埋地管道防腐技術(shù)現(xiàn)狀及對未來的展望

中圖分類號：TE988.2

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C 文章編號：1008-925X(2011)09-0006-01

摘要：埋地管道隨著時(shí)間的消逝，其防腐層或多或少會遭到不同程度的破壞。雖然出現(xiàn)了許多新的防腐蝕材料和技術(shù)，但防腐問題卻很難從根本上解決。本文討論了幾種常用的防腐材料，以及我國埋地管道涂層防蝕技術(shù)的現(xiàn)狀、存在的問題及前景展望。

關(guān)鍵詞：埋地管道 防腐層 涂層

1前言

隨著管道運(yùn)送的介質(zhì)越來越復(fù)雜，由于腐蝕引起的管線穿孔破壞事故更是時(shí)有發(fā)生。未來數(shù)十年，隨著我國管道的建設(shè)和城市管網(wǎng)的普及，如何防止管道的腐蝕，延長管道的使用壽命，取得最大的經(jīng)濟(jì)效益，是人們非常關(guān)心的問題。

2管道腐蝕出現(xiàn)的原因

原因：埋地管道的土壤腐蝕、腐蝕介質(zhì)及其物理化學(xué)因素造成的管道內(nèi)腐蝕、施工質(zhì)量的好壞、維修的時(shí)間和是否有人為破壞。

3管道防腐蝕技術(shù)的現(xiàn)狀

我國自20世紀(jì)50年代的第一條管線開始，到今天也有60年左右的歷史。特別是近幾年，隨著天然氣勘探開發(fā)力度的加大，天然氣輸送管線建設(shè)進(jìn)入高潮，已先后建成了陜一京、庫一鄯等多條油氣長輸管道。這些管線都經(jīng)過一些土壤條件惡劣的地方，所以防腐在我國管道輸送的環(huán)節(jié)中有著不可忽視的重要性。

腐蝕是影響管道系統(tǒng)可靠性及壽命的關(guān)鍵因素。它不僅因穿孔而引起的油氣水的泄漏損失，以及由于維修所帶來的材料和人力上的浪費(fèi)，停工停產(chǎn)所造成的損失，而且還可能因腐蝕引起火災(zāi)。在某種程度上可以說，防腐層質(zhì)量決定了管道的使用壽命。在管道外防腐涂層方面，國內(nèi)外采用的是石油瀝青、煤焦油瓷漆、聚乙烯膠帶、環(huán)氧煤瀝青、熔結(jié)環(huán)氧粉末(FBE)、雙層PE和三層聚乙烯(3PE)等。從有關(guān)資料報(bào)道來看，石油瀝青、煤焦油瓷漆、聚乙烯膠帶、環(huán)氧煤瀝青等傳統(tǒng)產(chǎn)品的用量呈下降趨勢，而環(huán)氧粉末和近年來發(fā)展起來的雙層PE和三層PE的用量有較大的上升。

3.1石油瀝青。

在50年代，我國引用了前蘇聯(lián)的石油瀝青防腐技術(shù)，并成為我國傳統(tǒng)防腐層。在二十世紀(jì)70年代初期，該防腐涂層在輸油管道中曾大量應(yīng)用，如大慶原油外輸管道和魯寧輸油管道，可以說在80年代中期以前所建的管道，無一例外地選用了石油瀝青防腐涂層。但在長期的使用中，實(shí)踐證明，有些石油瀝青涂層具有吸水率離、耐土壤應(yīng)力差、支持植物根莖生長、使用溫度范圍有限等缺陷。

3.2煤焦油瓷漆。

煤焦油瓷漆與石油瀝青防腐層相比，吸水率低，粘結(jié)性能好，抗植物根莖穿透，耐細(xì)菌，絕緣性能好。煤焦油對環(huán)境保護(hù)有不小的影響，在一定程度上限制了它的使用范圍，但在國內(nèi)仍然是外防腐層的主要應(yīng)用材料。

3.3聚乙烯膠帶。

國外自50年代開始使用聚乙烯膠粘帶，60年代我國石油系統(tǒng)開始引進(jìn)和研制，1975年制成JD一403型膠粘帶。該防腐層適用于管道修復(fù)和管件防腐，主要缺陷是螺旋形搭接縫長，易在搭接處產(chǎn)生粘結(jié)失效而形成腐蝕介質(zhì)滲入的通道。

3.4環(huán)氧煤瀝青。

環(huán)氧煤瀝青涂料是由環(huán)氧樹脂、煤焦油瀝青、固化劑、填料等組成的雙組分固化涂料。我國自20世紀(jì)70年代開始應(yīng)用。而它也對環(huán)境有許些影響，由于環(huán)保要求，近年來的應(yīng)用受到一定程度的抑制。

