鋼質(zhì)管道埋地后會(huì)受到來(lái)自環(huán)境的腐蝕和破壞,通常采用覆蓋層和陰極保護(hù)的方法對(duì)管道進(jìn)行防護(hù)。陰極保護(hù)是通過(guò)降低腐蝕電位,即當(dāng)埋地鋼質(zhì)管道裸露遭到腐蝕時(shí),腐蝕電子首先由陰極保護(hù)電流提供而不是鋼管的鐵,這樣就達(dá)到了電化學(xué)保護(hù)的目的。當(dāng)埋地鋼質(zhì)管道外防腐層千瘡百孔時(shí),陰極保護(hù)將不能發(fā)揮作用,甚至還會(huì)起到負(fù)作用。埋地鋼質(zhì)管道外防腐層的選擇應(yīng)根據(jù)第三方公正實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)評(píng)價(jià)結(jié)果、應(yīng)用案例,并結(jié)合工程實(shí)際確定。
1.管道外防腐層的選擇
專家認(rèn)為,只有根據(jù)具體工程條件,結(jié)合管道的設(shè)計(jì)壽命、環(huán)境條件、運(yùn)行參數(shù)、施工工藝和費(fèi)用等進(jìn)行綜合設(shè)計(jì),才能選出適合的防腐材料,在具體選擇時(shí)NACE RP 0169推薦程序如下:
(1)進(jìn)行防腐層材料的應(yīng)用環(huán)境室內(nèi)實(shí)驗(yàn),若結(jié)果表明適合,可以進(jìn)行下一步。
(2)按照推薦的涂敷方法進(jìn)行施工,并進(jìn)行5年的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià),防腐層性能保持良好者方可用防腐層體系。
當(dāng)因某種原因不能進(jìn)行(1)時(shí),僅用(2)的評(píng)價(jià)結(jié)論也可進(jìn)行,但每年應(yīng)對(duì)管道進(jìn)行一次測(cè)試。
對(duì)埋地鋼質(zhì)管道外防腐性能要求較多,但目前最重要的要求是:①絕緣性能標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定絕緣電阻一般不應(yīng)小于10000Ωm2撿漏電壓(即擊穿電壓)也可以反映規(guī)定厚度防腐層的絕緣性能。②粘結(jié)性能和抗陰極剝離性能粘結(jié)性能是指鋼鐵與防腐層的粘結(jié)能力。3PE的PE層內(nèi)聚力大于粘結(jié)力,降低了覆蓋層的抗陰極剝離能力,通過(guò)底層熔結(jié)環(huán)氧粉末層達(dá)到防腐的目的。③抗機(jī)械損傷能力通過(guò)對(duì)管道失效事故的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,發(fā)現(xiàn)機(jī)械損傷占第一位,腐蝕占第二位。因此,外防腐層能抵抗外來(lái)機(jī)械損傷是防腐層一項(xiàng)重要指標(biāo)。④環(huán)境穩(wěn)定性是指防腐層對(duì)腐蝕環(huán)境、溫度等的適應(yīng)性。石油瀝青、熱收縮套、防腐膠帶都易發(fā)生流淌損壞。
2.埋地管道外防腐層的應(yīng)用
2.1 瀝青防腐層 瀝青防腐層是由瀝青浸漬玻璃纖維布經(jīng)纏繞而成的埋地管道外防腐層,是我國(guó)使用最多管道覆蓋層材料,其優(yōu)點(diǎn)是原材料來(lái)源廣泛、技術(shù)成熟、價(jià)格便宜,缺點(diǎn)是吸水率大、耐溫差、易老化、耐細(xì)菌差、易被蘆葦?shù)戎参锔灯茐摹?/FONT>
2.2 煤焦油瓷漆防腐層 煤焦油瓷漆是由高溫煤焦油分餾得到的重質(zhì)餾分和煤瀝青,添加煤粉和填料,根莖穿透,耐細(xì)菌,絕緣性能好,使用溫度為-25℃~80℃,使用壽命長(zhǎng)達(dá)60年以上。我國(guó)塔中輪南原油和天然氣管道、靖邊西安天然氣管道等均采用煤焦油瓷漆防腐層。
