CN113848170B - 管道防腐层性能的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种管道防腐层性能的检测方法，属于管道保护领域。检测方法包括：提供管道样品，管道样品包括钢管的管壁和三层防腐结构，所述三层防腐结构包括依次涂覆在钢管的表面上的环氧粉末层、胶粘剂层、聚乙烯层；对管道样品进行耐热水浸泡试验；当管道样品通过耐热水浸泡试验时，对管道样品进行剥离强度试验；当管道样品通过剥离强度试验时，对三层防腐结构中的环氧粉末层进行热特性试验；当管道样品通过剥离强度试验时，确定三层防腐结构中的环氧粉末层是否存在降解；当三层防腐结构中的环氧粉末层通过热特性试验且没有降解时，确定三层防腐结构的性能合格。本公开筛选出的合格管道可以满足管道长期服役的要求，运输油气的安全性较高。
Description
技术领域
本公开涉及管道保护领域，特别涉及一种管道防腐层性能的检测方法。
背景技术
输送油气的管道一般采用3PE(Polyethylene，聚乙烯)防腐钢管实现。3PE防腐钢管包括钢管以及依次涂覆在钢管外的FBE(Fusion Bonding Epoxy Powder Coatings，环氧粉末)层、AD(Adhesive，胶粘剂)层、PE层形成的三层防腐结构。这种三层防腐结构具有良好的抗腐蚀性、抗水气渗透性和力学性能，对于石油管道的使用寿命至关重要。
目前三层防腐结构失效通常是由于FBE层与钢管分离导致。相关技术中，可以将管道样品放置在80℃的水中浸泡48小时，观察三层防腐结构在设定区域是否失去粘性(包括从钢管上剥离和在钢管上的附着力下降)，并测量三层防腐结构失去粘性部分的深度；也可以将管道样品上的三层防腐结构划开并撬起一端，从撬起的一端将三层防腐结构从钢管上剥离，并测量三层防腐结构的剥离强度。根据三层防腐结构失去粘性部分的深度或者三层防腐结构的剥离强度，可以对管道进行筛选。
但是相关技术并不能准确筛选出三层防腐结构性能合格的管道，管道的油气运输存在安全隐患。
发明内容
本公开实施例提供了一种管道防腐层性能的检测方法，可以提高管道三层防腐结构性能检测的准确性，保证管道运输的安全性。所述技术方案如下：
本公开实施例提供了一种管道防腐层性能的检测方法，所述检测方法包括：
提供管道样品，所述管道样品包括钢管的管壁和三层防腐结构，所述三层防腐结构包括依次涂覆在所述钢管的表面上的环氧粉末层、胶粘剂层、聚乙烯层；
对所述管道样品进行耐热水浸泡试验；
当所述管道样品通过耐热水浸泡试验时，对所述管道样品进行剥离强度试验；
当所述管道样品通过剥离强度试验时，对所述三层防腐结构中的环氧粉末层进行热特性试验；
当所述管道样品通过剥离强度试验时，确定所述三层防腐结构中的环氧粉末层是否存在降解；
当所述三层防腐结构中的环氧粉末层通过热特性试验且没有降解时，确定所述三层防腐结构的性能合格。
可选地，所述对所述管道样品进行耐热水浸泡试验，包括：
将所述管道样品放置在25℃～95℃的水中浸泡7天～120天；
从水中取出所述管道样品擦干，使所述管道样品的温度降低至环境温度；
根据所述三层防腐结构失去粘性部分的深度，确定所述管道样品是否通过耐热水试验；其中，所述三层防腐结构失去粘性部分的深度为，所述三层防腐结构失去粘性部分在粘性失去方向上的长度；所述粘性失去方向为所述三层防腐结构和所述钢管的交界面上，与所述管道样品的边缘垂直的方向。
可选地，所述根据所述三层防腐结构失去粘性部分的深度，确定所述管道样品是否通过耐热水试验，包括：
测量所述三层防腐结构失去粘性部分的深度最大值和深度平均值；
当所述三层防腐结构失去粘性部分的深度最大值在最大深度阈值以下，且所述三层防腐结构失去粘性部分的深度平均值在平均深度阈值以下时，确定所述管道样品通过耐热水试验。
可选地，所述最大深度阈值为3mm，所述平均深度阈值为2mm。
可选地，所述对所述管道样品进行剥离强度试验，包括：
将所述三层防腐结构从所述钢管上剥离，并确定所述三层防腐结构的剥离强度、以及所述三层防腐结构的破坏形式；
根据所述剥离强度和所述破坏形式，确定所述管道样品是否通过剥离强度试验。
可选地，所述根据所述剥离强度和所述破坏形式，确定所述管道样品是否通过剥离强度试验，包括：
