外防腐层

外防腐层（精选七篇）

外防腐层 篇1

钢质管道埋地后会受到来自环境的腐蚀和破坏, 为了防止埋地管道被腐蚀破坏, 通常采用覆盖层和阴极保护的方法对管道进行防护。埋地钢质管道外覆盖层 (外防腐层) 的作用是将钢质管道表面与周围环境隔离绝缘, 以达到抑制腐蚀的目的。阴极保护是通过降低腐蚀电位, 达到电化学保护的目的。

2 管道外防腐层的选择

美国腐蚀工程师协会 (NACE) 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。

2.1 防腐性能要求

选用一种外防腐层材料, 不但要重视室内性能数据的采纳, 更要注重现场使用性能的评价。对埋地钢质管道外目前最重要的要求是, 绝缘性能、粘结性能和抗阴极剥离性能、抗机械损伤能力、环境稳定性、施工性能和补口难易程度等。

2.2 绝缘性能

标准规定绝缘电阻一般不应小于 10000Ω·m3, 绝缘电压 (即击穿电压) 也可以反映规定厚度防腐层的绝缘性能。

2.3 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。与钢铁的粘结性能越好, 防腐性能越好, 抗阴极剥离性能就越好。对补口材料的要求, 与防腐层的粘结性能好, 粘结好, 密封好, 环境腐蚀介质就不易渗透到管体。

2.4 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 (如储运划伤、拖拉、机械挖掘、管道变形摩擦、人为破坏等) 是防腐层一项重要指标。

2.5 环境稳定性

环境稳定性是指防腐层对腐蚀环境、温度等的适应性。如塔克拉玛干沙漠夏季地面温度可高达60℃～80℃, 超过此温度, 聚乙烯或热熔胶软化, 甚至流淌。石油沥青防腐层、热收缩套、防腐胶带都易发生流淌损坏。

3 各类管道防腐技术

3.1 石油沥青防腐层

石油沥青防腐层是由石油沥青浸渍玻璃纤维布经缠绕而成的埋地管道外防腐层, 是我国使用最多的管道覆盖层材料, 其优点是原材料来源广泛、技术成熟、价格便宜, 缺点是吸水率高、耐温差、易老化、耐细菌差、易被芦苇等植物根系破坏。使用温度为-20℃～70℃, 使用寿命为10～20年。

3.2 环氧煤沥青防腐层

环氧煤沥青涂料是由环氧树脂、煤焦油沥青、固化剂、填料等组成的双组分固化涂料。我国自20世纪70年代开始应用, 使用温度为-20℃～100℃, 性能介于煤焦油瓷漆、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。由于环保要求, 近年来的应用受到一定程度的限制。

3.3 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, 表现出粘结性能强、使用温度宽 (-60℃～100℃) 、耐土壤应力和抗阴极剥离性能好的特点。

3.4 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, 主要缺点是螺旋形搭接缝长, 易在搭接处产生粘结失效而形成腐蚀介质渗入。

3.5 3PE防腐层

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地结合起来。3PE防腐层对管子表面处理状态要求很高, 否则会影响防腐层的抗阴极剥离和防水渗透能力。

4 100%固体聚氨酯防腐涂料

4.1 涂料性能及优点

100%固体聚氨酯防腐涂料 (PU) 又称液体聚氨酯防腐涂料或无溶剂聚氨酯防腐涂料, 是指不含任何挥发性溶剂、通常处于液态、两个组分混合后100%转化为固体的厚膜型涂料。

100%固体聚氨酯防腐涂料涂性能优越, 可以满足任何抵制状况、输送条件及环境腐蚀要求, 施工性能好, 补口容易, 抗阴极剥离性能强, 有一定的吸水率, 年久失效后仍能够导通阴极保护电流, 避免阴极屏蔽。

4.2 与其他涂料性能及经济比较

100%固体聚氨酯防腐涂料的优点是综合性能好, 适应性强, 100%固体聚氨酯防腐涂料覆盖层的综合价格较熔结环氧粉末覆盖层便宜, 比3PE价格更便宜。

5 结束语

100%固体聚氨酯防腐涂料无溶剂、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, 耐机械损伤能力优良, 施工时不用加热, 低温也能施工。

参考文献

[1]SY007—1999.钢质管道基础管防腐控制工程规范[S].

[2]SY/T0420—97.埋地钢质管道石油沥青防腐层技术标准[S].

[3]SY/T0379—98.埋地钢质管道煤焦油瓷漆外防腐层技术标准[S].

[4]SY/T0447—96.埋地钢质管道环氧煤沥青防腐层技术标准[S].

[5]SY/T4013—95.埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准[S].

外防腐层 篇2

近些年来, 国际上出现了“管道热”现象。“管道输送”具有对复杂地形适应性强、投资与经营费用较低等特点, 已发展成一种经济性好、技术可靠的运输方式, 目前已在一些行业得到了广泛应用。长距离矿浆管道工程纷纷上马, 中国贵州瓮福磷精矿管道工程 (长约45.6km) 、山西太钢尖山铁精矿管道工程 (长约102km) 和云南昆钢大红山铁精矿管道工程 (长约171km) 是国内长距离矿浆管道工程的典型实例。

防腐层在很大程度上对保证长距离矿浆管道工程埋地钢管的使用寿命和整个工程起到重要作用, 选择一种优质、安全可靠、具有成熟生产工艺、适合工程特点并具有成功应用实例的防腐层可以使管道使用寿命达到几十年或更长, 对整个长距离矿浆管道工程尤为重要。

