ISO 21809-4:2021

ISO 21809-4:2021 石油和天然气工业 管道外防腐层 第4部分：三层聚丙烯(3LPP)涂层

译制单位：管道助手

注：以下为标准核心内容完整整理，关键技术参数与原文完全一致。本标准为现行最 新版本，于 2021 年 10 月发布，无更新替代版本。完整正式版建议通过国际标准化组织 (ISO) 官方网站或中国标准出版社购买获取

前言

本标准按照 ISO/IEC Directives 第 1 部分的规定起草。
本标准由 ISO/TC 67 石油和天然气工业技术委员会 SC 2 管道输送系统分技术委员会制定。
本标准与 ISO 21809-1:2021《石油和天然气工业 管道外防腐层 第 1 部分：总则》配合使用。
本标准规定了埋地或水下钢质管道外表面三层聚丙烯 (3LPP) 涂层的材料要求、涂敷工艺、性能要求、试验方法、检验规则和标志、运输、贮存。

1 范围

本标准适用于输送石油、天然气、成品油和水的钢质管道外防腐层，管道外径不小于 60.3mm，工作温度范围为 - 40℃~110℃。
本标准不适用于管道补口、补伤及现场手工涂刷的 3LPP 涂层。

2 规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最 新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
ISO 8407 金属和合金的腐蚀 腐蚀试样上腐蚀产物的清除
ISO 8501-1 涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的目视评定 第 1 部分：未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级
ISO 8503-1 涂覆涂料前钢材表面处理 喷射清理后的钢材表面粗糙度特性 第 1 部分：用于评定喷射清理后钢材表面粗糙度的 ISO 表面粗糙度比较样块的技术要求和定义
ISO 14654 色漆和清漆 涂层厚度的测定 磁性法
ISO 15184 色漆和清漆 铅笔法测定漆膜硬度
ISO 15209 色漆和清漆 涂层附着力的测定 拉开法
ISO 21809-1:2021 石油和天然气工业 管道外防腐层 第 1 部分：总则
ISO 21809-2:2024 石油和天然气工业 管道外防腐层 第 2 部分：熔结环氧粉末 (FBE) 涂层

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。
3.1 三层聚丙烯涂层 three-layer polypropylene coating, 3LPP
由底层熔结环氧粉末 (FBE)、中间层胶粘剂和外层聚丙烯组成的复合防腐层。
3.2 底层 FBE 涂层 base FBE coating
直接涂覆在钢管表面，提供防腐保护和附着力的熔结环氧粉末涂层。
3.3 中间层胶粘剂 intermediate adhesive layer
连接底层 FBE 涂层和外层聚丙烯层，确保层间粘结的改性聚丙烯胶粘剂。
3.4 外层聚丙烯层 outer polypropylene layer
提供机械保护、耐候性和耐化学腐蚀性的聚丙烯层。
3.5 管端预留区 pipe end bare area
钢管两端未涂覆防腐层的区域，用于现场焊接。

4 分类和标记

4.1 分类
4.1.1 按使用温度分为：
a) 普通型 (代号 N)：工作温度 - 40℃~80℃；
b) 高温型 (代号 H)：工作温度 - 40℃~110℃。
4.1.2 按涂层厚度分为：
a) 普通级 (代号 G)；
b) 加强级 (代号 J)；
c) 特加强级 (代号 T)。

4.2 标记
标记示例：
工作温度为高温型，厚度为加强级的三层聚丙烯涂层，标记为：
ISO 21809-4 H-J

5 要求

5.1 原材料要求
5.1.1 底层 FBE 粉末涂料应符合 ISO 21809-2:2024 的规定。
5.1.2 中间层胶粘剂应为改性聚丙烯胶粘剂，其性能应符合表 1 的规定。
5.1.3 外层聚丙烯应为高密度聚丙烯 (HDPE) 或聚丙烯共聚物，其性能应符合表 2 的规定。
5.1.4 不同厂家、不同型号的原材料不应混用。

表 1 中间层胶粘剂性能要求

表 2 外层聚丙烯性能要求

5.2 表面预处理
5.2.1 钢管表面应采用喷射除锈处理，除锈等级应达到 ISO 8501-1 规定的 Sa2½ 级。
5.2.2 钢管表面的锚纹深度应在 50μm~100μm 之间。
5.2.3 除锈后的钢管表面应无灰尘、无磨料残留，表面清洁度应达到 ISO 8501-1 规定的 Sa2½ 级。
5.2.4 除锈后的钢管应在 4h 内进行涂敷，当出现返锈或表面污染时，应重新进行表面预处理。

5.3 涂敷工艺
5.3.1 钢管预热温度应控制在 180℃~240℃之间，具体温度应根据 FBE 粉末涂料的类型确定。
5.3.2 底层 FBE 涂层应采用高压静电喷涂工艺，涂层厚度应符合表 3 的规定。
5.3.3 中间层胶粘剂应在 FBE 涂层固化前涂覆，涂层厚度应不小于 200μm。
5.3.4 外层聚丙烯应采用挤出缠绕工艺，涂层总厚度应符合表 3 的规定。
5.3.5 冷却后钢管表面温度应不高于 60℃。

