長輸管道的防腐措施及施工要點

長輸管道的防腐措施及施工要點

孫顯峰

(大伙房水庫輸水工程建設局, 沈陽110166)

【摘要】金屬管道在自然環境下會受到腐蝕，使管道本身的結構或力學性能退化甚至破壞。因此在長輸管道類型的工程建設中，應根據不同管道類型和規格，采取相應的技術措施，降低腐蝕對長輸管道造成的不利影響。本文以大伙房輸水(二期)工程為例，介紹了長輸管道的常規防腐措施及施工要點。

【關鍵詞】長輸管道； 防腐； 犧牲陽極； 陰極保護； 環氧煤瀝青保護層

中圖分類號：U177文獻標志碼： A

Corrosion Prevention Measures and Construction Keys of

Long-distance Pipeline

SUN Xian-feng

(DahuofangReservoirWaterDiversionProjectConstructionBureau,Shenyang110166,China)

Abstract：Metal pipelines would be subject to corrosion in the natural environment so that the structure or mechanical properties of the pipe itself can be degraded or even destructed. Therefore, appropriate technical measures should be adopted to reduce the adverse effects of corrosion on long-distance pipe in the project construction of long-distance pipe according to different pipe types and sizes. In the paper, Dahuofang Water Transfer (Stage Ⅱ) Project is adopted as an example for introducing conventional anti-corrosion measures and construction keys of long-distance pipes.

Keywords：long-distance pipeline; corrosion prevention; sacrificial anode; cathodic protection; epoxy coal asphalt protective layer

1管道防腐及大伙房輸水(二期)工程的管道防腐背景

埋設于地下的金屬類管道，如：鋼管(SP)或預應力鋼筒混凝土管(PCCP)等，在自然條件或工況條件下，會與其所處環境介質發生化學或電化學作用，使管道的結構或力學性能退化甚至破壞，即常說的管道腐蝕。管道因無法與其周圍環境隔離，或隔離成本過高，所以腐蝕現象無法避免。

管道腐蝕所造成的損失，不僅造成有限資源和能源的極大浪費，還對自然環境造成污染，甚至引發破壞性極大的社會安全問題。如：2013年的青島輸油管道爆炸事件，就是由于輸油管線的腐蝕滲漏，造成原油泄漏繼而引發爆炸。因此，長輸管道的防腐應被廣大工程建設者及工程運行管理單位重視。

大伙房輸水(二期)工程是向遼寧中西部的撫順、沈陽、遼陽、鞍山、大連、營口、盤錦、大石橋等沿線城市、大型工業企業供水的一項大型輸水管道工程。其主體輸水管線全長231.37km，包括鋼管(SP)、預應力鋼筒混凝土管(PCCP)、玻璃鋼夾砂管道(RPMP)等不同管徑、規格的管道及附屬設備。

大伙房輸水(二期)工程輸水距離遠，所處地質條件多變，跨越太子河、海城河、遼河等多處河流，多次穿越公路、鐵路。沿線有多處鹽堿度高的易腐蝕地段，除采用玻璃鋼夾砂管(RPMP)的營口、盤錦支線段以外，其余管線及設備均面臨著管道防腐的問題。為了減緩輸水管道的腐蝕，延長管道壽命，提高輸供水安全性，大伙房輸水(二期)工程采取了多種措施應對管道腐蝕。

在工程建設過程中，根據現場的施工經驗，并結合《給水排水管道工程施工及驗收規范》、《埋地鋼質管道犧牲陽極陰極保護設計規范》等規范和標準，本文還總結了一些管道防腐的施工要點，在這里提出以供參考和借鑒。

2主要防腐內容及措施

在大伙房水庫輸水(二期)工程中，主要有鋼管、PCCP管及RPMP管三種不同類型、多種規格的管道，除RPMP管為非金屬管道無需防腐以外，其余金屬類管道、管件及設備均需采取防腐措施。