长距离矿浆管道工程埋地钢管的外防腐层应具有在土壤中长期稳定的性能, 具备良好的电绝缘性、与管道基体牢固的粘结力、透气性低、优越的抗水渗透性、耐各种环境土壤腐蚀性能优良、机械强度高、耐土壤应力作用能力强、与阴极保护的匹配性好等特性。

2 外防腐层的应用概况

近年来, 国内外在埋地钢管防腐层材料和技术方面都获得了快速的发展, 新材料、新工艺和新设备不断出现。根据管道外防腐层的类型及其发展, 目前用于长距离矿浆管道工程埋地钢管的外防腐层主要包括:3PE、环氧粉末 (FBE) 和聚乙烯胶粘带, 其中3PE防腐工程应用实例较多, FBE防腐工程应用实例次之, 但近年来发展较快, 聚乙烯胶粘带防腐工程应用实例相对较少。

3PE、FBE和聚乙烯胶粘带防腐层在长距离矿浆管道工程埋地钢管中的应用实例如图1。

3 外防腐层的技术性能

3.1 3PE防腐层

3PE防腐层由环氧粉末、胶粘剂、聚乙烯组成, 是采用环氧粉末涂敷打底、胶粘剂及聚乙烯PE热缠绕或热包敷形成的。3PE防腐层被称为“完美涂层”, 综合了环氧粉末和聚乙烯的优点, 其环氧粉末底层和管体结合牢固, 中间胶粘剂层能够为底层和外层提供理想的粘结力, PE外层完好[1]。

3PE防腐层是目前国内外普遍采用的钢质管道外防腐层, 具有耐腐蚀、抗阴极剥离、机械强度高、抗水渗透性好、耐紫外线防老化性能好、绝缘电阻高、耐酸碱性能好、不怕植物根刺, 不污染环境、粘结强度高、高柔性、适用温度范围宽、补口补伤简便、使用寿命长、生产自动化程度高等一系列优点, 在各种环境下都获得了优异的防腐效果, 获得了很高的评价。3PE防腐层在我国应用以来, 表现出优异的综合防腐性能, 越来越受到关注, 并在大部分长距离矿浆管道工程中得以应用。

另外, 3PE防腐层也有一些缺点, 主要表现在两个方面:一是3PE防腐层的整体性控制和补口防腐层质量控制难度较大。3PE防腐层涂装工艺复杂, 如果控制不严格, 就会出现各种缺陷, 包括粘结力小、气泡、空鼓、厚度不均匀等缺陷。目前, 3PE防腐钢管的各种补口技术都不能达到管体3PE防腐层的质量水平, 也没有一种补口技术能够保证3PE防腐层的完整性, 国内主要采用热缩套/带补口, 手工作业难度大, 质量控制困难, 尤其是大口径管道的补口[1]。

3.2 FBE防腐层

FBE防腐层主要有环氧树脂、固化剂、填料、颜料和各种功能性助剂等材料组成, 粉末颗粒均匀的包含所有组成成分, 在与钢管涂装结合过程中, 熔融或溶解状态的环氧树脂流平覆盖整个钢管表面, 环氧树脂发热固化交联而形成连续的热固性聚合物结构[3]。

FBE防腐层为100%固体, 无溶剂, 是一种热固性、无毒涂料, 无污染, 熔融黏度低、涂膜坚固、流平性好, 不需要底漆涂膜, 具有优良的耐化学防腐性能和较高的机械性能, 耐候性、韧性、致密性、力学性能好, 耐磨性佳, 抗阴极剥离、耐老化性能强, 有优异的反应活性和贮藏稳定性, 抗土壤应力的作用好, 涂料的配色好, 固化剂选择范围宽, 能与阴极保护系统完全兼容而无屏障的多层防腐系统, 具有失效安全性, 应用范围广。

FBE防腐层主要缺点是:防腐层薄且相对较脆、耐冲击性较差, 在运输、施工过程中很难保证涂层不被破坏, 水汽渗透率高、防水性较差, 防腐层的修补和环焊缝补口相对难度较大, 且涂敷工艺严格[2]。

3.3 聚乙烯胶粘带防腐层

聚乙烯胶粘带防腐层由底漆和防腐胶粘带或者由底漆、防腐胶粘带 (内带) 和保护胶粘带 (外带) 组成, 是采用底漆打底、胶粘带冷缠形成的。聚乙烯胶粘带防腐层具有良好的化学、物理稳定性、延展性和柔韧性, 具有良好的抗阴极剥离性能, 具有较高的绝缘性、抗氧化性和较低的吸湿率, 与管道的粘接力较强, 机械强度较高, 无污染, 质量控制直观, 适于现场施工。

聚乙烯胶粘带防腐层主要缺点是:当钢管表面处理和缠绕质量不好时, 易造成粘结力差, 使得防腐层容易剥离;当防腐层发生剥离时, 对阴极保护电流产生屏蔽, 造成防腐层过早失效。由于胶粘剂是橡胶类的物质, 软化点低, 当温度较高时, 胶粘带的粘结力变的很低, 不足以抵抗土壤应力。因此, 该防腐层常出现褶皱现象, 此外还易发生外来的人为损坏、阴极剥离和应力腐蚀开裂[2]。

4 工程应用实例简析

中国两个重要的、影响力大的长距离矿浆管道工程——山西太钢尖山铁精矿管道工程 (长约102km) 和云南昆钢大红山铁精矿管道工程 (长约171km) 埋地钢管均选择了3PE防腐层。云南昆钢大红山铁精矿管道工程3PE防腐埋地钢管参见图2。

