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埋地钢质管道外防腐层的选取与运用

2020/7/31
介绍国内外埋地钢质管道外防腐层的种类及其在管道中的应用情况,针对各种防腐层在管道应用中的不足,提出一种新型的防腐涂料00%固体聚酯防腐涂料,具有优良的防腐性和抗机械损伤性能。 
    钢质管道埋地后会受到来自环境的腐蚀和破坏,通常采用覆盖层和阴极保护的方法对管道进行防护。阴极保护是通过降低腐蚀电位,即当埋地钢质管道裸露遭到腐蚀时,腐蚀电子首先由阴极保护电流提供而不是钢管的铁,这样就达到了电化学保护的目的。当埋地钢质管道外防腐层千疮百孔时,阴极保护将不能发挥作用,甚至还会起到负作用。埋地钢质管道外防腐层的选择应根据第三方公正实验室的检测评价结果、应用案例,并结合工程实际确定。
    管道外防腐层的选择
    专家认为,只有根据具体工程条件,结合管道的设计寿命、环境条件、运行参数、施工工艺和费用等进行综合设计,才能选出适合的防腐材料,在具体选择时NACE  RP  069推荐程序如下:
    ()进行防腐层材料的应用环境室内实验,若结果表明适合,可以进行下一步。
    (2)按照推荐的涂敷方法进行施工,并进行5年的现场实验评价,防腐层性能保持良好者方可用防腐层体系。
    当因某种原因不能进行()时,仅用(2)的评价结论也可进行,但每年应对管道进行一次测试。
    对埋地钢质管道外防腐性能要求较多,但目前最重要的要求是:①绝缘性能标准规定绝缘电阻一般不应小于0000Ωm2捡漏电压(即击穿电压)也可以反映规定厚度防腐层的绝缘性能(见表)。②粘结性能和抗阴极剥离性能粘结性能是指钢铁与防腐层的粘结能力。3PE的PE层内聚力大于粘结力,降低了覆盖层的抗阴极剥离能力,通过底层熔结环氧粉末层达到防腐的目的。③抗机械损伤能力通过对管道失效事故的风险评估,发现机械损伤占第一位,腐蚀占第二位。因此,外防腐层能抵抗外来机械损伤是防腐层一项重要指标。④环境稳定性是指防腐层对腐蚀环境、温度等的适应性。石油沥青、热收缩套、防腐胶带都易发生流淌损坏。
2    埋地管道外防腐层的应用
2.   沥青防腐层   沥青防腐层是由沥青浸渍玻璃纤维布经缠绕而成的埋地管道外防腐层,是我国使用最多管道覆盖层材料,其优点是原材料来源广泛、技术成熟、价格便宜,缺点是吸水率大、耐温差、易老化、耐细菌差、易被芦苇等植物根系破坏。
2.2   瓷漆防腐层   瓷漆是由高温分馏得到的重质馏分和煤沥青,添加煤粉和填料,经加热熬制而成的制品。与沥青防腐层相比,吸水率低,粘结性能好,抗植物根茎穿透,耐细菌,绝缘性能好,使用温度为-25℃~80℃,使用寿命长达60年以上。我国塔中轮南原油和天然气管道、靖边西安天然气管道等均采用瓷漆防腐层。
2.3   环氧煤沥青防腐层   环氧煤沥青涂料是由环氧树脂、沥青、固化剂、填料等组成的双组分固化涂料,使用温度为-20℃~00℃,性能介于瓷漆、熔结环氧粉末和聚乙烯之间,在我国石油及供水工程中应用较为广泛。
2.4   3PE   3PE防腐层将熔结环氧粉末的防腐性能与聚乙烯的抗机械划伤保护性能有机的结合起来,同时解决了聚乙烯的销路问题。由于热熔胶的粘结性不良,使剥离的聚乙烯对阴极保护产生屏蔽作用。3PE防腐层对管子表面处理状态要求很高,应达到锚纹深度达到50μm~75μm,否侧会影响防腐层的抗阴极剥离和防水渗透能力。
2.5   熔结环氧粉末防腐层   熔结环氧粉末(FBE)是由环氧树脂、固化剂、填料和颜料等组成的单组分涂料。近年来,我国在库鄯线、新疆、黄河穿越段应用也很多。双层FBE将单层FBE的防腐性能与表层塑性FBE的抗机械损伤性能结合在一起,表现出粘结性能强、使用温度宽-60℃~00℃、耐土壤应力和抗阴极剥离性能好的特点。
2.6   聚乙烯胶带防腐层   聚乙烯胶带的主要优点是绝缘电阻高、抗杂散电流性好、施工方便。缺点是抗土壤应力能力差,易于因粘结差和电阻值很高而产生阴极保护屏蔽。
3    00%固体聚酯防腐涂料简介
3.   涂料性能及优点   00%固体聚酯防腐涂料(PU)又称液体聚酯防腐涂料或无溶剂聚酯防腐涂料,是指不含任何挥发性溶剂、通常处于液态、两个组分混合后00%转化为固体的厚膜型涂料。庵滞苛现饕糜诨ど璞浮⒑I仙璞浮⑹图芸展艿兰按⒐尥夥栏恪?00%固体聚酯防腐涂料涂层的性能(见表2)。
4    防腐层补口及修复材料
    补口是保证管道防腐完整性的重要环节,也是整条管道防腐层质量最薄弱的环节。钢管防腐是在工厂严格的质量管理体系控制下预制生产的,而补口是在施工后现场预制的,现场补口质量比管体育脂的质量差,容易造成补口实效。补口材料的质量及施工质量是造成补口实效的主要因素,因此,补口材料的选择应(转50页)(接42页)与防腐层的性能相同或略高。外防腐层补口材料有石油沥青、环氧粉末、瓷漆、环氧煤沥青、聚乙烯等5种材料,聚乙烯被做成聚乙烯胶带、辐射交联聚乙烯热收缩套(或带)、聚乙烯电热熔套,不加热收缩套4种产品。聚乙烯胶带的缺点是粘结和防腐性能较差。聚乙烯热收缩套(或带)是目前应用最广泛的补口料,缺点是补口时需要加热,烘烤温度低,粘结性差,如果烘烤温度超标,则已造成聚乙烯变形不均匀、粘结不完整或老化,影响防腐寿命。
5    结束语
    00%固体聚酯防腐涂料无溶剂、有利于环保、低温固化快、施工方便、防腐层质量好,是目前国际上钢质管道外防腐层修复的主要材料,它既可用于埋地钢质管道、焊口覆盖材料,又可用于补伤、补口及久覆盖层修复;可替代辐射交联聚乙烯套(或带)用于3PE补口和修复,替代液体环氧涂料或熔结环氧涂料用于弯管防腐,乃机械损伤能力优良,施工时不用加热;可用于自动喷涂生产线预制钢管外防腐层,防腐性能好,不扣不用加热,低温也能施工。   
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