埋地鋼質管道外防腐層失效及大修

明士濤 郝 放 崔 斌(中石化管道儲運有限公司華東管道設計研究院，江蘇 徐州 221008）

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埋地鋼質管道外防腐層失效及大修

明士濤 郝 放 崔 斌
(中石化管道儲運有限公司華東管道設計研究院，江蘇 徐州 221008）

摘 要：針對埋地鋼質管道外防腐層大修存在的實際問題，本文結合管道外防腐層失效原因、舊防腐層清除及防腐層大修材料的選擇，提出了采用黏彈體膠帶＋外防護層的方式提高防腐層大修質量的建議。

關鍵詞：外防腐層 失效 大修 管道

0 引言

我國早期的油氣長輸管道始建于上世紀70年代，距今已有40年左右的歷史。由于當時技術水平的限制，早期建設的埋地管道外防腐層大都采用石油瀝青防腐，隨著超長時間的服役，不可避免的出現防腐層嚴重老化和管體腐蝕穿孔等問題。近年來，隨著技術的發展，新建的埋地油氣長輸管道外防腐層大都以三層PE和熔結環氧粉末為主，然而由于在原材料和施工質量上存在的一些問題，也出現了外防腐層與管體粘結力差，甚至整體剝離，導致管體腐蝕的現象。為保證在役長輸管道的安全運營，延長埋地管道的使用壽命，研究管道外防腐層大修技術具有重要的意義。

1 管道外防腐層失效原因

由于技術條件等因素限制，早期建設的油氣長輸管道外防腐層大都采用石油瀝青防腐，隨著服役時間的增長，石油瀝青不可避免的出現老化失效。主要表現為防腐層變硬、變脆、針孔率上升、粉末化、與鋼管表面粘結力下降等現象，這都是由石油瀝青材料本身的性質決定的。此外，由于受到土壤的不均勻應力、溫度變化、濕度變化、土壤微生物的侵蝕、地面植物根莖的影響，導致石油瀝青防腐蝕性能逐年下降。

三層PE和熔結環氧粉末是目前國際上鋼質管道防腐領域廣泛使用的防腐材料，具有與鋼管表面粘結力強、良好的耐化學侵蝕性能、耐溫性能等優點。在國內由于種種原因，管道投入運行不久，也出現了防腐層大面積失效的情況。以某管道為例，該段管道原防腐層采用加強級熔結環氧粉末防腐，在現場調查過程中我們發現，防腐層與鋼管表面粘結力很差，存在大面積剝落現象，從圖1和圖2中可以看出，人工用鋼尺、平鏟即可將防腐層翹起和剝落。據了解，該管道投入運行不足十年時間，分析這種情況出現的主要原因有：

（1）鋼管表面處理不滿足規范要求。噴砂除銹過程中所用的磨料不達標，磨料的顆粒直徑大小不一，導致噴砂后管體表面的錨紋深度不滿足要求。此外，磨料中可能含有大量的雜質和灰塵，噴砂除銹后管體表面留有大量難以清除的灰塵；

圖1 鋼尺翹起防腐層

圖2 平鏟清除防腐層

（2）環氧粉末材料性能不滿足規范要求。在國內，環氧粉末生產廠家為降低成本，采用劣質的環氧樹脂作為原料，以次充好，大大降低了熔結環氧粉末與鋼管表面的粘結力；

（3）防腐廠涂敷工藝不滿足要求。在涂敷過程中，鋼管表面未達到預熱溫度要求，導致環氧粉末在鋼管表面未完全熔融。

2 舊防腐層的清除和表面處理

在國內，管道舊防腐層基本靠人工用鏟、刮刀等進行清除，鋼管表面處理大都用砂紙或采用電動鋼絲刷進行打磨，不僅效率低而且效果不理想。原防腐層與鋼管表面粘結較好的管段，依然存在鋼管表面殘余舊防腐層的難題。近幾年有采用有機溶劑去除管道石油瀝青防腐層的案例，效果比較明顯，但也出現一些新的問題，比如：溶劑揮發太快，不得不加大有機溶劑用量，才能將石油瀝青清除干凈，抹布的用量較大，溶劑與石油瀝青反應后，在鋼管表面會留有殘留物，這些殘留物對鋼管表面后續的防腐是否有影響仍需進一步研究等。

