三層聚乙烯防護層又稱三層PE(3PE)，是近幾年從國外引進的先進的防腐技術。它的全稱為熔結環氧/擠塑聚乙烯結構防護層，結構由以下三層組成：底層為熔結環氧(≥80μm);中間層為膠粘劑(170-250μm);面層為擠塑聚乙烯(約2mm)。防護層總厚度約1.8-3.7mm。在三層結構中，熔結環氧粉末涂層的主要作用是：形成連續的涂膜，與鋼管表面直接粘結，具有很好的耐化學腐蝕性和抗陰極剝離性能；與中間層膠粘劑的活性基團反應形成化學粘結，保證整體防腐層在較高溫度下具有良好的粘結性。

中間層通常為共聚物粘結劑，其主要成分是聚烯烴，目前廣泛采用的是乙烯基共聚物膠粘劑。共聚物膠粘劑的極性部分官能團與熔結環氧粉末涂層的環氧基團可以反應生成氫鍵或化學鍵，使中間層與底層形成良好的粘結；而非極性的乙烯部分與面層聚乙烯具有很好的親合作用，所以中間層與面層也具有很好的粘結性能。

聚乙烯面層的主要作用是起機械保護與防腐作用，與傳統的二層結構聚乙烯防腐層具有同樣的作用。