若所述三层防腐结构的非边缘区域失去粘性，且所述剥离强度在23℃时大于100N/cm，则确定所述管道样品通过剥离强度试验；
若所述三层防腐结构在剥离的过程中断开，且所述剥离强度在23℃时大于100N/cm，则确定所述管道样品通过剥离强度试验。
可选地，所述对所述三层防腐结构中的环氧粉末层进行热特性试验，包括：
对所述三层防腐结构交替进行加热和急冷，并在加热和急冷的过程中对所述三层防腐结构中的环氧粉末层进行热扫描；
根据热扫描的结果，确定所述三层防腐结构中的环氧粉末层在玻璃化转变过程中的温度中值和温度变化值；
当所述三层防腐结构中的环氧粉末层在玻璃化转变过程中的温度中值在温度中值阈值以上，且所述三层防腐结构中的环氧粉末层在玻璃化转变过程中的温度变化值在温度变化阈值以下时，确定所述三层防腐结构中的环氧粉末层通过热特性试验。
可选地，所述温度中值阈值为95℃，所述温度变化阈值为5℃。
可选地，所述确定所述三层防腐结构中的环氧粉末层是否存在降解，包括：
确定所述三层防腐结构中的环氧粉末层的表面形态；
所述三层防腐结构中的环氧粉末层的表面没有变色并且连成一片，表示所述三层防腐结构中的环氧粉末层没有降解；
所述三层防腐结构中的环氧粉末层的表面出现变色和分成多片中的至少一种，表示所述三层防腐结构中的环氧粉末层存在降解。
可选地，所述确定所述三层防腐结构中的环氧粉末层的表面形态，包括：
利用显微镜观察所述三层防腐结构中的环氧粉末层的表面形态。
本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
在提供管道样品之后，先对管道样品进行耐热水浸泡试验，管道样品处于温度和湿度都很高的环境中，与管道使用过程中所处的环境保持一致，可以在对管道样品的三层防腐结构进行性能检测的同时，模拟出管道使用环境对管道三层防腐结构性能的影响，使得管道样品的三层防腐结构的性能发生跟管道使用环境作用一致的改变，检测结果可以比较准确地反映管道三层防腐结构在使用过程中的性能。再在管道样品通过耐热水浸泡试验之后，对管道样品进行剥离强度试验，可以在对管道样品的三层防腐结构进行性能检测的同时，确保三层防腐结构从钢管上剥离。然后在管道样品通过剥离强度试验之后，一方面对三层防腐结构中的环氧粉末层进行热特性试验，另一方面确定三层防腐结构中的环氧粉末层是否存在降解，可以分别从两个不同的方面对管道样品的三层防腐结构进行性能检测。最后当三层防腐结构中的环氧粉末层通过热特性试验且没有降解时，确定三层防腐结构的性能合格，此时确定性能合格的三层防腐结构已经通过耐热水浸泡试验、剥离强度试验和热特性试验，并且没有降解，在多个方面上的性能都已达标。也就是说，本申请实施例是综合考虑三层防腐结构在各个方面的性能是否同时达标，从而大幅提高合格管道的判断标准，进而有效提升筛选出合格管道三层防腐结构的性能，确保准确筛选出的合格管道的三层防腐结构性能，提高管道运输油气的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本公开实施例提供的3PE防腐钢管的结构示意图；
图2是本公开实施例提供的一种管道防腐层性能的检测方法的流程图；
图3是本公开实施例提供的管道样品的结构示意图；
图4是本公开实施例提供的管道样品经过耐热水浸泡试验之后的结构示意图；
图5是本公开实施例提供的管道样品经过剥离强度试验之后的结构示意图；
图6是本公开实施例提供的一种管道防腐层性能的检测方法的流程图。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
石油和天然气采用管道作为运输工具，实现从生产地到市场的长距离输送。石油和天然气都是易燃易爆的危险品，很容易由于管道腐蚀、内部压力与冲击力等的变化，而发生爆炸、泄漏和热辐射现象，因此需要管道具有良好的抗腐蚀性、抗水气渗透性和力学性能。目前管道采用3PE防腐钢管实现。图1为本公开实施例提供的3PE防腐钢管的结构示意图。参见图1，3PE防腐钢管包括钢管10以及依次涂覆在钢管10外的FBE层21、AD层22、PE层23形成的三层防腐结构20。如果三层防腐结构20失效，则钢管10很容易被腐蚀，导致管道存在爆炸、泄漏等安全隐患。因此，需要对三层防腐结构的性能进行检测，以筛选出合格的管道输送石油和天然气。