2.3 環(huán)氧煤瀝青防腐層 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,使用溫度為-20℃~100℃,性能介于煤焦油瓷漆、熔結(jié)環(huán)氧粉末和聚乙烯之間,在我國(guó)石油及供水工程中應(yīng)用較為廣泛。
2.4 3PE 3PE防腐層將熔結(jié)環(huán)氧粉末的防腐性能與聚乙烯的抗機(jī)械劃傷保護(hù)性能有機(jī)的結(jié)合起來(lái),同時(shí)解決了聚乙烯的銷路問(wèn)題。由于熱熔膠的粘結(jié)性不良,使剝離的聚乙烯對(duì)陰極保護(hù)產(chǎn)生屏蔽作用。3PE防腐層對(duì)管子表面處理狀態(tài)要求很高,應(yīng)達(dá)到錨紋深度達(dá)到50μm~75μm,否側(cè)會(huì)影響防腐層的抗陰極剝離和防水滲透能力。
2.5 熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐層 熔結(jié)環(huán)氧粉末(FBE)是由環(huán)氧樹脂、固化劑、填料和顏料等組成的單組分涂料。近年來(lái),我國(guó)在庫(kù)鄯線、新疆、黃河穿越段應(yīng)用也很多。雙層FBE將單層FBE的防腐性能與表層塑性FBE的抗機(jī)械損傷性能結(jié)合在一起,表現(xiàn)出粘結(jié)性能強(qiáng)、使用溫度寬-60℃~100℃、耐土壤應(yīng)力和抗陰極剝離性能好的特點(diǎn)。
2.6 聚乙烯膠帶防腐層 聚乙烯膠帶的主要優(yōu)點(diǎn)是絕緣電阻高、抗雜散電流性好、施工方便。缺點(diǎn)是抗土壤應(yīng)力能力差,易于因粘結(jié)差和電阻值很高而產(chǎn)生陰極保護(hù)屏蔽。
3.固體聚氨酯防腐涂料簡(jiǎn)介
3.1 涂料性能及優(yōu)點(diǎn) 100%固體聚氨酯防腐涂料(PU)又稱液體聚氨酯防腐涂料或無(wú)溶劑聚氨酯防腐涂料,是指不含任何揮發(fā)性溶劑、通常處于液態(tài)、兩個(gè)組分混合后100%轉(zhuǎn)化為固體的厚膜型涂料。這種涂料主要用于化工設(shè)備、海上設(shè)備、石油架空管道及儲(chǔ)罐外防腐層。100%固體聚氨酯防腐涂料涂層的性能(見表2)。
4.防腐層補(bǔ)口及修復(fù)材料
補(bǔ)口是保證管道防腐完整性的重要環(huán)節(jié),也是整條管道防腐層質(zhì)量最薄弱的環(huán)節(jié)。鋼管防腐是在工廠嚴(yán)格的質(zhì)量管理體系控制下預(yù)制生產(chǎn)的,而補(bǔ)口是在施工后現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制的,現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)口質(zhì)量比管體育脂的質(zhì)量差,容易造成補(bǔ)口實(shí)效。補(bǔ)口材料的質(zhì)量及施工質(zhì)量是造成補(bǔ)口實(shí)效的主要因素,因此,補(bǔ)口材料的選擇應(yīng)(轉(zhuǎn)150頁(yè))(接142頁(yè))與防腐層的性能相同或略高。外防腐層補(bǔ)口材料有石油瀝青、環(huán)氧粉末、煤焦油瓷漆、環(huán)氧煤瀝青、聚乙烯等5種材料,聚乙烯被做成聚乙烯膠帶、輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮套(或帶)、聚乙烯電熱熔套,不加熱收縮套4種產(chǎn)品。聚乙烯膠帶的缺點(diǎn)是粘結(jié)和防腐性能較差。聚乙烯熱收縮套(或帶)是目前應(yīng)用最廣泛的補(bǔ)口料,缺點(diǎn)是補(bǔ)口時(shí)需要加熱,烘烤溫度低,粘結(jié)性差,如果烘烤溫度超標(biāo),則已造成聚乙烯變形不均勻、粘結(jié)不完整或老化,影響防腐壽命。
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