淺析鋼制管道防腐選用及措施

王慶利

【摘 要】鋼制管道是現(xiàn)在燃?xì)夤緩V泛選用的管道，如何保證其安全運(yùn)行是燃?xì)馄髽I(yè)工作的重中之重。提出了鋼制管道腐蝕的因素及應(yīng)對(duì)措施，為燃?xì)馄髽I(yè)保證管道的安全性提供了有效依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】鋼制管道；防腐層；防腐措施 隨著利用率的提高和利用范圍的擴(kuò)展，天然氣輸送成為燃?xì)馐褂眠^程中的關(guān)鍵?，F(xiàn)階段我國燃?xì)夤艿酪话悴捎娩摴芎蚉E管，而鋼管施工范圍較廣，埋地鋼管要達(dá)到長期安全運(yùn)行，必須在六個(gè)方面有好的基礎(chǔ)條件，即高品質(zhì)的鋼管、優(yōu)良的焊接、合理的防腐措施、正常均衡的操作運(yùn)行、較強(qiáng)的抗御自然破壞的能力及完善的維護(hù)管理體系。目前在國內(nèi)外管道發(fā)生各種破壞性事故的原因中，人為造成的破壞占第一位，管道腐蝕破壞（含應(yīng)力腐蝕開裂（SCC））占第二位。因此，選擇安全、適用、經(jīng)濟(jì)的管道防腐層是很重要的。

埋地鋼質(zhì)管道發(fā)生腐蝕有四大影響因素：即環(huán)境、腐蝕防護(hù)效果、鋼管材質(zhì)及制造工藝、應(yīng)力水平。管道的腐蝕破壞是上述諸因素相互影響的結(jié)果。

1.埋地管道所處的環(huán)境

埋地管道所處的環(huán)境是引起腐蝕的外因，這些因素包括土壤類型、土壤電阻率、土壤含水量（濕度）、pH值、硫化物含量、氧化還原電位、雜散電流及干擾電流、微生物、植物根系等。因此在選擇防腐層時(shí)，必須綜合考慮。

2.防腐效果

腐蝕防護(hù)是控制管道是否會(huì)發(fā)生腐蝕破壞的關(guān)鍵因素。目前管道的腐蝕防護(hù)采用了雙重措施，即防腐層與陰極保護(hù)（外加電流或犧牲陽極）。防腐層至關(guān)重要的是能抵御現(xiàn)場環(huán)境腐蝕，保證與鋼管牢固粘結(jié)，盡可能不出現(xiàn)陰極剝離。一旦發(fā)生局部剝離，就必須保證陰極保護(hù)電流的暢通，達(dá)到防護(hù)效果。

3.鋼管的材質(zhì)與制造因素

鋼管的材質(zhì)與制造因素是管道腐蝕的內(nèi)因，特別是鋼材的化學(xué)組分與微晶結(jié)構(gòu)，非金屬組分含量高，如S、P易發(fā)生腐蝕，C、Si易造成脆性開裂。微晶細(xì)度等級(jí)低，裂紋沿晶粒擴(kuò)展，易發(fā)生開裂，加入微量鎳、銅、鉻可提高抗腐蝕性。在鋼管制造過程中，表面存在缺陷如劃痕、凹坑、微裂等，也易造成腐蝕開裂。

4.管道操作運(yùn)行過程中的使用應(yīng)力

管道操作運(yùn)行時(shí)，輸送壓力與壓力波動(dòng)是應(yīng)力腐蝕開裂的又一重要因素。過高的壓力使管壁產(chǎn)生過大的使用應(yīng)力，易使腐蝕裂紋擴(kuò)展；壓力循環(huán)波動(dòng)也易使裂紋擴(kuò)展。當(dāng)裂紋擴(kuò)展達(dá)到臨界狀態(tài)時(shí)，管道就會(huì)發(fā)生斷裂破壞，甚至引起爆炸（燃?xì)夤艿溃?/p>

5.現(xiàn)行的主要防腐層

目前世界各國埋地鋼質(zhì)管道所使用的防腐層主要有石油瀝青、煤焦油瓷漆、擠塑聚乙烯、PE膠帶、熔結(jié)環(huán)氧樹指（FBE）及復(fù)合覆蓋層（含三層PE）。

