支撑。