埕港輸氣管道防腐層選擇方案研究

趙鑫(大港油田灘海開發公司， 天津 300280)

埕港輸氣管道防腐層選擇方案研究

趙鑫(大港油田灘海開發公司， 天津 300280)

輸氣管道在周圍環境的腐蝕作用下可能會導致穿孔或者泄漏，為避免火災爆炸造成人員財產損失和環境污染破壞，各大油田采用的普遍做法是對管道實加外防腐層和陰極保護，而陰極保護的效果又依賴于防腐層的正常工作，本文以埕港輸氣管道防腐層的方案選擇為例，探討輸氣管線防腐層的結構種類和使用范圍，為長期服役的輸氣管道防腐方案的選擇提供參考。

輸氣管道防腐層，PE二層結構，PE三層結構，環氧粉末涂料

0 引言

該工程位于南排河灘海地區，自然條件惡劣，土壤含鹽量高，含水量大，土壤電阻率極低，一般在3Ω?m以下，其中趙東平臺至埕海1-1人工島管線為海底敷設，埕海1-1人工島至埕海聯合站至大港首站的管線埋地敷設，總長約49.5公里，其中有4.0公里管線在進海路埋地敷設，管線所處地段的土壤腐蝕性很強。

1 管道防腐層的選擇

埕海1-1人工島至埕海聯合站的管線有4公里在進海路埋地敷設，而趙東平臺至埕海1-1人工島管線海底敷設，因此對管線的外防腐層要求極高。進海路管線，漲潮最高水位可以完全浸沒整條進海路，退潮時又沒有水，腐蝕比全浸在海水中嚴重的多。沿著進海路所敷設的部分管線，與陸上埋地管線做法基本一致，外防腐要求則必須具有抗海水、抗細菌及海生物侵蝕、抗沖擊、浸泡性能好、水滲透率低、與鋼管間附著力強、容易涂裝、抗磨蝕、電絕緣性好、耐陰極剝離、具有低的低吸水率、易于補口補傷等綜合性能。

由于石油瀝青不耐植物根莖(如蘆葦)，容易造成聚乙烯膠粘帶和管道脫殼，目前國內用于埋地長輸管線較多的且防腐效果較好的防腐層主要為聚乙烯防腐層和環氧粉末涂料，其中聚乙烯防腐層包括PE二層結構、PE三層結構，這幾種結構的性能比較如下：

1.1 二層PE結構

二層PE結構具有耐化學介質浸泡、絕緣電阻高、抗透濕性能好、抗陰極剝離性能好，當采用外加電流陰極保護時，不易對其它地下金屬構筑物產生雜散電流干擾等優點，但是二層PE結構焊縫處易形成空鼓，涂層一旦失去粘結，易造成陰極保護屏蔽，造成膜下腐蝕，陽光下易老化。該種防腐結構適用于大部分土壤環境，特別是機械強度要求高、土壤應力破壞作用較大的地區，而架空管段和溫差較大地區應予以慎用。其造價普通級大約為60～70元／m2，加強級70～80元／m2。

1.2 環氧粉末涂料

環氧粉末涂料的優點是粘結力好、耐蝕性能好、機械強度高、抗陰極剝離性能好、適用溫度范圍廣，使用壽命長、預制費用較低；缺點是涂層太薄，運輸、施工過程中易受傷，不易補口，涂層的修補和環焊縫補口相對難度較大，高溫下吸水率高，陽光下易老化。環氧粉末涂料防腐結構適用于大部分土壤環境，特別適用于粘質土壤及定向鉆穿越段，不適宜高含水、石方段使用，單位造價為普通級60元／m2，加強級70元／m2。

1.3 三層PE結構

三層PE結構與鋼管粘結力好，耐化學介質浸泡、絕緣電阻高、抗透濕性能好，抗陰極剝離性能好，當采用外加電流陰極保護時，不易對其它地下金屬構筑物產生雜散電流干擾，所需保護電流密度最小，節省陰極保護電能消耗。但是其造價較高，普通級為70～80元／m2，加強級為80～90元／m2。除此之外，該結構焊縫處易形成空鼓，可能存在陰極保護屏蔽，造成膜下腐蝕現象，陽光下易老化。三層PE結構在大部分土壤環境，特別是敷設及施工環境苛刻地帶、侵蝕性地帶適用，如石方段、鹽堿地等，而架空管段不宜采用。

2 方案結論

對氣管線僅作單層環氧粉末顯單薄，環氧粉末本身吸水率較高，三層PE結構的價格目前也不太高，比二層PE的價格每平米僅高數元，鑒于三層PE外防腐層絕緣防腐性能優異，使用壽命長，并且最近幾年無論是陸上還是海底的長輸管線均采用三層PE防腐層。由于管線所經地段為腐蝕嚴重的灘海區域，有部分管段在海堤敷設管線，另有部分管段在進海路敷設，為保證管線長期穩定運行，結合目前的施工水平，推薦天然氣輸氣管道外防腐層采用性能價格比較好的加強級三層PE外防腐層，結構如下：底層普通級熔結環氧粉末≥80μm，中間層膠粘劑170～250μm，面層高密度聚乙烯，總厚度不小于2.9mm。

3 結語

作為低成本、高效率、污染小的輸送方式，輸氣管道在周圍環境的腐蝕作用下可能會導致穿孔或者泄漏，引起火災爆炸造成人員財產損失和環境污染破壞。為減少管道腐蝕造成的危害，普遍做法是對管道施加外防腐層和陰極保護，而陰極保護的效果又依靠防腐層的正常工作，可以說只有防腐層的絕緣效果越好，管道的陰極保護措施才能發揮最大作用。研究和探討輸氣管線防腐層的結構種類和使用范圍，使其更好的服務管道運行是十分必要的。

[1]楊赫，劉彥禮.近年我國油氣管道防腐技術的應用[J].化學工程師，2008(2).

[2]夏先德，歐學海，劉繼福.共聚物底膠聚乙烯管道防腐技術的應用[J].石油工程建設，2001(5).