云南昆钢大红山铁精矿管道工程管道沿线地形复杂, 管道在崇山峻岭间蜿蜒敷设, 施工条件较差, 施工难度较大, 在这种较为苛刻的地形及施工等工况下, 3PE防腐管道仍然具有较强的适应性, 充分发挥了其优越的防腐性能。该工程的管道运输、施工及运行实践证明, 3PE作为长距离矿浆管道工程埋地钢管的外防护层, 其防腐性能优越, 能较好地适合于地形复杂等各种苛刻工况。

5 埋地钢管外防腐层选择

单从防腐层自身技术特性角度来讲, 3PE、FBE和聚乙烯胶粘带防腐层均能够满足长距离矿浆管道工程埋地钢管外防腐层的技术要求, 但从整个工程的角度来看, 针对不同的工程条件 (包括气象、地形、运输、施工技术水平及管道的重要性等条件) , 3PE、FBE和聚乙烯胶粘带防腐层的选择方法也有所不同, 笔者根据一些工程实例, 结合工作经验, 对目前长距离矿浆管道工程埋地钢管外防腐层设计总结如下。

(1) 3PE和FBE防腐层比聚乙烯胶粘带防腐层的整体技术性能优越。

(2) 3PE和FBE防腐层比聚乙烯胶粘带防腐层的粘结性能强, 抵抗外界损伤的能力大, 更适应于管道运输和管道施工等条件。

(3) 干线埋地钢管建议使用3PE或FBE防腐层, 支线埋地钢管及厂区埋地钢管可以使用聚乙烯胶粘带防腐层。

(4) 3PE和FBE防腐层比聚乙烯胶粘带防腐层对苛刻工况下工程的适应性强。

(5) FBE和聚乙烯胶粘带防腐层比3PE防腐层更适合于弯管尤其是弯制角度大的弯管的防腐。

(6) 聚乙烯胶粘带防腐层相对3PE和FBE防腐层来说, 其补口工序简单、灵活, 补口效率较高。

6 结论和建议

虽然3PE、FBE和聚乙烯胶粘带防腐层均能够满足长距离矿浆管道工程埋地钢管外防腐层的技术要求, 但为了保障长距离矿浆管道工程埋地钢管防腐层的有效性、可靠性及经济性, 在进行长距离矿浆管道工程埋地钢管外防腐层设计时应综合考虑管道工艺类型和规格、钢管厂的情况、防腐层涂装作业条件、管道运输条件、管道敷设施工条件、防腐层的技术性能、配套补伤补口技术、防腐层的合理寿命、一次投资与二次投资、防腐层的应用历史、工程现场各类条件以及各环节人员技术水平等各方面的因素。

无论选用何种防腐层, 除了综合考虑上述各方面因素选择管道外防腐层, 还应加强各环节的检验、审查、监督、培训等工作;严格按照相关标准进行防腐层加工, 加强防腐工艺的质量控制;重视防腐管道的运输、保存等环节, 加强管理, 以尽量减少管道防腐层的损坏;加强矿浆管道工程的施工规范化管理, 以降低管道施工过程中对防腐层的损坏程度;严格控制防腐层的补伤补口质量。

参考文献

[1]廖宇平, 李志勇.外防腐层 (长输管道) 的应用与存在的问题[J].油气储运, 2005, 24 (4) :36-39.

[2]田建军.埋地钢质管道防腐层的发展简史及性能分析[M].上海:上海海隆赛能新材料有限公司研发中心, 2009.

外防腐层 篇3

由于我国的能源结构主要以煤炭为主, 而煤炭资源大多分布在西北偏远地区, 用户主要集中在中部和东南沿海经济发达地区, 每年煤炭的运输问题都是焦点问题。因此, 神渭输煤管道的建成投产, 必将在我国的煤炭运输方面起到示范作用, 将有力推动我国输煤管道事业的发展。

众所周知, 腐蚀对于设备的寿命、人员财产的安全都有重大的危害, 要消除这种危害就要用到防腐蚀措施。选择一种优质、安全可靠、应用成熟、来源广泛、经济实用, 并符合工程特点的防腐层可以在最大程度上达到经济合理。这对整个长距离输煤管道而言尤为重要。

二、常用埋地钢质管道外防腐层发展概况

常用管道防腐层包含传统的石油沥青或沥青瓷漆防腐层、煤焦油和煤焦油瓷漆、聚烯烃胶带;现代外防腐层有挤出包覆/缠绕聚烯烃、三层聚烯烃、单层或双层环氧熔结粉末、加热收缩或自收缩带/套、液体环氧、液体聚氨酯和聚脲等。这些防腐材料, 从技术角度而言, 都可以用于车间防腐层预制生产、补口和防腐层更新。但是, 由于防腐层所处地质特点、施工性能、人员素质等因素限制, 这些材料的使用领域各有侧重。目前国内长距离输送管道埋地防腐层选用的主要有:三层聚烯烃类和熔结环氧粉末类, 其中三层聚烯烃类工程应用实例最多。胶带已不推荐作为长距离输送管道的外防腐措施, 但可用在站内管径较复杂的地方。

三、主要防腐材料

(1) 、熔结环氧粉末防腐层

相对于传统防腐层, 环氧粉末不含溶剂, 涂覆几乎不产生挥发物, 仅要求防止尘土, 对环境影响小, 生产效率高, 防腐性能可靠。熔结环氧粉末具有优异的黏结力、防腐层坚固、耐腐蚀和耐溶剂性, 防腐层损伤修复较容易, 抗土壤应力等特点, 适用于大多数土壤环境, 包括砺石地段;和阴极保护匹配性好, 对保护电流几乎没有任何屏蔽作用。正由于这些特点, 熔结环氧粉末防腐层又被称为“失效安全”的防腐层。在美洲应用较为广泛。