相关技术筛选出的合格管道，在埋在地下使用3～5年之后都出现了三层防腐结构整体从钢管上剥离而导致三层防腐结构失效的情况。但是同批次的管道存放在地上3～5年之后仍然符合相关技术中对于合格管道的筛选要求，这表明相关技术筛选合格管道的准确度和可靠度不够，无法满足管道长期服役的要求。采用筛选出的合格管道运输油气，存在安全隐患。
基于上述情况，本公开实施例提供了一种管道防腐层性能的检测方法。图2为本公开实施例提供的一种管道防腐层性能的检测方法的流程图。参见图2，该检测方法包括：
步骤101：提供管道样品。
图3为本公开实施例提供的管道样品的结构示意图。参见图3，在本公开实施例中，管道样品包括钢管10的管壁和三层防腐结构20，三层防腐结构20包括依次涂覆在钢管10的表面上的环氧粉末层21、胶粘剂层22、聚乙烯层23。
步骤102：对管道样品进行耐热水浸泡试验。
同批次的管道，一部分埋在地下使用，另一部分存放在地上没有使用，经过3～5年之后的情况却相差很远。埋在地下使用的管道上三层防腐结构整体剥离而失效，存放在地上没有使用的管道内三层防腐结构和钢管之间的粘结情况良好。
造成上述不同的主要原因在于，管道所处的环境不同。埋在地下使用的管道一直在运输石油，石油的运输温度需要高于大气温度，使得埋在地下使用的管道所处环境的温度也高于大气温度。而且埋在地下使用的管道所处环境中的湿度也高于大气湿度。而存放在地上没有使用的管道处于大气环境中，温度和湿度都低于埋在地下使用的管道所处的环境。
通过对管道样品进行耐热水浸泡试验，使得管道样品处于温度和湿度都很高的环境中，与管道使用过程中所处的环境保持一致，可以模拟管道使用环境对管道三层防腐结构性能的影响，有利于准确检测管道三层防腐结构的性能。而且通过对管道样品进行耐热水浸泡试验，也可以对管道三层防腐结构的性能进行检测，得到管道三层防腐结构的一种性能指标。
图4为本公开实施例提供的管道样品经过耐热水浸泡试验之后的结构示意图。参见图4，管道样品的部分区域在经过耐热水浸泡试验之后，三层防腐结构20和钢管10之间可能会失去粘结而出现间隙。
步骤103：当管道样品通过耐热水浸泡试验时，对管道样品进行剥离强度试验。
通过对管道样品进行剥离强度试验，一方面可以对管道三层防腐结构的性能进行检测，得到管道三层防腐结构的一种性能指标。而且对管道样品进行剥离强度试验是在管道样品通过耐热水浸泡试验之后进行的，管道样品进行剥离强度试验之前已经经历过与管道使用过程一致的环境，三层防腐结构的性能已经受到跟管道使用环境一致的作用和影响而发生改变，因此检测结果可以比较准确地反映管道三层防腐结构在使用过程中的性能。
另一方面，通过对管道样品进行剥离强度试验，可以确保三层防腐结构从钢管上剥离，以便进一步对三层防腐结构粘附在钢管上的表面进行性能检测，得到管道三层防腐结构其它的性能指标，从而可以综合管道三层防腐结构的多种性能指标确定管道三层防腐结构的性能，提高管道三层防腐结构性能检测的准确度。而且管道样品的部分区域在经过耐热水浸泡试验之后，三层防腐结构和钢管之间可能会失去粘结而出现间隙，此时正好可以利用三层防腐结构和钢管之间的间隙，将三层防腐结构从钢管上剥离，方便实现。
另外，只有当管道样品通过耐热水浸泡试验时，才对管道样品进行剥离强度试验，进一步验证管道样品三层防腐结构的性能是否合格，在提高管道三层防腐结构性能检测准确度的同时，还可以直接排除未通过耐热水浸泡试验的管道样品，节省试验资源，降低实现成本。
图5为本公开实施例提供的管道样品经过剥离强度试验之后的结构示意图。参见图5，管道样品的部分区域经过剥离强度试验之后，三层防腐结构20已经从钢管10上剥离。
步骤104：当管道样品通过剥离强度试验时，对三层防腐结构中的环氧粉末层进行热特性试验。
步骤105：当管道样品通过剥离强度试验时，确定三层防腐结构中的环氧粉末层是否存在降解。