2.1鋼管

沿線穿越河流、公路、鐵路等處的鋼管及管件，主要采用環氧煤瀝青防腐，另加犧牲鎂陽極的陰極保護。對于穿越公路、鐵路、橋梁等有承重功能的混凝土套管，采用串狀鎂陽極隨鋼管同時安裝。

2.2管道附屬設備

閥門、法蘭等鋼制管道附屬設備，由于在設計時采用了井室安裝的方式，雖然避免了由于直埋造成的腐蝕，但因井室為地下式，許多井室下層有積水，管道附屬設備仍需進行防腐處理，以滿足其使用要求并延長其壽命。此外，在井室處，還應增設鎂陽極包。

2.3PCCP管道

根據地勘報告，按照管道鋪設位置的地下水位及其鹽堿性，PCCP管道分為長期處于地下水位以上的普通PCCP管道和處于地下水位以下的帶環氧煤瀝青防腐層的PCCP管道。根據不同的管道規格及管徑，分別采取下表所列形式埋設陰極保護裝置。

PCCP管道管徑、規格與陰極防腐設置表

2.4RPMP管道

由于輸水管線穿越營口、盤錦等鹽堿化嚴重地區，普通金屬類管道易受腐蝕。為了控制投資，降低運行維護難度，初設時經專家反復論證，海城至營口、盤錦兩段支線最終采用了玻璃鋼夾砂管道，即RPMP管道，來應對地質不良對金屬管道帶來的影響。

3管道防腐的施工要點

3.1鋼管的埋設與防腐措施

3.1.1過河段鋼管

大伙房輸水(二期)工程在沿線穿越河流處，均采用管道河底直埋穿越。鋼管外壁采用環氧煤瀝青重防腐涂層，出廠時即已做完。鋼管在出廠及進場時應嚴格檢查管道是否合格，及其防腐層的完整性。對于不滿足要求的，應及時修補或返廠處理。

鋼管設C10混凝土底板，以防止河床(漫灘)處因基礎承載力不足而導致管道產生不均勻沉降。管頂設石籠壓頂，防止管道漂浮，保護管頂覆土不受河流沖刷影響以及防止河流通航時刮碰管道。鋼管在硬質基礎上布設、就位、焊接、回填、壓頂時，防腐層均有可能被破壞。因而在施工時，應加強鋼管的保護：

a.不得采用鋼絲繩等硬質吊帶野蠻吊裝，需按照規范要求采用柔性吊帶吊裝。

b.布設鋼管時應防止磕碰，禁止拖拽、剮蹭鋼管。

c.嚴格規范焊工作業，避免焊接時造成非焊口處管道外防腐層的過熱破壞。

d.焊口處經外觀檢查及無損探傷檢查合格后，方可進行防腐處理，以避免因焊口不合格而造成防腐層的返工。

施工中如發現防腐層破壞，需參照相應的規范和標準的要求，按原防腐等級，及時對破損處防腐層進行修補處理。

回填前，確認回填段管道的防腐層是否完整，同槽埋設的鎂陽極包有無缺漏，檢查無誤方可回填。制作石籠壓頂時，禁止拋擲石料，以免對管道及防腐層造成破壞。

管道內壁采用焊接鋼絲網噴涂水泥砂漿保護層。噴涂前，應對管道內壁進行除銹，經檢查合格后進行保護層噴涂。保護層噴涂后應注意養生。保護層終凝后，應檢查其是否存在空鼓，如有空鼓，應進行處理。

除按設計圖紙規定位置安裝外，鎂陽極具體布置按照保護電位均勻分布、盡量減少鎂陽極間相互屏蔽和管道前后壁自我屏蔽影響、利于施工等原則，在條件允許的情況下，采用管道兩側均勻交叉埋設。鎂陽極與管道通過電纜連接，焊接合格后涂刷防腐材料，達到與管道同級的防腐等級。