熔结环氧粉末也有缺点, 其防腐层较薄且比较脆, 耐冲击性能差, 在运输、施工过程中很难保证防腐层不被损坏, 而且该防腐层水汽渗透率高, 防水性较差, 耐湿热性能有限, 不适合输送介质温度过高的水下管道。补口材料一般选择热收缩材料, 匹配性有限。对加工工艺要求较高。涂覆时钢管的预热温度, 粉末温度, 喷涂速度等对涂层质量均有较大影响。

(2) 、三层聚烯烃防腐层

三层聚烯烃防腐层由环氧防腐层、胶黏剂层、聚烯烃组成。其底层环氧涂料包含液态环氧涂料和环氧粉末涂料, 面层为挤出聚乙烯或粉末聚乙烯、挤出聚丙烯或粉末聚丙烯, 中间为挤出黏结剂或粉末黏结剂。这种防腐层克服了熔结环氧粉末的缺点, 结合了环氧粉末的强黏结能力及聚烯烃的抗机械损伤性能。

三层聚烯烃防腐层是目前国内重点工程普遍采用的埋地钢质管道防腐层, 具有耐腐蚀性、抗阴极剥离、机械强度高、抗水渗透性好、耐紫外线防老化性能好、绝缘电阻高、耐强酸强碱性能好、耐根茎穿刺、对环境友好、粘结力强、弯曲性能优异, 补口补伤简便、使用寿命长、自动化程度高等一系列优点, 获得了高度评价。

三层聚烯烃防腐层也有一些缺点, 主要表现在三个方面:一是防腐施工工艺、质量控制复杂, 控制不好易出现粘结力不足、气泡、空鼓、厚度不均匀等缺陷。二是三层聚烯烃防腐层各种补口技术都达不到三层聚烯烃防腐层的质量水平, 目前国内主要采用热收缩套补口。国内某些长输管道项目采用热收缩带补口的, 运行几年后均出现了补口失效的现象。三是会产生阴极保护屏蔽现象, 当三层聚烯烃防腐层与钢管表面发生剥离的情况下, 由于聚烯烃高电阻, 会对阴极保护电流产生屏蔽作用。

四、埋地钢质管道防腐选择

选择防腐层应根据埋地管道所处的地质情况和输送介质的运行温度考虑。

(1) 、地质情况

在岩石地段、多砺石土壤地区不宜选择塑性防腐层及热塑性防腐层, 如PP、PE胶粘带、煤焦油瓷漆和石油沥青等, 三层聚烯烃及双层环氧粉末是最佳选择。在土壤应力较强的地区应避免采用有蠕变性的防腐层, 熔结环氧粉末、三层聚烯烃都可以选择。盐湖、沼泽和水下不宜选择抗渗透性低的防腐层, 熔结环氧粉末抗渗透能力低, 不宜选用, 应选用三层聚烯烃防腐层。生物活动性强的地区不宜采用无抗生物性的防腐层, 1988年, 美国的Sibert先生受联合国开发署的委培, 来华讲学, 重点讲解了细菌腐蚀的危害, 据其介绍称, 石油管线腐蚀调查表面, 熔结环氧粉末在破损处易发生剥离, 剥离层下发现有细菌腐蚀。

(2) 、输送介质运行温度

每种防腐层的最高使用温度是有限制的, 有条件的, 对同类防腐层而言, 并不是所有厂家的防腐层材料都能满足标准规定防腐层运行温度极限的使用要求。根据工业应用实践得出的结论, 将软化温度减去20℃, 便得到了三层聚烯烃的最高运行温度。对于熔结环氧粉末, 普通熔结环氧粉末最高使用温度一般在65℃左右, 部分能达到150℃ (防腐层厚度需要达到630~

760μm) 。

(3) 、长输管道防腐层不宜选用多种防腐层结构, 多种防腐层会增加管理成本并对阴极保护有影响。

五、意见和建议

虽然目前的防腐层形式可以满足长距离输煤管道埋地钢质管道的防腐技术要求, 但应根据项目特点考虑选择防腐层的有效性、可靠性及经济性, 在设计过程中还应结合输送管道的管径、防腐方式、防腐厂设备涂装情况、管道运输情况、沿线管道敷设条件、补口适应性、现场施工环境、施工气候条件、施工人员素质、工程设计寿命以及防腐层的应用历史和出现的问题等各方面综合考虑。选择适合项目特点, 在技术可行的情况下, 做到经济合理, 使企业的效益最大化。

参考文献

【1】美国的输煤管道介绍涂昌德《煤炭设计》1997年11期

【2】管道防腐层设计手册胡士信、廖宇平、王冰怀主编化工工业出版社2007年6月

【3】长距离矿浆管道工程埋地钢管的外防腐层设计《中国矿山工程》2010年06月

外防腐层 篇4

PCM防腐层检测技术是我国内普遍的一种埋地管道地面检测技术。我国很多化石能源都是通过管道来实现运输, 所以管道运输在我国国民经济中占有重要地位。燃气管道的安全问题是我国面临的重要能源发展问题, 也是关乎人们生命健康的安全问题, 所以如何提高燃气管道的安全性和可靠性已成为相关管道设计施工人员研究讨论的热点问题。

1 防腐层检测技术在燃气管道建筑中的作用

1.1 燃气管道建筑简析

管道在压力非常大的情况下依然可以保持正常的运行状态。由于企业通常使用的管道材质强度很大, 所以此管道能够在恶劣的环境下, 如强酸、强碱型土壤中布设。在施工前期, 施工人员会认真比对每段管道的地理位置, 以建立完善的管道网。与其他工程相同, 燃气管道需要进行定期修复, 检修人员还会提取相应的管道样本, 对其防腐层进行检测和评估, 如果发现安全隐患, 检修人员应及时阻断该路段的燃气管道, 进行紧急抢修。