对三层防腐结构中的环氧粉末层进行热特性试验，与确定三层防腐结构中的环氧粉末层是否存在降解，分别从两个方面对管道三层防腐结构的性能进行检测，得到管道三层防腐结构的两种性能指标，有利于准确检测管道三层防腐结构的性能。而且对三层防腐结构中的环氧粉末层进行热特性试验，以及确定三层防腐结构中的环氧粉末层是否存在降解，都是在管道样品通过剥离强度试验之后进行的，而管道样品通过剥离强度试验又是在管道样品通过耐热水浸泡试验之后进行的，三层防腐结构中的环氧粉末层在检测之前已经经历过与管道使用过程一致的环境，三层防腐结构的性能已经受到跟管道使用环境一致的作用和影响而发生改变，检测结果可以比较准确地反映管道三层防腐结构在使用过程中的性能。
另外，只有当管道样品通过剥离强度试验时，才对三层防腐结构中的环氧粉末层进行热特性试验，以及确定三层防腐结构中的环氧粉末层是否存在降解，进一步验证管道样品三层防腐结构的性能是否合格，在提高管道三层防腐结构性能检测准确度的同时，还可以直接排除未通过剥离强度试验的管道样品，节省试验资源，降低实现成本。
步骤106：当三层防腐结构中的环氧粉末层通过热特性试验且没有降解时，确定三层防腐结构的性能合格。
当三层防腐结构中的环氧粉末层通过热特性试验且没有降解时，才确定三层防腐结构的性能合格，而且对三层防腐结构中的环氧粉末层进行热特性试验，以及确定三层防腐结构中的环氧粉末层是否存在降解，都是在管道样品通过剥离强度试验之后进行的，而管道样品通过剥离强度试验又是在管道样品通过耐热水浸泡试验之后进行的，也就是说，确定性能合格的三层防腐结构已经通过耐热水浸泡试验、剥离强度试验和热特性试验，并且没有降解，在多个方面上的性能都已达标。由于确定合格管道时充分考虑到管道三层防腐结构的多种性能指标，因此可以准确筛选出合格管道。
本公开实施例在提供管道样品之后，先对管道样品进行耐热水浸泡试验，管道样品处于温度和湿度都很高的环境中，与管道使用过程中所处的环境保持一致，模拟出管道使用环境对管道三层防腐结构性能的影响，使得管道样品的三层防腐结构的性能发生跟管道使用环境作用一致的改变，检测结果可以比较准确地反映管道三层防腐结构在使用过程中的性能，并且对管道样品进行耐热水浸泡试验，可以得到管道三层防腐结构的一种性能指标。再在管道样品通过耐热水浸泡试验之后，对管道样品进行剥离强度试验，可以将三层防腐结构从钢管上剥离，并且对管道样品进行剥离强度试验，可以得到管道三层防腐结构的另一种性能指标。然后在管道样品通过剥离强度试验之后，对三层防腐结构中的环氧粉末层进行热特性试验，以及确定三层防腐结构中的环氧粉末层是否存在降解，可以得到管道三层防腐结构的两种性能指标。最后在三层防腐结构中的环氧粉末层通过热特性试验且没有降解时，确定三层防腐结构的性能合格，综合考虑到管道三层防腐结构的多种性能指标，大幅提高了合格管道的判断标准，从而有效提升了筛选出合格管道三层防腐结构的性能，进而保证筛选出的合格管道的三层防腐结构性能可以满足管道长期服役的要求，提高管道运输油气的安全性。
图6为本公开实施例提供的一种管道防腐层性能的检测方法的流程图。参见图6，该检测方法包括：
步骤201：提供管道样品。
在本公开实施例中，管道样品包括钢管的管壁和三层防腐结构，三层防腐结构包括依次涂覆在钢管的表面上的环氧粉末层、胶粘剂层、聚乙烯层。
可选地，该步骤201包括：
从3PE防腐钢管上截取管道样品。
从3PE防腐钢管上截取管道样品进行检验，可以有效降低检测量。
可选地，当3PE防腐钢管的直径小于或等于设定值时，管道样品中钢管的管壁呈圆环形；当3PE防腐钢管的直径大于设定值时，管道样品中钢管的管壁呈扇环形。
在本公开实施例中，圆环形为两个直径大小不同的同心圆围成的形状，扇环形为圆环形被扇形截取的部分。
当3PE防腐钢管的直径较小时，直接从3PE防腐钢管上截取整段钢管，此时管道样品中的管壁呈圆环形，即管道样品在管道的周向上的长度等于3PE防腐钢管的周长，实现上比较方便；当3PE防腐钢管的直径较大时，从3PE防腐钢管上截取钢管的部分管壁，此时管道样品中的管壁呈扇环形，即管道样品在管道的周向上的长度小于3PE防腐钢管的周长，实现难度较低，而且可以有效降低检测量。
示例性地，设定值为76mm。
示例性地，管道样品在管道的径向上的长度等于钢管的管壁和三层防腐结构的厚度之和。
管道样品在管道的径向上保持原样，只是在管道的轴向和周向上进行截取，操作上比较方便，实现上比较容易；而且有利于保持三层防腐结构的原样，提高三层防腐结构性能检测的准确性。