3.1.2過路穿越段鋼管

二期工程管道穿越公路、鐵路時，又分為直埋及頂管兩種穿越方式，采取的防腐措施也有所不同。

直埋施工鋼管防腐施工要點除無硬質墊層和壓頂外，其余同過河段鋼管防腐。

頂管施工時，鋼管采用滑輪車牽引、漂管等穿管方法。因此在施工時，主要注意管道外防腐的摩擦破壞和尖銳物劃傷。穿管時確保導向滑輪車位置準確，套管內無突起物，特別是漂管時管道的定位應可靠，避免管道磕碰。其余部分同直埋鋼管施工。

3.2管道附屬設備

管道附屬設備的防腐，主要在其安裝時避免磕碰，防止其外防腐層破壞。采用焊接法安裝時，應保證焊接施工不會造成防腐層受熱破壞。采用法蘭安裝時，應按要求設置墊片，在保證螺栓(螺母)確保緊固扭矩的前提下，不破壞其防腐層。在安裝合格以后，及時對螺栓、螺母進行防腐處理。對已造成的防腐涂層破壞，采用相應的補救措施，以達到設備原防腐等級要求。

3.3PCCP管道

二期工程中采用鋅陽極對PCCP管道、帶有混凝土外襯的鋼制管件進行陰極保護，布設方式見上頁表，布設原則同鋼管鎂陽極包埋設。

PCCP管道本身帶有混凝土保護層，因此在布設時，應避免因磕碰造成外保護層破損。如發生破損，應根據破損嚴重性及部位，采取現場修補或返廠處理。如破損嚴重甚至危及預應力鋼絲的完整性，應堅決予以報廢并更換管道。

PCCP管道以及管道與鋅陽極之間，均采用電纜錫焊連接，在焊點處涂環氧瀝青涂料，并保證焊接牢固且外保護絕緣性能良好?；靥钋埃瑧獧z查管道聯接及電阻值是否合格，陽極包位置、數量是否滿足要求。合格后方可回填，回填時應避免破壞連接導線。

3.4陽極埋設、安裝及回填

由于犧牲陽極是靠自身溶解消耗來為被保護結構物提供陰極電流，因此犧牲陽極必須持久均勻溶解，才能保持穩定的電流輸出。在施工過程中，對犧牲陽極的埋設、安裝及回填，必須滿足相關技術要求，方能確保陰極保護的有效性。

陽極填料包放入陽極坑后，對坑內澆水，坑內水位必須完全浸沒填料包，且坑內積水必須保持一段時間，以便徹底浸填料包，以使犧牲陽極在短時間內便可達到設計的保護電流。

4運行期的檢查及維護

在長輸管道投入運行以后，為了了解各類管道的保護狀態，在管道附近采用電位測試樁和參比電極，以人工測試的方式來定期檢查管道受腐蝕的情況，掌握地下管道的相關數據，確保管道的安全穩定運行。如有條件，還可設置自動化監測系統，來監測地下管道的腐蝕情況。大伙房輸水(二期)工程便設有腐蝕監測系統，針對鹽堿化嚴重地段的管道腐蝕情況進行遠程監測。

由于管道腐蝕是一個長期而緩慢的過程，因此需要工程管理人員長期不間斷的巡視和監測，如果發現管道出現腐蝕的預兆，應及時加以處理，避免出現運行事故。

5結語

由于長輸管道多屬于大型工程，且多是輸送能源型管道，因此極有必要采取有效的管道防腐措施，延緩管道的腐蝕破壞，延長管道的使用年限，降低事故的發生概率。特別是對輸送油、氣類的管道而言，其防腐措施應得到足夠的重視，其防腐施工質量應嚴格保證。在金屬類長輸管道投運后，還應定期巡檢，發現問題及時處理，避免因管道腐蝕滲漏給人民群眾造成巨大的人員和財產損失。

參考文獻

[1]吳蔭順,曹備.陰極保護和陽極保護：原理、技術及工程應用[M].北京：中國石化出版社，2007.

[2]SY/T 0019—97埋地鋼質管道犧牲陽極陰極保護設計規范[S].

[3]GB 50268—2008給水排水管道工程施工及驗收規范[S].