埋地長(zhǎng)輸管道防腐方法及質(zhì)量控制

李鳳

【摘 要】隨著新材料、新工藝、新技術(shù)的不斷應(yīng)用，我國(guó)的管道防腐技術(shù)日臻完善。本文分析了埋地長(zhǎng)輸管道腐蝕原因，介紹了防腐方法，并對(duì)內(nèi)外纏繞帶防腐技術(shù)的質(zhì)量控制進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】埋地長(zhǎng)輸管道；防腐方法；質(zhì)量控制

一、埋地長(zhǎng)輸管道腐蝕原因

（一）自然環(huán)境的影響

埋地長(zhǎng)輸管道由于管道線路長(zhǎng)，經(jīng)歷的工作環(huán)境復(fù)雜，受著多種腐蝕，主要腐蝕情況有：土壤腐蝕、細(xì)菌腐蝕和雜散電流腐蝕。

（1）土壤的空隙為空氣和水所充滿，水中含有一定的鹽使土壤具有離子導(dǎo)電性；土壤物理化學(xué)性質(zhì)的不均勻性和金屬材質(zhì)的電化學(xué)不均勻性，構(gòu)成了埋地管道的電化學(xué)腐蝕條件，從而產(chǎn)生土壤腐蝕。

（2）在一些缺氧的土壤中有細(xì)菌（硫酸鹽還原菌）參加了腐蝕過程，細(xì)菌的作用是參加電極反應(yīng)將可溶硫酸鹽轉(zhuǎn)化為硫化氫與鐵作用，產(chǎn)生細(xì)菌腐蝕。此種反應(yīng)因需具備缺氧條件，在低水位、強(qiáng)鹽堿的濱海地區(qū)，細(xì)菌腐蝕不占主導(dǎo)地位。

（3）雜散電流是在地下流動(dòng)的防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)之外對(duì)金屬管道產(chǎn)生腐蝕破壞作用的電流，雜散電流腐蝕包括直流雜散電流腐蝕和交流雜散電流腐蝕。直流雜散電流腐蝕原理與電解腐蝕類似；交流雜散電流是管道附近高壓電力線產(chǎn)生的二次感應(yīng)交流電疊加在管道腐蝕電化學(xué)電池產(chǎn)生的腐蝕，其腐蝕量較小，但集中腐蝕性強(qiáng)。

（二）鋼管自身的材質(zhì)問題

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和P）易發(fā)生腐蝕，C和Si則易造成脆性開裂。微晶細(xì)度等級(jí)低，裂紋沿晶粒擴(kuò)展，易發(fā)生開裂。在制造過程中，表面存在缺陷（如劃痕、凹坑、微裂等），也易造成鋼管的腐蝕開裂。

（三）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。

二、埋地長(zhǎng)輸管道防腐方法

（一）防腐涂層

1、石油瀝青

在施工過程中，現(xiàn)場(chǎng)熬制瀝青會(huì)產(chǎn)生大量廢氣，對(duì)大氣造成污染，不符合環(huán)保要求，因此這種防腐做法逐漸被淘汰。此種防腐層面電阻一般在10000?·m2以上。

2、環(huán)氧煤瀝青

環(huán)氧煤瀝青防腐涂料是冷涂型涂料。在國(guó)內(nèi)于1978年開始使用，近十余年在石油化工和城建等部門的輸油，輸氣、自來水，熱力，燃?xì)獾确矫娴穆竦劁撡|(zhì)管道和鋼制儲(chǔ)罐防腐蝕工程中的用量明顯上升。此種防腐層面電阻一般在5000?·m2以上。

3、冷纏膠粘帶

冷纏膠粘帶防腐在油氣管道上應(yīng)用已有50年的歷史，世界上有很多管道采用膠粘帶防腐，由于其優(yōu)越的防腐和施工性能，使它在管道防腐體系中占有一定的優(yōu)勢(shì)。此種防腐層面電阻一般在50000?·m2以上。