可选地，管道样品在管道的轴向上的长度大于管道样品在管道的周向上的长度。
示例性地，如图3所示，管道样品在管道的轴向上的长度a为150mm；如果3PE防腐钢管的直径大于设定值，则即管道样品在管道的周向上的长度b为100mm。
在实际应用中，从3PE防腐钢管上截取管道样品之后，利用水砂纸打磨管道样品的边缘，直到管道样品的边缘光滑无缺陷，以排除其它因素的干扰，准确检测钢管三层防腐结构的性能。
示例性地，管道样品的数量在3个以上。
同时对多个管道样品进行检测，以排除个别特例的影响，提高检测结果的准确度。
步骤202：对管道样品进行耐热水浸泡试验。当管道样品通过耐热水浸泡试验时，执行步骤203；当管道样品未通过耐热水浸泡试验时，执行步骤207。
可选地，该步骤202包括：
将管道样品放置在25℃～95℃的水中浸泡7天～120天；
从水中取出管道样品擦干，使管道样品的温度降低至环境温度；
根据三层防腐结构失去粘性部分的深度，确定管道样品是否通过耐热水试验。
在本公开实施例中，如图4所示，三层防腐结构失去粘性部分的深度h为，三层防腐结构失去粘性部分在粘性失去方向上的长度。粘性失去方向为三层防腐结构和钢管的交界面上，与管道样品的边缘垂直的方向。
将管道样品在水中浸泡的时间从48小时延长至7天～120天，管道样品长时间处于这个与管道湿热运行工况一致的高温度高湿度环境中，这个高温度高湿度环境可以充分影响管道样品的三层防腐结构性能，使得管道样品的三层防腐结构性能变成与长期服役管道的三层防腐结构性能一样，从而准确反映出管道长期服役之后三层防腐结构的性能，进而可以准确检测出管道三层防腐结构的性能。
示例性地，管道样品放置在80℃的水中浸泡28天，实现效果较好。
在实际应用中，水面在管道样品上至少50mm，以确保管道样品充分浸泡在水中。
三层防腐结构失去粘性部分的深度，只考虑与管道样品的边缘之间的距离超过5mm的区域，即不考虑与管道样品的边缘之间的距离在5mm以内的区域的三层防腐结构的失去粘性部分。
示例性地，浸泡管道样品的水为蒸馏水或者去离子水。
蒸馏水或者去离子水的成分单一，可以有效避免杂质对管道样品的不同影响，保证处理结果的稳定性。
可选地，根据三层防腐结构失去粘性部分的深度，确定管道样品是否通过耐热水试验，包括：
测量三层防腐结构失去粘性部分的深度最大值和深度平均值；
当三层防腐结构失去粘性部分的深度最大值在最大深度阈值以下，且三层防腐结构失去粘性部分的深度平均值在平均深度阈值以下时，确定管道样品通过耐热水试验。
分别测量三层防腐结构失去粘性部分的深度最大值和深度平均值，从而可以根据三层防腐结构失去粘性部分的深度最大值和深度平均值，确定管道样品是否通过耐热水试验。由于管道样品是否通过耐热水试验同时从深度最大值和深度平均值两个维度进行评判，因此试验结果的准确度和可靠度较高。
示例性地，最大深度阈值为3mm。
如果三层防腐结构失去粘性部分的深度最大值超过3mm，则说明三层防腐结构的部分区域已经完全从钢管上剥离，此时三层防腐结构已经失效，因此管道不合格。
示例性地，平均深度阈值为2mm。
如果三层防腐结构失去粘性部分的深度平均值超过2mm，则说明三层防腐结构的大部分区域已经基本上从钢管上剥离，此时三层防腐结构已经失效，因此管道不合格。
步骤203：对管道样品进行剥离强度试验。当管道样品通过剥离强度试验时，执行步骤204和步骤205；当管道样品未通过剥离强度试验时，执行步骤207。
可选地，该步骤203包括：
将三层防腐结构从钢管上剥离，并确定三层防腐结构的剥离强度、以及三层防腐结构的破坏形式；
根据剥离强度和破坏形式，确定管道样品是否通过剥离强度试验。
在本公开实施例中，剥离强度是指粘贴在一起的材料，从接触面进行单位宽度剥离时所需要的最大力，用于反映材料的粘结强度。
分别确定三层防腐结构的剥离强度、以及三层防腐结构的破坏形式，从而可以根据三层防腐结构的剥离强度、以及三层防腐结构的破坏形式，确定管道样品是否通过剥离强度试验。由于管道样品是否通过剥离强度试验同时从剥离强度、以及三层防腐结构的破坏形式两个维度进行评判，因此试验结果的准确度和可靠度较高。
可选地，根据剥离强度和破坏形式，确定管道样品是否通过剥离强度试验，包括：