1.2 防腐层检验技术

防腐层检验技术通常会采用多频管中电流法对燃气管道的腐蚀程度进行测验, 这种新型检测技术不仅有效的解决了传统检验方法受环境限制的问题, 还能够准确的找到燃气管道防腐层出现破损的位置。

1.2.1 技术原理

工作人员通过发射信号可以检测到管道中燃气流量所反映的电流信息, 出现腐蚀性破损的管道其信号的频率与正常管道的信号频率具有本质差别, 如果地面上的电流发生了改变, 受周围磁场变化的影响, 导线中的电流会结合发射台搜集的信号频率进行等效电流换算。防腐层完好的燃气管道, 其等效电流相对平缓, 因为其电流流失幅度小[2]。

1.2.2 判断依据

正常情况下, 信号电流会随着管道防腐层的破损情况发生变化, 接收器在接收到区段内等效电流强度数值之后会自动跳转规律性模式, 并自动分析管道外防腐层的完好程度。与此同时, 配套软件还会按照等效电流的变化情况对燃气管道的衰变情况进行预测。

2 检测工程的施工方案

2.1 系统元件

文章以雷迪公司的电流测绘系统进行研究, 系统元件主要有以下几方面内容:

2.1.1 测绘工程构成

A型架、电流测绘软件、RD-PCM信号发射器等是测绘工程的主要构成。

2.1.2 实施方案

采用超低频信号处理器对发射器所搜集的电流进行定位跟踪, 当电流过大时应及时捕捉燃气管道的电流与信号噪音比, 之后增加检测距离, 当检测距离到达临界值时, 测量发射器功率处于什么样的工作状态, 发射器应采用功率较大的电池组, 为发射器创造一个稳定的电流输出环境[3]。

2.1.3 功能分析

除上述实施方案所提到的检测功能之外, 检测工程还具有较强的定位功能, 系统在阴极保护的外部环境下, 会释放出许多高频电源信号, 这些信号是检测燃气管道信号源位置的主要依据, 接收器和信号发射器都具有定位功能。

2.2 检测评估结果分析

2.2.1 检测评估依据

发射器和接收器所搜集的电流数据及信号频率数据可以真实的反映出燃气管道防腐层的破损程度, 通过辅助性数据处理, 检测人员可以清晰的确定出区段内燃气管道的电阻率, 并初步确定管道的破损情况。经过更深层次的数据统计, 定位系统可以帮助工作人员精准的找到燃气管道的破损源[4]。

2.2.2 计算公式

式中, IO表示固定区间内燃气管道中电流的大小;x表示区间管道的距离;a表示电流信号频率衰退的类型以及管道直径对电流信号频率的影响。

2.2.3 燃气管道防腐层等级划分标准

2.3 防腐层评估结果

根据国家标准规定, 燃气管道防腐层的检验结果可以真实的反映出管道运行情况的安全性和稳定性。如果燃气管道的电阻率因为防腐层破损而降低, 则其反馈回来的电流信号频率也会相应的降低。但是, 如果单纯根据电阻率大小来检验电流信号并不十分客观, 所以管道检修人员还应在检验时尽量避免牺牲阳极对管道防腐层评价的影响[5]。

3 检测方法应注意的相关问题

3.1 检测距离

文章结合工程应用实例, 对PCM检测工程对钢质燃气管道进行防腐层腐蚀性检测进行了分析, 总结了应注意以下几点问题: (1) 检测取值管道长度应小于25米。 (2) 应积极采用牺牲阳极来保护管道防腐层的内部物理结构, 尽可能的避免选择地面环境复杂的位置安装信号发射器。 (3) 设置多个测量点, 增加观测点的密度, 在取点大于20, 小于25米的情况下增加测量点在地段中的连接方式。

3.2 分段评估

燃气管道工程各区段的管道结果存在很大的差异性, 所以在对其防腐层进行腐蚀性检验时经常会出现结果和真实误差较大的现象。工作人员应排除管道内的牺牲阳极、阴极、地级等多种因素的干扰, 对燃气管道进行分段评估。

4 结束语

通过对PCM防腐层检验技术进行深入研究可知, 要想提高检验技术的效果, 工作人员应充分利用丰富的检测经验, 针对检测过程中的疑难问题进行重点突破, 难点分析, 另外还应在对检测数据软件分析处理时, 充分考虑电流泄漏点的因素[6]。

参考文献

[1]邱焕勇, 杨鑫.PCM防腐层检测技术在燃气管道防腐层检测中的应用[J].全面腐蚀控制, 2012, 13 (7) :124-146.

[2]景启东, 张伟明.防腐层检测技术在燃气管道中的应用[J].中国石油和化工标准与质量, 2013, 23 (8) :112-134.

[3]谷会英, 孙念灵.埋地管道防腐层检测技术在燃气管道检测中的应用[J].科技致富向导, 2011, 12 (11) :115-129.

[4]李建勋, 韩红波, 林守江.多频管内电流法在燃气管道防腐层检测的应用[J].煤气与热力, 2012, 12 (6) :115-129.

[5]黄昌碧, 陈辉, 宋根才.基于超声波的管道防腐层剥离检测方法研究[J].石油仪器, 2012, 12 (8) :114-129.

