埋地钢管道外防腐技术应用与发展概况.pdf

埋地钢管道外防腐技术应用与发展概况 景喜林 曾琛 摘要：简述了阴极保护法的原理、应用条件、范围及实施方法；重点介绍了各种外防蚀涂层 的应用及发展现状，同时阐述了埋地钢管道防腐技术的必威体育精装版进展=． 关键词：阴极保护外防蚀涂层发展现状 必威体育精装版进展 根据对世界石油和天然气在能源结构中所占的比例，以及我国国民经济发展状况的 分析，预计今后几十年我国管道工业将得到迅猛发展，其显著标志是一系列油气输送管 道的设计和建设，但在油气的管道输送中，除了保证有充足的油气资源供应外，另一方 面，由于国内外普遍采用埋地钢管道进行输送，所以尽最大可能防御环境对钢管的腐蚀 与破坏就显得尤其重要。通过国内外多年的研究运用及实践证明，在对埋地钢管的外腐 蚀控制中，防蚀涂层和阴极保护联合运用为最佳保护方法【1]。涂层是埋地钢管腐蚀的第 一道防线，其作用是将管体金属与腐蚀环境隔离；阴极保护的作用是对涂层缺陷处的金 属提供附加保护。显然防蚀涂层是占主导地位的，正如美国腐蚀工程协会认为：外防腐 涂层是主要的，占99％；阴极保护是辅助的，当防腐涂层变得干疮百孔时，阴极保护将 不能起作用，甚至还会起负面作用，如阴极剥离。 1阴极保护鳓 1．1极保护原理 阴极保护是通过降低腐蚀电位(．O．85V～1．2V，饱和CdCuS04电极)，即埋地钢管 裸露部分遭到腐蚀时，腐蚀电子首先由阴极保护电流提供而不是钢管的铁，这样就起到 了电化学保护的目的。 1．2应用条件和范围 1．2．1被保护金属表面必须有导电介质存在，而且被保护金属结构必须完全浸没于导 电介质中，以便能够建立起连续的电流通过。 1．2．2被保护金属在所处介质中易于进行阴极保护，使阴极保护易于实施。 1．2．3被保护金属结构的几何形状不能过于复杂，否则会由于屏蔽效应影响保护电 流的均匀分布。因此其适用于淡水、海水、碱及盐类溶液中金属结构的防蚀保护及土壤 和海泥中金属结构的防蚀保护。 1．3实施方法 通常采用两种方法实施阴极保护：外加电流和牺牲阳极。 2、外防蚀涂层 目前国内外用于埋地管道的防蚀涂层有六大类：沥青类、薄膜环氧类、聚烯烃类以 104 及复合涂层类、硬质聚氨酯泡沫防腐保温结构、双层环氧粉末。 2．1沥青类 该类涂层属于天然热塑性材料，热浇涂施工，一般属于玻璃布或纤维毡增强，涂层 较厚。 2．1．1石油沥青‘31 由石油蒸馏残余物制得，其优点是具有良好的粘结力、稳定的化学性质，而且价格 低廉、来源广泛、对施工要求不高，是埋地管道应用最早的涂层品种，特别是在前苏联、 东欧及我国曾一统埋地管道防腐的天下。其使用温度为一20。C一70。C。在二十世纪70年 代初期，该防腐涂层在输油管道中曾大量应用，如大庆原油外输管道和鲁宁(山东一仪 征)输油管道，可以说在80年代中期以前所建的数千里管道，无一例外地选用了石油 沥青防腐涂层。但在长期的使用中，实践证明，有些石油沥青涂层具有吸水率离、耐土 壤应力差、支持植物根茎生长、使用温度范围有限等缺陷，如大庆原油外输管道腐蚀状 况仍在恶化，每年仅维修费用就高达数千万元。另外其使用寿命一般也仅为2卜30年， 所以在有些国家已经及尽淘汰，而我国油田集输管道仍在使用。 2．1．2煤焦油瓷漆[41 由煤沥青填加煤粉、煤焦油馏分及矿质填料后加热熬制而成，是煤沥青的改性产品。 与石油沥青相比，吸水率低、粘结性好、抗植物根茎穿透、耐细菌、绝缘性好，其使用 温度为．25℃一80℃，使用寿命可达60年以上。其用作管道防腐已有近百年的历史，80 年代中期曾连续十年位居管道涂敷工业之首，在世界范围内得到广泛应用。近年来随着 环境保护要求的不断提高使煤焦油瓷漆的使用受到一定的限制，但在发展中国家仍大量 采用。我国进入90年代中期以来，在新建管道中曾大规模应用，如轮南—库尔勒原油 管道、塔中一轮南原油和天然气管道、靖边一西安天然气管道、崖1一香港原油管道等。 可是最近随着我国环境保护呼声的日益壮大，其应用受到越来越严重的挑战。但由于其 具有绝对的性价比，可以说煤焦油瓷漆目前仍是世界范围内主要的管道防蚀涂层之一。 2．2薄膜环氧类 是目前应用最为广泛的涂层类型，可单独用作管道防蚀涂层，也可作为底漆与聚烯 烃复合使用。 2．2．1熔结环氧粉末(FBE)151 由固态环氧树脂、固化剂及多种助剂经混炼、粉碎加工而