若三层防腐结构的非边缘区域失去粘性，且剥离强度在23℃时大于100N/cm，则确定管道样品通过剥离强度试验；
若三层防腐结构在剥离的过程中断开，且剥离强度在23℃时大于100N/cm，则确定管道样品通过剥离强度试验。
如果三层防腐结构的破坏形式为三层防腐结构的非边缘区域失去粘性，则说明三层防腐结构还是可以对钢管起到保护作用，因此管道合格。如果三层防腐结构的破坏形式为三层防腐结构在剥离的过程中断开，则说明三层防腐结构和钢管之间的粘性很好，因此管道合格。
在实际应用中，三层防腐结构的破坏形式还有三层防腐结构的FBE和AD之间剥离、三层防腐结构的FBE和钢管之间剥离、三层防腐结构的PE直接断裂等，此时说明三层防腐结构的原材料质量、涂敷工艺等存在问题，因此管道不合格。
另外，如果三层防腐而机构的剥离强度在23℃时大于100N/cm，则说明三层防腐结构与钢管之间的粘附性很强，可以对钢管起到保护作用，因此管道合格。如果三层防腐结构的剥离强度在23℃时小于100N/cm，则说明三层防腐结构很容易从钢管上剥离，此时三层防腐结构基本上失效，因此管道不合格。
步骤204：对三层防腐结构中的环氧粉末层进行热特性试验。当三层防腐结构中的环氧粉末层没有通过热特性试验时，执行步骤207。
可选地，该步骤204包括：
对三层防腐结构交替进行加热和急冷，并在加热和急冷的过程中对三层防腐结构中的环氧粉末层进行热扫描；
根据热扫描的结果，确定三层防腐结构中的环氧粉末层在玻璃化转变过程中的温度中值和温度变化值；
当三层防腐结构中的环氧粉末层在玻璃化转变过程中的温度中值在温度中值阈值以上，且三层防腐结构中的环氧粉末层在玻璃化转变过程中的温度变化值在温度变化阈值以下时，确定三层防腐结构中的环氧粉末层通过热特性试验。
在本公开实施例中，急冷为紧急冷却，在设定时间内将温度降低至设定温度以下。温度中值为一条热扫描线上各个温度值的中值，温度变化值为两条热扫描线的温度中值之间的变化值。
分别确定三层防腐结构中的环氧粉末层在玻璃化转变过程中的温度中值和温度的变化值，从而可以根据三层防腐结构中的环氧粉末层在玻璃化转变过程中的温度中值和温度的变化值，确定三层防腐结构中的环氧粉末层是否通过热特性试验。由于三层防腐结构中的环氧粉末层是否通过热特性试验同时从三层防腐结构中的环氧粉末层在玻璃化转变过程中的温度中值和温度的变化值两个维度进行评判，因此试验结果的准确度和可靠度较高。
示例性地，温度中值阈值为95℃。
如果三层防腐结构中的环氧粉末层在玻璃化转变过程中的温度中值小于95℃，则说明环氧粉末层的性能不稳定，因此管道不合格。
示例性地，温度变化阈值为5℃。
如果三层防腐结构中的环氧粉末层在玻璃化转变过程中的温度变化值大于5℃，则说明环氧粉末层在玻璃化转变过程中的温度变化较大，性能不稳定，因此管道不合格。
步骤205：确定三层防腐结构中的环氧粉末层是否存在降解。当三层防腐结构中的环氧粉末层存在降解时，执行步骤207。
可选地，该步骤205包括：
确定三层防腐结构中的环氧粉末层的表面形态；
三层防腐结构中的环氧粉末层的表面没有变色并且连成一片，表示三层防腐结构中的环氧粉末层没有降解；
三层防腐结构中的环氧粉末层的表面出现变色和分成多片中的至少一种，表示三层防腐结构中的环氧粉末层存在降解。
直接根据三层防腐结构中的环氧粉末层的表面形态，确定三层防腐结构中的环氧粉末层是否降解，简单方便。
可选地，确定三层防腐结构中的环氧粉末层的表面形态，包括：
利用显微镜观察三层防腐结构中的环氧粉末层的表面形态。
通过显微镜放大三层防腐结构中的环氧粉末层的表面，方便确定三层防腐结构中的环氧粉末层的表面形态。
示例性地，显微镜的倍数为40倍。
采用40倍的显微镜观察三层防腐结构中的环氧粉末层的表面形态，既能保证观察的清晰度，又能兼顾观察区域，实现效果佳。
步骤206：当三层防腐结构中的环氧粉末层通过热特性试验且没有降解时，确定三层防腐结构的性能合格。
步骤207：确定三层防腐结构的性能不合格。