埕港输气管道防腐层选择方案研究 篇5

该工程位于南排河滩海地区, 自然条件恶劣, 土壤含盐量高, 含水量大, 土壤电阻率极低, 一般在3Ω·m以下, 其中赵东平台至埕海1-1人工岛管线为海底敷设, 埕海1-1人工岛至埕海联合站至大港首站的管线埋地敷设, 总长约49.5公里, 其中有4.0公里管线在进海路埋地敷设, 管线所处地段的土壤腐蚀性很强。

1 管道防腐层的选择

埕海1-1人工岛至埕海联合站的管线有4公里在进海路埋地敷设, 而赵东平台至埕海1-1人工岛管线海底敷设, 因此对管线的外防腐层要求极高。进海路管线, 涨潮最高水位可以完全浸没整条进海路, 退潮时又没有水, 腐蚀比全浸在海水中严重的多。沿着进海路所敷设的部分管线, 与陆上埋地管线做法基本一致, 外防腐要求则必须具有抗海水、抗细菌及海生物侵蚀、抗冲击、浸泡性能好、水渗透率低、与钢管间附着力强、容易涂装、抗磨蚀、电绝缘性好、耐阴极剥离、具有低的低吸水率、易于补口补伤等综合性能。

由于石油沥青不耐植物根茎 (如芦苇) , 容易造成聚乙烯胶粘带和管道脱壳, 目前国内用于埋地长输管线较多的且防腐效果较好的防腐层主要为聚乙烯防腐层和环氧粉末涂料, 其中聚乙烯防腐层包括PE二层结构、PE三层结构, 这几种结构的性能比较如下:

1.1 二层PE结构

二层PE结构具有耐化学介质浸泡、绝缘电阻高、抗透湿性能好、抗阴极剥离性能好, 当采用外加电流阴极保护时, 不易对其它地下金属构筑物产生杂散电流干扰等优点, 但是二层PE结构焊缝处易形成空鼓, 涂层一旦失去粘结, 易造成阴极保护屏蔽, 造成膜下腐蚀, 阳光下易老化。该种防腐结构适用于大部分土壤环境, 特别是机械强度要求高、土壤应力破坏作用较大的地区, 而架空管段和温差较大地区应予以慎用。其造价普通级大约为60~70元/m2, 加强级70~80元/m2。

1.2 环氧粉末涂料

环氧粉末涂料的优点是粘结力好、耐蚀性能好、机械强度高、抗阴极剥离性能好、适用温度范围广, 使用寿命长、预制费用较低;缺点是涂层太薄, 运输、施工过程中易受伤, 不易补口, 涂层的修补和环焊缝补口相对难度较大, 高温下吸水率高, 阳光下易老化。环氧粉末涂料防腐结构适用于大部分土壤环境, 特别适用于粘质土壤及定向钻穿越段, 不适宜高含水、石方段使用, 单位造价为普通级60元/m2, 加强级70元/m2。

1.3 三层PE结构

三层PE结构与钢管粘结力好, 耐化学介质浸泡、绝缘电阻高、抗透湿性能好, 抗阴极剥离性能好, 当采用外加电流阴极保护时, 不易对其它地下金属构筑物产生杂散电流干扰, 所需保护电流密度最小, 节省阴极保护电能消耗。但是其造价较高, 普通级为70~80元/m2, 加强级为80~90元/m2。除此之外, 该结构焊缝处易形成空鼓, 可能存在阴极保护屏蔽, 造成膜下腐蚀现象, 阳光下易老化。三层PE结构在大部分土壤环境, 特别是敷设及施工环境苛刻地带、侵蚀性地带适用, 如石方段、盐碱地等, 而架空管段不宜采用。

2 方案结论

对气管线仅作单层环氧粉末显单薄, 环氧粉末本身吸水率较高, 三层PE结构的价格目前也不太高, 比二层PE的价格每平米仅高数元, 鉴于三层PE外防腐层绝缘防腐性能优异, 使用寿命长, 并且最近几年无论是陆上还是海底的长输管线均采用三层PE防腐层。由于管线所经地段为腐蚀严重的滩海区域, 有部分管段在海堤敷设管线, 另有部分管段在进海路敷设, 为保证管线长期稳定运行, 结合目前的施工水平, 推荐天然气输气管道外防腐层采用性能价格比较好的加强级三层PE外防腐层, 结构如下:底层普通级熔结环氧粉末≥80μm, 中间层胶粘剂170~250μm, 面层高密度聚乙烯, 总厚度不小于2.9mm。

3 结语

作为低成本、高效率、污染小的输送方式, 输气管道在周围环境的腐蚀作用下可能会导致穿孔或者泄漏, 引起火灾爆炸造成人员财产损失和环境污染破坏。为减少管道腐蚀造成的危害, 普遍做法是对管道施加外防腐层和阴极保护, 而阴极保护的效果又依靠防腐层的正常工作, 可以说只有防腐层的绝缘效果越好, 管道的阴极保护措施才能发挥最大作用。研究和探讨输气管线防腐层的结构种类和使用范围, 使其更好的服务管道运行是十分必要的。

摘要：输气管道在周围环境的腐蚀作用下可能会导致穿孔或者泄漏, 为避免火灾爆炸造成人员财产损失和环境污染破坏, 各大油田采用的普遍做法是对管道实加外防腐层和阴极保护, 而阴极保护的效果又依赖于防腐层的正常工作, 本文以埕港输气管道防腐层的方案选择为例, 探讨输气管线防腐层的结构种类和使用范围, 为长期服役的输气管道防腐方案的选择提供参考。

关键词：输气管道防腐层,PE二层结构,PE三层结构,环氧粉末涂料

参考文献

[1]杨赫, 刘彦礼.近年我国油气管道防腐技术的应用[J].化学工程师, 2008 (2) .