3.5環(huán)氧粉末。

FBE是眾多防腐蝕涂料中附著力、抗沖擊、耐磨蝕、抗陰極剝離等綜合性能較好的品種之一。在國外管道里應(yīng)用最為廣泛。但它也存在一些自身的缺點(diǎn)，如防水性較差，不耐尖銳硬物的沖擊碰撞，施工運(yùn)輸過程中，很難保證涂層不被破壞，現(xiàn)場修補(bǔ)困難，且價(jià)格昂貴。因此在碎石土、石方段、地下水位較高的地區(qū)要慎用或不用。

3.6雙層PE和三層PE。

二層PE由地膠和聚乙烯組成，通過擠出機(jī)直接包覆或纏繞于管道上形成保護(hù)層，具有良好的耐搬運(yùn)損傷、抗沖擊性及優(yōu)異的防水滲透性，缺點(diǎn)是易失粘，失去粘性后，高度絕緣的聚乙烯層屏蔽了陰極保護(hù)電流，極易造成剝離層下腐蝕。截止目前，國內(nèi)應(yīng)用尚不普遍，僅限于油氣田管道及市政管道。

三層PE是在二層基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是在土壤應(yīng)力和水浸環(huán)境中需要長期防蝕保護(hù)，因而改善粘結(jié)的情況下發(fā)展起來的，是目前常用的復(fù)合涂層，由環(huán)氧底漆、粘結(jié)劑中間層和聚烯烴外防護(hù)層組成。，其優(yōu)點(diǎn)是：兼有FBE優(yōu)異的防腐性能、良好的粘結(jié)性、抗陰極剝離性能以及聚烯優(yōu)異的機(jī)械性能、絕緣性能及抗?jié)B透性；主要缺點(diǎn)是施工工藝復(fù)雜、焊縫處易形成空鼓、涂層易形成層間分離而產(chǎn)生膜下腐蝕、價(jià)格較高。

在我國，80年代至90年代中期是各種防腐層發(fā)展、競爭的時(shí)期；90年代后期，F(xiàn)BE和3PE兩種防腐層從眾多防腐層材料中脫穎而出，逐漸成為主流防腐材料。目前，我國防腐層基本實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化，某些技術(shù)參數(shù)已經(jīng)達(dá)到了國外的先進(jìn)水平，已建的國內(nèi)長輸管道的防腐層材料主要為熔結(jié)環(huán)氧粉末、3PE，油田內(nèi)部主要集輸管道的防腐層材料多為熔結(jié)環(huán)氧粉末、3PE，城市供水、供氣管道的防腐原材料則一般多采用環(huán)氧煤瀝青和膠帶。

4 未來展望

當(dāng)下，在國際管道輸送技術(shù)正在朝著長運(yùn)距、大口徑、高壓力的方向發(fā)展，高壓輸送要求使用有強(qiáng)度更高，韌性更好的管線網(wǎng)，以降低鋼材消耗和材料費(fèi)用。我國采用的防腐材料正從適用性差，材料質(zhì)量不穩(wěn)定等傳統(tǒng)問題上逐步向優(yōu)良適用性，新材料，新工藝上不斷發(fā)展，日臻完善。

隨著我國能源政策的調(diào)整，根據(jù)有國家“十二五規(guī)劃”中所指出的擴(kuò)大油氣戰(zhàn)略儲備，加強(qiáng)有油氣管網(wǎng)建設(shè)的目標(biāo)，未來長輸管道的建設(shè)必將是更加普遍廣泛，伴隨有當(dāng)前管道技術(shù)在多方面還存在的不足以及管道技術(shù)發(fā)展行程的加快，我國的管道技術(shù)應(yīng)該朝著以下幾個方面發(fā)展：

4.1 國內(nèi)傳統(tǒng)管道建設(shè)往往以涂防腐技術(shù)為主，對于陰極保護(hù)技術(shù)重視度不夠。今后隨著人們對于陰極保護(hù)技術(shù)的不斷認(rèn)識及技術(shù)逐漸完善，陰極保護(hù)技術(shù)將被更廣泛采用，從而大大提高管道的運(yùn)行壽命。

4.2 國內(nèi)管道沿程的監(jiān)測措施，自動化技術(shù)等應(yīng)用化水平還不夠高，今后還需要完善管道沿線的監(jiān)控設(shè)施，提升工作效率。

4.3 管道建設(shè)正在進(jìn)一步朝沙漠、沼澤、凍土和海洋等苛刻環(huán)境進(jìn)行延伸，防腐必須朝著更能滿足苛刻環(huán)境和工藝條件且維持更長使用年限的方向發(fā)展。

4.4 隨著有國內(nèi)工程項(xiàng)目建設(shè)監(jiān)制逐步發(fā)展完善，將工程監(jiān)理機(jī)制引入管道防腐設(shè)計(jì)，原材料供應(yīng)及施工建設(shè)過程中，能有助于優(yōu)化方案設(shè)計(jì)，減少工程源頭以確保防腐工程的質(zhì)量。

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