本公开实施例在提供管道样品之后，先对管道样品进行耐热水浸泡试验，管道样品处于温度和湿度都很高的环境中，与管道使用过程中所处的环境保持一致，模拟出管道使用环境对管道三层防腐结构性能的影响，使得管道样品的三层防腐结构的性能发生跟管道使用环境作用一致的改变，检测结果可以比较准确地反映管道三层防腐结构在使用过程中的性能，并且对管道样品进行耐热水浸泡试验，可以得到管道三层防腐结构的一种性能指标。再在管道样品通过耐热水浸泡试验之后，对管道样品进行剥离强度试验，可以将三层防腐结构从钢管上剥离，并且对管道样品进行剥离强度试验，可以得到管道三层防腐结构的另一种性能指标。然后在管道样品通过剥离强度试验之后，对三层防腐结构中的环氧粉末层进行热特性试验，以及确定三层防腐结构中的环氧粉末层是否存在降解，可以得到管道三层防腐结构的两种性能指标。最后在三层防腐结构中的环氧粉末层通过热特性试验且没有降解时，确定三层防腐结构的性能合格，综合考虑到管道三层防腐结构的多种性能指标，大幅提高了合格管道的判断标准，从而有效提升了筛选出合格管道三层防腐结构的性能，进而保证筛选出的合格管道的三层防腐结构性能可以满足管道长期服役的要求，提高管道运输油气的安全性。
另外，只有当管道样品通过耐热水浸泡试验时，才对管道样品进行剥离强度试验，只有当管道样品通过剥离强度试验时，才对三层防腐结构中的环氧粉末层进行热特性试验，以及确定三层防腐结构中的环氧粉末层是否存在降解，进一步验证管道样品三层防腐结构的性能是否合格，在综合考虑到管道三层防腐结构的多种性能指标，提高管道三层防腐结构性能检测准确度的同时，还可以直接排除未通过耐热水浸泡试验和剥离强度试验的管道样品，节省试验资源，降低实现成本。
在本公开实施例的一种实现方式中，从3PE防腐钢管(直径为813mm，钢管的管壁和三层防腐结构的厚度之和为8.7mm)上冷切三个管道样品(在管道的轴向上的长度为150mm，在管道的周向上的长度为100mm，在管道的径向上的长度为8.7mm)，将管道样品的边缘用水砂纸打磨至光滑无缺陷。对管道样品进行耐热水浸泡试验，三层防腐结构没有失去粘性的部分，通过耐热水浸泡试验。对管道样品进行剥离强度试验，三层防腐结构的破坏形式为三层防腐结构的非边缘区域失去粘性，且剥离强度在23℃时为118.54N/cm，通过剥离强度试验。对三层防腐结构中的环氧粉末层进行热特性试验，发现三层防腐结构中的环氧粉末层在玻璃化转变过程中的温度中值在95℃以上，三层防腐结构中的环氧粉末层在玻璃化转变过程中的温度变化值在5℃以下。同时确定三层防腐结构中的环氧粉末层是否存在降解，发现三层防腐结构中的环氧粉末层没有降解，因此确定管道合格。具体检测结果如下表1所示：
表1 3PE防腐管(φ813mm×8.7mm)综合评价
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在本公开实施例的另一种实现方式中，从3PE防腐钢管(直径为711mm，钢管的管壁和三层防腐结构的厚度之和为7.1mm)上冷切三个管道样品(在管道的轴向上的长度为150mm，在管道的周向上的长度为100mm，在管道的径向上的长度为7.1mm)，将管道样品的边缘用水砂纸打磨至光滑无缺陷。对管道样品进行耐热水浸泡试验，三层防腐结构与钢管整体失去粘结，未通过耐热水浸泡试验。这说明水分子的出现在很大程度上影响了FBE与钢管之间的粘接，因此确定管道不合格。
继续对管道样品进行剥离强度试验，三层防腐结构的破坏形式为三层防腐结构与钢管之间剥离，且剥离强度在23℃时为0N/cm，未通过剥离强度试验。对三层防腐结构中的环氧粉末层进行热特性试验，并确定三层防腐结构中的环氧粉末层是否存在降解，发现三层防腐结构中的环氧粉末层的表面有大量杂质。具体检测结果如下表2所示：
表2 3PE防腐管(φ711mm×7.1mm)综合评价
在本公开实施例的又一种实现方式中，从3PE防腐钢管(直径为355mm，钢管的管壁和三层防腐结构的厚度之和为6.4mm)上冷切三个管道样品(在管道的轴向上的长度为150mm，在管道的周向上的长度为100mm，在管道的径向上的长度为6.4mm)，将管道样品的边缘用水砂纸打磨至光滑无缺陷。对管道样品进行耐热水浸泡试验，三层防腐结构没有失去粘性的部分，通过耐热水浸泡试验。对管道样品进行剥离强度试验，三层防腐结构的破坏形式为三层防腐结构的PE直接断裂，且剥离强度在23℃时为80.04N/cm，未通过剥离强度试验，确定管道不合格。