燃气管线定向钻穿越防腐层的选择 篇6

1 目前的解决措施及使用情况

目前在定向钻施工工艺中, 燃气管道的外防腐采用以下两种主要方式:3PE加焊缝的各种保护套以及帕罗特, 具体情况如下。

1.1 3PE+热收缩套补口+牺牲套

牺牲套就是在每个热收缩套补口处的穿越前端, 附加一个额外的热收缩套, 用以保护主套。牺牲套搭接在3PE的前端凸起部分, 在定向钻穿越施工时, 补口搭接处的凸起部分在回拖时以牺牲自我的方式避免主套被划伤。

1.2 3 P E+热收缩套补口+光固化保护套

光固化保护套 (Fibertec) 是由网状玻璃纤维和紫外光固化树脂组成的卷材, 缠绕在每个普通热收缩套补口处的穿越前端, 经紫外灯照射后形成的刚性保护套。它的制造标准根据欧盟EN12068/DIN30672C/50DVGW《用于与钢管外防腐相接的外有机涂层带和可缩材料》, 加强后使得管道防腐层在水平定向钻施工时具有较强的抗机械外力冲击和较高的力学性能。其抗压强度为150MPa, 抗冲击强度57.5k J/m2, 抗剪切强度达到0.615MPa。由于含有高科技光敏材料, 具有极好的抗化学溶剂腐蚀的性能, 能灵活地用于包覆对象。在定向钻穿越管段外防腐应用上, 光固化套有很好的机械损伤保护性能, 能较好的适应各种定向转穿越施工条件, 目前该技术方案在德国使用已经相当成熟。

1.3 穿越专用热收缩套

国外针对定向钻穿越的特定需求, 开发了专用热收缩套。其外形与普通热收缩套相似, 但额外配有专用保护套。与普通热收缩套性能相比, 其机械强度更高。美国瑞侃公司的产品中, 含有网状玻璃纤维加强筋, 加拿大卡努沙公司产品的外表面则有碳粒子, 这些改进大大提高了热收缩套的抗变形能力。

1.4 帕罗特

帕罗特是完全不同于3PE的防腐结构, 专用于定向钻穿越段。帕罗特系列防腐涂料是一种以无溶剂环氧树脂为基础的双组分并添加聚合物、固化剂等无机填料组成的双组分环氧混凝土涂料, 防腐性能, 与裸钢、FBE (熔结环氧防腐) 覆盖层的粘接力极佳, 与FBE覆盖层比较, 其耐冲性能是FBE覆盖层的两倍或数倍以上, 耐阴极剥离性能和耐水汽渗透性能也优于FBE覆盖层。尤其使用于管道拖拉严重的地段、山地及多石地区。帕罗特补口采用一种叫Powercrete J的双组份配套涂料, 可现场喷涂或抹涂, 其厚度、性能与管体帕罗特涂层完全一致, 因此更易于施工, 防护效果跟显著。从技术可靠性考虑, 定向钻穿越选用帕罗特防腐层无疑更安全稳妥。

根据美国有关技术专著, 对定向钻防腐层必须考虑耐磨抗划伤, 为解决FBE防腐层抗机械冲击性能较差的问题, 推荐采用环氧聚合物混凝土, 即帕罗特防腐层, 已被美国定向穿越工程承包协会DCCA (Directi onal Crossing Contractors Association) 指定为定向穿越覆盖层专用保护产品。

2 技术方案比选

燃气管线定向钻穿越施工中, 提高管道的补口、补伤及弯头等部位的防腐质量, 是保证管道防腐质量的决定因素, 补口材料的优劣首先取决于防腐材料与裸钢管、管体覆盖层的粘接强度, 其次取决于它的机械强度和防腐性能。根据国内工程实践, 结合上述四种方式, 以及深圳的地质情况, 我认为可以考虑的方案有进口专用热收缩套和帕罗特。但在使用过程中有以下注意事项。

(1) 标准问题:国产热收缩套技术指标完全能够满足行业标准要求, 进口热收缩套遵循国外标准, 尤其是专用热收缩套, 根据穿越特点, 其强调抗划伤、耐磨性能, 反而不能完全满足国内行业标准要求。因此在使用瑞侃产品时, 可参照中石油管道局制订的企业标准Q/SY GD0171-2005执行。卡努沙技术指标要求按照中石油管道股份公司建设项目部的技术规格书GJX-SPE-AC-001执行。因此, 防腐层若使用进口专用热收缩套材料则检验、施工等均无标准可依。

(2) 燃气管线定向钻穿越施工中, 提高管道的补口、补伤及弯头等部位的防腐质量, 是保证管道防腐质量的决定因素, 补口材料的优劣先取决于防腐材料与裸钢管、管体覆盖层的粘接强度, 又取决于它的机械强度和防腐性能, 若燃气管线定向钻穿越防腐层施工工艺选用帕罗特, 则在钢管采购时就需确定使用帕罗特防腐的管道长度, 这样在生产过程中, 生产厂家对这部份管道仅需作底层环氧粉末 (FBE) , 不必再挤涂外层聚乙烯, 而采用外涂帕罗特, 操作方便灵活。由此可见, 使用帕罗特防腐, 可工厂预制, 可野外施工, 可手工操作, 亦可机械喷涂, 可操作性比较强。

3 结语

钢制燃气管道定向钻穿越施工工艺中, 外防腐层的选用至关重要。为加强定向穿越工程防腐质量, 保证管道免遭侵害, 根据深圳施工工程实际情况, 定向钻穿越工程的管线应尽量选用帕罗特作防腐涂料。