4、熔結(jié)環(huán)氧粉末

該防腐層是采用熱固性粉末涂料的薄涂層，國(guó)外早在60年代就已經(jīng)普及應(yīng)用。我國(guó)在80年代開始研究此種涂敷技術(shù)和涂料，特別適合于埋地或穿越大江、河流，沼澤地等地方，如黃河穿越管道工程、海河下游穿越管道工程。這種防腐技術(shù)已比較成熟，且經(jīng)實(shí)際應(yīng)用檢驗(yàn)。此種防腐層面電阻一般在50000?·m2以上。

5、三層PE

三層PE又稱三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，是在鋼管底層熔結(jié)環(huán)氧粉末，中間使用膠粘層，外層主要通過擠壓包覆或纏繞聚乙烯獲得管道外防腐層技術(shù)。

（二）電化學(xué)保護(hù)

陽極保護(hù)是使被保護(hù)金屬處于穩(wěn)定的鈍性狀態(tài)的一種防護(hù)方法，可通過外加電源進(jìn)行極化或添加氧化劑的方法達(dá)到防護(hù)目的。陰極保護(hù)是在金屬表面通過足夠的陰極電流，使金屬表面陰極極化，成為電化學(xué)腐蝕電池中電位均一的陰極，從而防止管道腐蝕。

（三）雜散電流排流保護(hù)

管道沿線與高壓輸電線路近距離平行時(shí)，高壓輸電線、電氣化鐵路會(huì)對(duì)管道造成干擾，加劇管道的腐蝕。因此，管道應(yīng)盡量遠(yuǎn)離交、直流電干擾源。管線的排流保護(hù)，依據(jù)被干擾管道陽極區(qū)有無正負(fù)極性交變采用不同的排流方式，不變時(shí)采用直流排流，交變時(shí)采用極性排流，比較復(fù)雜時(shí)采用強(qiáng)制排流。

三、埋地長(zhǎng)輸管道防腐質(zhì)量控制

上文介紹了多種防腐工藝，下面就內(nèi)外纏繞帶防腐工藝的質(zhì)量控制措施進(jìn)行分析。此工藝防腐層由底漆、內(nèi)纏繞層和外纏繞層構(gòu)成。生產(chǎn)工藝過程為：進(jìn)管及檢驗(yàn)，鋼管表面清洗及預(yù)熱，鋼管表面噴砂除銹，除銹鋼管質(zhì)量檢驗(yàn)，鋼管感應(yīng)加熱，環(huán)氧粉末噴涂，粘結(jié)劑擠出涂敷，PE擠出涂敷，冷卻，管端頂留處理，防腐涂層榆驗(yàn)及標(biāo)記，出管。

（一）防腐管材的運(yùn)輸與堆放

1、防腐管卸車時(shí)檢查防腐管的數(shù)量及質(zhì)量，卸車的吊具、索具是否滿足安全吊裝要求；運(yùn)輸設(shè)備及捆扎索具是否滿足保護(hù)防腐層的要求。裝、卸、倒運(yùn)時(shí)對(duì)管材的防腐保護(hù)措施是否得當(dāng)。

2、所有防腐管材質(zhì)證資料必須齊全。防腐管進(jìn)場(chǎng)的檢查：管口無損壞；防腐層無破損；防腐管外標(biāo)識(shí)清晰、完整。

3、管材應(yīng)選擇地墊平坦處堆放，場(chǎng)地內(nèi)不得積水，不得有石塊等損傷防腐層的雜物。根據(jù)管材的規(guī)格、防腐級(jí)別分類堆放，同向分層碼垛。應(yīng)均勻?qū)ΨQ布置支承兩道管垛，管垛以細(xì)土埂或砂袋形式制作，距管材端部距離宜為1～2米。管垛外側(cè)應(yīng)設(shè)置楔形物防止?jié)L管。防腐管運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)后，露天存放不得超過三個(gè)月，否則應(yīng)采取保護(hù)措施。