继续对三层防腐结构中的环氧粉末层进行热特性试验，并确定三层防腐结构中的环氧粉末层是否存在降解。具体检测结果如下表3所示：
表3 3PE防腐管(φ355mm×6.4mm)综合评价
以上所述仅为本公开的可选实施例，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种管道防腐层性能的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括：
提供管道样品，所述管道样品包括钢管的管壁和三层防腐结构，所述三层防腐结构包括依次涂覆在所述钢管的外表面上的环氧粉末层、胶粘剂层、聚乙烯层，所述管道样品是从3PE防腐钢管上截取的；
将所述管道样品放置在25℃～95℃的水中浸泡7天～120天；
从水中取出所述管道样品擦干，使所述管道样品的温度降低至环境温度；
测量所述三层防腐结构失去粘性部分的深度最大值和深度平均值，所述三层防腐结构失去粘性部分的深度为，所述三层防腐结构失去粘性部分在粘性失去方向上的长度；所述粘性失去方向为所述三层防腐结构和所述钢管的交界面上，与所述管道样品的边缘垂直的方向；
当所述三层防腐结构失去粘性部分的深度最大值在最大深度阈值以下，且所述三层防腐结构失去粘性部分的深度平均值在平均深度阈值以下时，确定所述管道样品通过耐热水试验；
当所述管道样品通过耐热水浸泡试验时，对所述管道样品进行剥离强度试验；
当所述管道样品通过剥离强度试验时，对所述三层防腐结构中的环氧粉末层进行热特性试验；
当所述管道样品通过剥离强度试验时，确定所述三层防腐结构中的环氧粉末层是否存在降解；
当所述三层防腐结构中的环氧粉末层通过热特性试验且没有降解时，确定所述三层防腐结构的性能合格。
2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述最大深度阈值为3mm，所述平均深度阈值深度为2mm。
3.根据权利要求1或2所述的检测方法，其特征在于，所述对所述管道样品进行剥离强度试验，包括：
将所述三层防腐结构从所述钢管上剥离，并确定所述三层防腐结构的剥离强度、以及所述三层防腐结构的破坏形式；
根据所述剥离强度和所述破坏形式，确定所述管道样品是否通过剥离强度试验。
4.根据权利要求3所述的检测方法，其特征在于，所述根据所述剥离强度和所述破坏形式，确定所述管道样品是否通过剥离强度试验，包括：
若所述三层防腐结构的非边缘区域失去粘性，且所述剥离强度在23℃时大于100N/cm，则确定所述管道样品通过剥离强度试验；
若所述三层防腐结构在剥离的过程中断开，且所述剥离强度在23℃时大于100N/cm，则确定所述管道样品通过剥离强度试验。
5.根据权利要求1或2所述的检测方法，其特征在于，所述对所述三层防腐结构中的环氧粉末层进行热特性试验，包括：
对所述三层防腐结构交替进行加热和急冷，并在加热和急冷的过程中对所述三层防腐结构中的环氧粉末层进行热扫描；
根据热扫描的结果，确定所述三层防腐结构中的环氧粉末层在玻璃化转变过程中的温度中值和温度变化值；
当所述三层防腐结构中的环氧粉末层在玻璃化转变过程中的温度中值在温度中值阈值以上，且所述三层防腐结构中的环氧粉末层在玻璃化转变过程中的温度变化值在温度变化阈值以下时，确定所述三层防腐结构中的环氧粉末层通过热特性试验。
6.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述温度中值阈值为95℃，所述温度变化阈值为5℃。
7.根据权利要求1或2所述的检测方法，其特征在于，所述确定所述三层防腐结构中的环氧粉末层是否存在降解，包括：
确定所述三层防腐结构中的环氧粉末层的表面形态；
所述三层防腐结构中的环氧粉末层的表面没有变色并且连成一片，表示所述三层防腐结构中的环氧粉末层没有降解；
所述三层防腐结构中的环氧粉末层的表面出现变色和分成多片中的至少一种，表示所述三层防腐结构中的环氧粉末层存在降解。
8.根据权利要求7所述的检测方法，其特征在于，所述确定所述三层防腐结构中的环氧粉末层的表面形态，包括：
利用显微镜观察所述三层防腐结构中的环氧粉末层的表面形态。
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