摘要：定向钻穿越方式因其投资少、工期短、安全环保等优点, 成为道路、河流穿越的首选方式, 但在回拖过程中, 有可能损伤管道防腐层。因此, 在燃气管道定向钻穿越施工工艺中, 外防腐层的选用至关重要。本文结合深圳市实际施工条件, 通过对国内相关单位所作的定向钻穿越事例调查和研究, 并对几种新型管道防腐层保护措施进行了探讨, 确定深圳市高压燃气管线定向钻穿越外防腐采用3PE+穿越专用热收缩套和帕罗特两种方式。

关键词：定向钻,外防腐层,穿越进口专用热收缩套,帕罗特

参考文献

[1]杨印臣.地下管道检测与评估[M].北京:石油工业出版社, 2008.

含磷的黏结陶瓷:非临时性防腐层 篇7

钢、铝及其他金属结构件的腐蚀, 不仅造成各国数千万美元的维修及部件更换费用, 而且也威胁到安全。例如: 对于舰艇、坦克、飞机及其他设备的防腐蚀处理, 每年消耗军费2. 29 亿美元。因腐蚀而更换受损材料及部件的费用, 约占工业发达国家GDP总量的3. 5% , 同时还有相应的生产损失、环境影响、运输中断及伤亡事故的费用。

传统的防腐蚀方法已取得了不同程度的成功, 但工业方面仍在寻求延长部件寿命的新技术。一种以美国北卡罗来纳州威尔逊市Eon Coat公司命名的Eon Coat新的含磷黏结陶瓷 ( CBPC) , 可以提供一种持久的防腐层, 这是一种坚实的陶瓷保护层。

1 传统防腐方法的局限性

丙烯酸漆长期以来作为一种物理涂层, 用于防止盐水及氧气对钢、铝等材料的腐蚀。该方法在因刮伤、剥落等导致的油漆外层破损前是有效的, 但在油漆外层破损后, 破损处的油漆层下又会产生腐蚀。

其次是采用活性材料, 如: 锌及镀锌层用于钢材的防腐。但该方法消耗金属材料, 比较浪费, 且通常在使用数年之后, 又必须重新涂覆。

阴极防腐法, 即向钢材施加一个负电压, 对管材或可施加电压的静态金属材料可限制其腐蚀。但如不能正确绝缘或电路接地, 该方法就会失败。

使用不锈钢等耐腐材料是可行的, 但不锈钢的材料费用比较高。

2 防腐蚀的新方法

理想的状态是: 使用廉价应用涂层的长效耐腐蚀不锈钢。像Eon Coat公司这种新的CBPCs就有可能成为现实。Eon Coat公司的CEO Tony Collins先生说“CBPCs不同于简单覆盖在基体上的丙烯酸漆, 它实质上就是合金表面”。

伊利诺斯州阿贡国家实验室前材料工程师及领导Eon Coat陶瓷镀层开发的Arun Wagh博士解释了该涂层的理论背景: 当双组分喷涂枪将基本矿物质和金属氧化物在水基悬浮物中与酸性磷混合时, 在钢材的基体表面便产生了一种化学反应。在铁变为耐腐蚀的羟基氧化铁钝化层时, 便携式温度计显示的温度会上升10 ℉ ~ 12 ℉。如同金和铂一样, 因钝化层是采用电化学方式稳定的, 它不会与水和氧气这类促进腐蚀的物质产生化学反应。

扫描电子显微镜显示, 此钝化层的厚度约为24μm。X - 射线衍射表明, 此钝化层含有约60% 的铁及磷酸盐、镁、硅、氢和氧等混合物。

Wagh先生说“印度德里的铁柱历史证明: EonCoat式的保护层可以永久性防腐 ( 见图1) 。由印度人制作的该铁柱高7 m、重6 t, 经历1 600 年仍未被腐蚀, 原碑文依然清晰可辨。它具有和Eon Coat几乎相同的钝化层。”

与一般只涂覆于基材表面的丙烯酸漆镀层不同, Eon Coat黏结剂是通过化学反应与基材结合的, 其表层轻微的表面氧化能更好地促进化学反应。化学反应使其生成了一种合金表面, 而非基材表面的一般涂层。因而, 这种涂层几乎不可能像一般涂层在涂覆过程中因为氧气和湿度而遭到腐蚀, 而且对大多数基材无需用底漆, 适用于需要多层表面涂覆的所有基材。

这种耐腐蚀的钝化层有一个实质性的陶瓷外壳保护, 这种密实的陶瓷外壳防水、耐冲击、耐磨损、耐化学腐蚀和防火。陶瓷外壳由钝化层与化学黏结剂形成, 是在酸、碱材料于喷枪喷嘴中混合并与基材表面发生反应后生成的。这种复合陶瓷涂层既可作为底漆, 又可作为面漆, 可以应用于单层涂覆, 经数分钟干式涂覆, 15 min内完全干燥后, 过1 h即可恢复使用。

如Eon Coat类的CBPCs, 已经在实验室得到了验证并有如铁柱这样的例子, 这种新材料比类似的传统防腐涂料更加有效。在由NASA进行的腐蚀实验中 ( 见图2) , Collins先生将Eon Coat与其他19 种具有竞争力的防腐涂料进行了对比试验: 涂层样品被划开并在盐雾中暴露12 h, 然后在阳光下晒12 h ( 或在等量的UV光下) 。经过120 天后, 其他高性能涂层试验均告失败, 而Eon Coat样品除在划线处有锈蚀外, 其他均没有被腐蚀。