石油瀝青是使用歷史最長的防腐涂料，如果腐蝕環(huán)境無微生物、無深根植物，那么仍不失為一種經(jīng)濟(jì)適用的防腐層，當(dāng)然它的流淌性不適合高溫環(huán)境。煤焦油瓷漆也是歷史悠久的防腐涂料，它克服了石油瀝青的缺陷，但是在較低溫度環(huán)境下的冷脆卻限制了它的使用范圍，而且它抗外界機(jī)械力破壞強(qiáng)度不高，石方山區(qū)不宜使用。熔結(jié)環(huán)氧樹脂是所有防腐涂料中與鋼管粘結(jié)力最強(qiáng)、抗各種環(huán)境腐蝕最好、抗機(jī)械沖擊最高的防腐涂料，因而在管道應(yīng)力腐蝕開裂調(diào)查中無腐蝕開裂案例，但由于涂敷層?。ú坏?mm），抗尖銳物體的沖擊較差，在山區(qū)地段要慎用。為克服上述缺點(diǎn)，開發(fā)了三層PE結(jié)構(gòu)，這是一種將環(huán)氧樹脂的抗陰極剝離粘結(jié)性與聚乙烯的抗沖擊強(qiáng)度相結(jié)合的復(fù)合結(jié)構(gòu)。因此是我公司采用率較高的防腐形式。

各種防腐層有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)管道線路的地質(zhì)條件、腐蝕環(huán)境，因地制宜地選用，并不是價(jià)格高就一定好，而是以安全、適用、經(jīng)濟(jì)為原則。

6.加強(qiáng)防腐質(zhì)量的措施

6.1建立防腐層的綜合評(píng)價(jià)方法

建議先行試用因素加權(quán)計(jì)分法擇優(yōu)選用，以解決管道的設(shè)計(jì)問題。此方法是先根據(jù)線路各段環(huán)境條件，列出選用因素，如第一腐蝕因素（主要的）、第二腐蝕因素（次要的）、第三腐蝕因素（更次要的）、地質(zhì)因素、自然氣候因素及價(jià)格因素等。然后將各種因素劃分一定比例數(shù)（總和為1），再將各類覆蓋層對(duì)應(yīng)于各因素按百分制打分，最后將覆蓋層分?jǐn)?shù)乘以比例數(shù)，得出加權(quán)計(jì)分，據(jù)此排列出覆蓋層選用次序，供業(yè)主與設(shè)計(jì)者參考。當(dāng)然，此種方法并不很科學(xué)，原因是比例劃分與覆蓋層評(píng)分都有人為因素，因此應(yīng)請(qǐng)有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技術(shù)人員打分，求加權(quán)平均值，可能會(huì)更合理一些。

6.2加強(qiáng)鋼管表面處理

管道發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂（SCC）主要是由剝離或陰極剝離造成的。由于過去在管道防腐涂敷前對(duì)鋼管表面除銹處理較簡單，造成底漆粘結(jié)不牢，因此易發(fā)生剝離或陰極剝離。為此，涂敷前的鋼管表面必須進(jìn)行拋丸或噴砂處理，以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的潔凈度和錨紋深度，確保底漆粘結(jié)牢固。

6.3把好現(xiàn)場補(bǔ)口質(zhì)量

①補(bǔ)口材料與管體防腐層有較好的相容性。

②補(bǔ)口接合部應(yīng)嚴(yán)密粘牢，必要時(shí)可作嚴(yán)密性試驗(yàn)。

③必須認(rèn)真處理補(bǔ)口處的鋼管表面，達(dá)到管體表面潔凈度的要求。

6.4固定式與移動(dòng)式防腐作業(yè)線相結(jié)合

工廠固定式防腐作業(yè)生產(chǎn)，由于施工環(huán)境好，可提高防腐管的質(zhì)量。但對(duì)于需要長途運(yùn)輸?shù)墓懿?，防腐層易損傷，而現(xiàn)場修補(bǔ)也很難達(dá)到滿意的效果，故建立防腐作業(yè)線應(yīng)考慮固定與移動(dòng)相結(jié)合，以滿足工程現(xiàn)實(shí)的需要。

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