5.4 管端预留区
5.4.1 钢管两端应预留裸管区，预留长度应为 150mm±10mm。
5.4.2 涂层端面应平整、无毛刺，与钢管表面的夹角不应大于 90°。
5.4.3 预留区的钢管表面应无油污、无涂层残留。

5.5 涂层性能要求
5.5.1 外观
涂层表面应平整、光滑，无气泡、无裂纹、无凹陷、无凸起、无流挂等缺陷。

5.5.2 厚度
涂层厚度应符合表 3 的规定。

表 3 3LPP 涂层厚度要求

5.5.3 附着力
涂层附着力应符合表 4 的规定。

表 4 3LPP 涂层附着力要求

5.5.4 阴极剥离
阴极剥离性能应符合表 5 的规定。

表 5 3LPP 涂层阴极剥离要求

5.5.5 耐冲击性
在 23℃环境下，用 15J 冲击能量冲击后，涂层应无裂纹、无脱落，电火花检漏无漏点。

5.5.6 耐弯曲性
在 23℃环境下，将钢管弯曲至直径的 3 倍，弯曲后涂层应无裂纹、无脱落。

5.5.7 耐化学介质性
在 23℃环境下，分别浸泡在 3% NaCl 溶液、10% NaOH 溶液和 10% H₂SO₄溶液中 30d，涂层应无起泡、无开裂、无脱落。

6 试验方法

6.1 外观检验
采用目视法检查涂层的外观质量。
6.2 厚度测量
采用磁性测厚仪测量底层 FBE 厚度，采用超声波测厚仪测量总厚度，每根钢管应测量至少 4 个截面，每个截面测量至少 4 个点，测量方法符合 ISO 14654 的规定。
6.3 附着力试验
采用剥离法，试验方法符合 ISO 21809-1 的规定。
6.4 阴极剥离试验
试验方法符合 ISO 21809-1 的规定。
6.5 耐冲击性试验
采用落锤冲击试验，试验方法符合 ISO 21809-1 的规定。
6.6 耐弯曲性试验
试验方法符合 ISO 21809-1 的规定。
6.7 耐化学介质性试验
试验方法符合 ISO 21809-1 的规定。

7 检验规则

7.1 一般要求
7.1.1 3LPP 涂层钢管应经生产厂质量检验部门检验合格，并附产品合格证后方可出厂。
7.1.2 检验分为出厂检验和型式检验。

7.2 出厂检验
7.2.1 出厂检验项目应包括：
a) 外观；
b) 厚度；
c) 漏点检测；
d) 附着力。

7.2.2 抽样方案：
a) 外观和漏点检测应逐根检验；
b) 厚度应逐根检验；
c) 附着力应每生产批 (≤200 根) 随机抽取 3 根进行检验。

7.2.3 判定规则：
a) 若有一项指标不合格，则该根产品为不合格品；
b) 若有一根产品的附着力不合格，则应加倍抽样复验，复验仍不合格的，该批产品为不合格品。

7.3 型式检验
7.3.1 有下列情况之一时，应进行型式检验：
a) 新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定；
b) 正式生产后，如原料、工艺有较大改变，可能影响产品性能时；
c) 正常生产时，每 2 年进行一次；
d) 产品长期停产后，恢复生产时；
e) 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时；
f) 国 家质量监督机构提出进行型式检验要求时。

7.3.2 型式检验项目应包括本标准第 5 章规定的所有项目。
7.3.3 抽样方案：从出厂检验合格的产品中随机抽取 3 根进行型式检验。
7.3.4 判定规则：
a) 若有一项指标不合格，则应加倍抽样复验，复验仍不合格的，该批产品为不合格品；
b) 若有两项及以上指标不合格，则该批产品为不合格品。

8 标志、运输和贮存

8.1 标志
8.1.1 每根 3LPP 涂层钢管应在距管端约 500mm 处喷涂标志，标志内容应包括：
a) 标准编号；
b) 产品标记；
c) 钢管规格；
d) 生产厂家名称或商标；
e) 生产日期；
f) 批号。

8.1.2 标志应清晰、牢固，不易脱落。

8.2 运输
8.2.1 3LPP 涂层钢管运输时，应采用专用吊具，严禁使用钢丝绳直接捆绑钢管。
8.2.2 运输过程中应固定牢固，防止碰撞和摩擦，避免涂层受损。
8.2.3 运输车辆的车厢应平整，无尖锐凸起物，必要时应铺设软垫。
8.2.4 装卸时应轻吊轻放，严禁抛摔、撞击。

8.3 贮存
8.3.1 3LPP 涂层钢管应存放在通风、干燥、阴凉的场地，远离热源和火源，避免阳光直射。
8.3.2 应分层堆放，每层之间应放置软垫，堆放高度不应超过 2m。
8.3.3 贮存期不应超过 18 个月，超过贮存期的产品应重新进行质量检验。