防腐材料和補(bǔ)口技術(shù)的現(xiàn)狀及應(yīng)用發(fā)展分析

吳志宏

(中石化管道儲(chǔ)運(yùn)有限公司武漢輸油處,湖北咸寧 437300)

防腐材料和補(bǔ)口技術(shù)的現(xiàn)狀及應(yīng)用發(fā)展分析

吳志宏

(中石化管道儲(chǔ)運(yùn)有限公司武漢輸油處,湖北咸寧 437300)

文中作者在對(duì)中國(guó)管道防腐技術(shù)的情況實(shí)施分析的基礎(chǔ)上,討論了防腐材料和補(bǔ)口技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),并剖析了防腐涂層選擇時(shí)的相關(guān)事宜,一定要注重對(duì)管線的腐蝕環(huán)境的考察,之后再對(duì)防腐材料及結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的選擇,同時(shí)要綜合技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)適用性、動(dòng)工方便性等等相關(guān)方面制定出防腐方案;除此之外,作者列舉出了一些涂層的技術(shù)性能,為以后的防腐涂層設(shè)計(jì)選用提供參考。

管道 防腐技術(shù) 管道補(bǔ)口技術(shù) 熔接環(huán)氧

中國(guó)管道技術(shù)在不斷的發(fā)展與進(jìn)步，截止到目前一些與國(guó)情相符的管道防腐體系(煤焦油瓷漆、石油瀝青、環(huán)氧粉末、聚烯烴三層復(fù)合結(jié)構(gòu))防腐涂層正在逐漸的確立。防腐涂層隨著其時(shí)期的不同，其使用情況、結(jié)構(gòu)性能、涂敷工藝、防腐功效也不盡相同，對(duì)于以上這幾方面，我們一定要綜合考慮，這樣才能確保其質(zhì)量、壽命與經(jīng)濟(jì)達(dá)標(biāo)。即便是防腐涂層達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)化，一些技術(shù)與國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)相符，然而與國(guó)外作比較，防腐層在設(shè)計(jì)使用上、材料質(zhì)量和補(bǔ)口技術(shù)等方面還依舊存在一定的不足。

1 防腐材料發(fā)展的目前形勢(shì)

1.1 防腐材料發(fā)展的當(dāng)前形勢(shì)分析

1995年以后，老式防腐材料已逐漸被三層聚乙烯和熔接環(huán)氧粉末所取代，并且在市場(chǎng)中被廣泛流通，特別是三層環(huán)氧這種防腐材料，以其環(huán)保性能高的優(yōu)點(diǎn)被人們所關(guān)注，并且也逐漸的占據(jù)防腐材料市場(chǎng)主導(dǎo)地位。在1997年美國(guó)就估算出，所有的防腐層根據(jù)使用面積與產(chǎn)品總面積計(jì)算得到的比例如下：煤焦油瓷漆占有比例為6.94%，擠塑聚乙烯占有比例為49.27%，煤焦油環(huán)氧占有比例為0.8%，瀝青瓷漆占有比例為0.33%，熔接環(huán)氧粉末占有比例為39.12%，其余防腐層占有比例為3.54%。在以前得到人們普遍認(rèn)可的煤焦油瓷漆，目前已經(jīng)被三層聚乙烯所取代。從調(diào)查分析結(jié)果看，目前國(guó)際上防腐層的發(fā)展核心在于三層結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，對(duì)雙層的熔接環(huán)氧粉末的結(jié)構(gòu)實(shí)施改進(jìn)，比方說(shuō)為預(yù)防敷設(shè)、吊裝，穿越河流或者道路等各個(gè)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)損壞，因此在熔接環(huán)氧粉末表面對(duì)液態(tài)的聚氨酯實(shí)施改性，或是對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂實(shí)施改性。截止到現(xiàn)在已經(jīng)研制出一種粗糙防腐層，這就代表著一種新型防腐材料的誕生，并且其發(fā)展?jié)摿σ脖容^大，被使用到聚烯烴防腐層和熔接環(huán)氧粉末的外部，或是用到混凝土加強(qiáng)層前對(duì)有關(guān)管道的防腐上。

1.2 就防腐材料新技術(shù)的實(shí)施分析

(1)雙組合型涂料-液態(tài)聚氨酯防腐涂料(簡(jiǎn)稱PU)。此種涂料由多元醇化合物和異氰酸酯溶液組合，選用低相對(duì)分子質(zhì)量樹(shù)脂對(duì)黏度實(shí)施控制。其中的揮發(fā)性溶劑是完全不存在的，一般形態(tài)為液態(tài)，混合之后由液態(tài)轉(zhuǎn)為固體厚膜型涂料，一般適用于涂刷、澆注、噴涂，可以一次成膜，膜厚大于1.2毫米。

(2)壽命較長(zhǎng)的無(wú)機(jī)非金屬防腐層的誕生?，F(xiàn)階段，被廣泛用在管道防腐的涂層都是有機(jī)涂層，即便是有機(jī)涂層的性能得到了一定的改進(jìn)，但是其老化變質(zhì)、耐熱抗寒的問(wèn)題是一直存在的，管道的使用年限也有一定的局限性，此時(shí)就給無(wú)機(jī)防腐技術(shù)的產(chǎn)生提供了契機(jī)。無(wú)機(jī)防腐材料的主要特點(diǎn)是不老化，耐腐蝕、耐磨損、耐高溫，和有機(jī)材料相比使用年限較長(zhǎng)?，F(xiàn)階段無(wú)機(jī)非金屬防腐層適用范圍是陶瓷涂層、搪瓷涂層與玻璃涂層。