國外目前采用高壓水去除管道舊防腐層，其技術已經成熟，可有效去除鋼管表面90%以上的舊防腐層，機械化程度高，效果較為理想。目前國內也研制出了類似設備，可實現高壓水噴射去除舊涂層、噴砂除銹等技術[1]，由于施工條件及成本等因素限制，尚未得到廣泛應用。

3 鋼質管道外防腐層大修材料

目前可有效用于管道外防腐層大修的材料品種屈指可數，因為管道防腐層大修工程具有分段施工、手工或半手工作業、現場條件惡劣、工期較緊等特點。由于現場施工條件的限制，鋼管處理表面很難達到與防腐廠一樣的效果，這就使得所選防腐層大修材料對鋼管表面的處理等級要求不能太高，還需保證大修后防腐層優異的防腐蝕效果。

石油瀝青材料對鋼管表面處理要求不高，達到GB/T 8923.1中規定的Sa2級或St3級即可，但作為大修材料具有勞動強度大、效率低、質量難以控制等缺點[2]。

規范規定[3]，管道外防腐層修復材料應根據原防腐層類型、修復規模及管道運行工況等條件選擇。對于防腐層大修材料，可采用無溶劑液態環氧/聚氨酯、無溶劑環氧玻璃鋼、冷纏膠帶，也可采用經過試驗驗證且滿足技術要求的其他防腐材料。

冷纏膠帶具有施工簡便、回填時間間隔短、無污染、安全無害等優點，在近期石油長輸管道防腐層大修工程中，如東北石油管道，冷纏膠帶作為防腐層大修材料得到較廣泛的應用，但通過近幾年的開挖檢測，冷纏膠帶在管道防腐層大修后存在褶皺、與管體粘結力較低、絕緣性能下降等問題[4]。

無溶劑液態環氧等液體涂料與鋼管表面粘結強度高、耐陰極剝離、耐熱水浸泡性能優異，但其施工工藝較為繁瑣，對鋼管表面處理要求較高，需達到

品，讓人耳目一新。

眾所周知，石油丶石化行業是使用閥門量最大的行業，面對石油丶石化行業不景氣的狀況，仍有很多的機迂，如國際油價偏低，各地方都在修建大型儲油庫儲油，我國是石油進口國，2015年我國原油對外依存度達60%，2016年將達到62%，這樣將要再建一批儲油庫，因此，需要大量性能優越丶安全可靠的管道閥門。我國西北地區油氣田中油氣含硫量高，含泥沙重，需要大量耐磨損丶耐腐蝕的閥門，目前這些閥門仍在進口。我國天然氣資源豐富，在國家節能減排政策的支持下，”十三五” 期間天然氣的開發利用將有一個大發展，這給閥門行業提供了一個發展的機迂，目前，我國天然氣約占一次能源消費總量的5.6%，這與市場需求還有很大距離，如天然氣船和天然氣汽車的加氣站急待增設，需要大量安全可靠丶無泄漏的閥門。海上采油是石油丶石化行業發展方向，此次展會上，中外石油丶石化技術裝備制造行業展出了大量的海上鉆井平臺和成套技術裝備，雄偉壯觀，平臺上裝有各種管道丶閥門，特別是深海采油閥，要求嚴格，國內能生產的企業不多，需要閥門行業的精英們著力開發。

未來一段時期將是中國石油丶石化裝備制造業面臨嚴峻挑戰的陣痛期，但也是企業轉型升級求生存丶求發展的關鍵時期，只有順應時代潮流，開發適應市場需要的新產品，企業才能在激烈的國際競爭中贏得主動，實現持續健康的發展。

中圖分類號：TG174.46；TE988.2

文獻標識碼：A

DOI：10.13726/j.cnki.11-2706/tq.2016.04.029.02

作者簡介：明士濤（1983-），男，山東德州人，工程師，碩士，現從事油氣長輸管道防腐設計工作。

External Coating Failure and Overhaul of Buried Steel Pipeline

MING Shi-tao HAO Fang CUI Bin
( East-China Pipeline Design& Research Institute of Sinopec Pipeline Storage & Transportation Co., Ltd.Xuzhou 221008, China)

Abstract：According to the problems in the external coating overhaul of buried steel pipeline, in this paper, analyzed the causes of failure of external coating , remove old anti-corrosion layer and coating material selection of overhaul.Proposes using the sticky projectile anti-corrosive tape and outer protective layer to improve the quality of external coating overhaul for pipeline.

Keywords:external coating; failure; overhaul; pipeline