（二）拋丸除銹的質(zhì)量控制

在除銹前對(duì)鋼管進(jìn)行火焰預(yù)熱（預(yù)熱溫度為40～60℃），以排除所有的濕氣和表面臟物。使用的磨料要符合規(guī)范要求，磨料應(yīng)無污染物并保持干燥。重復(fù)使用的磨料要定期做浸沒試驗(yàn)，檢查其清潔度。磨料拋丸在露點(diǎn)以上3℃時(shí)進(jìn)行，磨料應(yīng)混合均勻，拋丸機(jī)添加新料與消耗保持一致。用吹風(fēng)等清潔的方法，清掃已進(jìn)行拋丸處理后的鋼管表面。

（三）噴涂環(huán)氧樹脂粉末的質(zhì)量控制

在噴涂之前，鋼管的外表面應(yīng)進(jìn)行電感應(yīng)預(yù)熱，預(yù)熱溫度嚴(yán)格控制在廠家規(guī)定要求溫度范圍內(nèi)?；牡谋砻鎽?yīng)達(dá)到Sa2 5級(jí)規(guī)定的清潔等級(jí)。在工作開始前及整個(gè)工作期間，記錄所有的溫度狀況。當(dāng)相對(duì)濕度在85%或更高時(shí)，不能進(jìn)行噴涂。經(jīng)過感應(yīng)加熱后的鋼管立即螺旋進(jìn)入噴涂室，用3支以上或更多靜電粉末噴涂槍，向鋼管表面噴上流化態(tài)的環(huán)氧樹脂粉末。

（四）粘結(jié)劑擠出、纏繞的質(zhì)量控制

粘結(jié)劑擠出、纏繞是通過擠蟈機(jī)將粘結(jié)劑物料加熱熔化，通過其模頭擠壓出厚度均勻的薄膜帶，引向螺旋運(yùn)轉(zhuǎn)的鋼管表面，在鋼管表而形成層疊纏繞的薄膜。調(diào)整其壓輥的安裝及配合鋼管的螺旋運(yùn)行方式，保證最終形成均勻粘結(jié)劑涂敷層，其厚度為170～250μm，以達(dá)到更好的粘結(jié)效果。

（五）聚乙烯擠出和纏繞的質(zhì)量控制

聚乙烯擠出和纏繞設(shè)備工作原理與粘結(jié)劑設(shè)備一致，僅擠出模頭般較粘結(jié)劑設(shè)備模頭寬，且形成薄膜帶較厚。一般通過5～6層的疊加形成最終聚乙烯層。同時(shí)要檢測(cè)鋼管焊縫高度，不宜過高。在纏繞時(shí)聚乙烯層出現(xiàn)氣泡現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)調(diào)節(jié)纏繞速度，減小管體上下波動(dòng)幅度。

（六）冷卻及管端涂層切割的質(zhì)量控制

涂層結(jié)束后，應(yīng)用水對(duì)涂層管立刻進(jìn)行冷卻，以水簾形式的冷卻水應(yīng)覆蓋整個(gè)管子的表而，并且不損傷涂層，冷卻后1min測(cè)量管子的表面溫度，其值應(yīng)低于60℃，測(cè)溫計(jì)每4 h檢驗(yàn)一次。接著對(duì)管端涂層進(jìn)行去除切割，切割長(zhǎng)度距管端140～150mm，切割邊緣要直且均勻。

四、結(jié)束語

埋地長(zhǎng)輸管道防腐方法眾多，在選擇防腐方法是要綜合考慮環(huán)境、項(xiàng)目、成本等多種因素，選擇一種防腐方法或多種方法綜合利用。在施工過程中，要對(duì)管道敷設(shè)方式、防腐施工質(zhì)量控制等方面不斷加強(qiáng)和改進(jìn)，力爭(zhēng)將腐蝕引發(fā)的事故降到最低。

參考文獻(xiàn)：

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