(3)高新技術(shù)-電化學(xué)防腐技術(shù)的發(fā)展。電化學(xué)保護(hù)是主要是使用外部電流把金屬(或是合金)的腐蝕電位產(chǎn)生影響，這樣達(dá)到其腐蝕率降低的防腐蝕技術(shù)。電化學(xué)保護(hù)根據(jù)電位改變的方向可以分為以下兩種：陰極保護(hù)和陽(yáng)極保護(hù)。陰極保護(hù)主要是依靠電位的負(fù)移使金屬達(dá)到熱力學(xué)穩(wěn)定狀態(tài)，這樣可使其避免被腐蝕，陽(yáng)極保護(hù)主要是通過(guò)電位的正移使金屬在熱力學(xué)上達(dá)到更不穩(wěn)定狀態(tài)，但是在動(dòng)力學(xué)上金屬的陽(yáng)極溶解的時(shí)候卻遭受很大的阻滯。

2 防腐層補(bǔ)口技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)分析

2.1 針對(duì)液態(tài)材料的補(bǔ)口技術(shù)實(shí)施分析

我們做過(guò)這樣一個(gè)調(diào)查：選用熱收縮套的補(bǔ)口技術(shù)分別對(duì)一條長(zhǎng)370千米煤焦油瓷漆的防腐管道與預(yù)計(jì)超過(guò)110千米的三層聚乙烯的防腐管道實(shí)施補(bǔ)口，調(diào)查結(jié)果顯示，有漏點(diǎn)的補(bǔ)口比率很高，這2段反腐管道的漏點(diǎn)補(bǔ)口預(yù)計(jì)超過(guò)80%，管道的腐蝕也在于這些補(bǔ)口的失敗。選用以往的三層材料和熱收縮套補(bǔ)口技術(shù)的時(shí)候，我們要把握好陰極屏蔽，熱收縮的動(dòng)工合格率是50%，以上的這一結(jié)果是經(jīng)過(guò)許多實(shí)際調(diào)查得來(lái)的，具有一定的參考價(jià)值。對(duì)于以上問(wèn)題有效的解決方法就是使用液體材料的補(bǔ)口，這種新型技術(shù)目前在國(guó)外比較盛行，發(fā)展速度也非常的快，被廣泛的用在聚氨酯和液態(tài)環(huán)氧這兩種缺口補(bǔ)救上。

2.2 熔接接頭技術(shù)優(yōu)勢(shì)及適用范圍分析

熔接接頭技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于密封性能好，機(jī)械強(qiáng)度高，耐磨、適應(yīng)能力強(qiáng)等方面上，適用范圍是定向鉆與沙漠的土壤應(yīng)力較大的情況下，國(guó)外現(xiàn)在就兩層或者三層聚乙烯的防腐層補(bǔ)口研制出一種新的方法，此種方法可以促使夾克層與管表面緊貼，之后選用加熱元件對(duì)夾克層物質(zhì)實(shí)施加熱，促使補(bǔ)口夾克和管體上的夾克相融合。

3 對(duì)防腐涂層選擇的注意事項(xiàng)

埋地管道遭受腐蝕的原因在于土壤腐蝕、細(xì)菌腐蝕、雜散電流腐蝕，這些因素中土壤腐蝕是最嚴(yán)重的，而致使土壤腐蝕的原因有土壤的電阻率、酸堿度、濕度、土壤中的氧、微生物等等，因此在對(duì)防腐涂層實(shí)施選擇的時(shí)候一定要綜合以上因素。對(duì)外涂層實(shí)施選擇的時(shí)候，要對(duì)鋼管外表面進(jìn)行預(yù)處理，把握好防腐層的粘結(jié)性、涂層厚度、抗剝離性能、抗沖擊性能、水滲透性、工作溫度、涂敷工藝等對(duì)其的影響，所以對(duì)管線的腐蝕環(huán)境實(shí)施調(diào)查分析是最關(guān)鍵的第一步，之后就是防腐材料及結(jié)構(gòu)的選擇，這個(gè)環(huán)節(jié)也要有一定的實(shí)驗(yàn)。

綜上所訴，不管中國(guó)管道防腐面臨何種困難，只要我們認(rèn)真研究，努力創(chuàng)新出新的材料、新工藝、新技術(shù)，綜合管道腐蝕的影響因素，相信一定會(huì)制定出經(jīng)濟(jì)適用、可行性強(qiáng)的防腐方案，未來(lái)的管道建設(shè)也一定會(huì)健康發(fā)展。

[1]宋幼蕙.涂層技術(shù)原理及應(yīng)用[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2011(12).

[2]郭生武.補(bǔ)口材料對(duì)埋地管道外防腐層完整性的影響[J].油氣儲(chǔ)運(yùn),2013(12).

吳志宏(1970—),男,漢族,浙江義烏人,2013年畢業(yè)于長(zhǎng)江大學(xué)石油與天然氣工程專業(yè),現(xiàn)供職于中石化管道儲(chǔ)運(yùn)有限公司武漢輸油處,助理工程師,碩士研究生,研究方向:石油天然氣管道工程。