埕港輸氣管道防腐層選擇方案研究

趙鑫(大港油田灘海開發(fā)公司， 天津 300280)

埕港輸氣管道防腐層選擇方案研究

趙鑫(大港油田灘海開發(fā)公司， 天津 300280)

輸氣管道在周圍環(huán)境的腐蝕作用下可能會導(dǎo)致穿孔或者泄漏，為避免火災(zāi)爆炸造成人員財產(chǎn)損失和環(huán)境污染破壞，各大油田采用的普遍做法是對管道實(shí)加外防腐層和陰極保護(hù)，而陰極保護(hù)的效果又依賴于防腐層的正常工作，本文以埕港輸氣管道防腐層的方案選擇為例，探討輸氣管線防腐層的結(jié)構(gòu)種類和使用范圍，為長期服役的輸氣管道防腐方案的選擇提供參考。

輸氣管道防腐層，PE二層結(jié)構(gòu)，PE三層結(jié)構(gòu)，環(huán)氧粉末涂料

0 引言

該工程位于南排河灘海地區(qū)，自然條件惡劣，土壤含鹽量高，含水量大，土壤電阻率極低，一般在3Ω?m以下，其中趙東平臺至埕海1-1人工島管線為海底敷設(shè)，埕海1-1人工島至埕海聯(lián)合站至大港首站的管線埋地敷設(shè)，總長約49.5公里，其中有4.0公里管線在進(jìn)海路埋地敷設(shè)，管線所處地段的土壤腐蝕性很強(qiáng)。

1 管道防腐層的選擇

埕海1-1人工島至埕海聯(lián)合站的管線有4公里在進(jìn)海路埋地敷設(shè)，而趙東平臺至埕海1-1人工島管線海底敷設(shè)，因此對管線的外防腐層要求極高。進(jìn)海路管線，漲潮最高水位可以完全浸沒整條進(jìn)海路，退潮時又沒有水，腐蝕比全浸在海水中嚴(yán)重的多。沿著進(jìn)海路所敷設(shè)的部分管線，與陸上埋地管線做法基本一致，外防腐要求則必須具有抗海水、抗細(xì)菌及海生物侵蝕、抗沖擊、浸泡性能好、水滲透率低、與鋼管間附著力強(qiáng)、容易涂裝、抗磨蝕、電絕緣性好、耐陰極剝離、具有低的低吸水率、易于補(bǔ)口補(bǔ)傷等綜合性能。

由于石油瀝青不耐植物根莖(如蘆葦)，容易造成聚乙烯膠粘帶和管道脫殼，目前國內(nèi)用于埋地長輸管線較多的且防腐效果較好的防腐層主要為聚乙烯防腐層和環(huán)氧粉末涂料，其中聚乙烯防腐層包括PE二層結(jié)構(gòu)、PE三層結(jié)構(gòu)，這幾種結(jié)構(gòu)的性能比較如下：

1.1 二層PE結(jié)構(gòu)

二層PE結(jié)構(gòu)具有耐化學(xué)介質(zhì)浸泡、絕緣電阻高、抗透濕性能好、抗陰極剝離性能好，當(dāng)采用外加電流陰極保護(hù)時，不易對其它地下金屬構(gòu)筑物產(chǎn)生雜散電流干擾等優(yōu)點(diǎn)，但是二層PE結(jié)構(gòu)焊縫處易形成空鼓，涂層一旦失去粘結(jié)，易造成陰極保護(hù)屏蔽，造成膜下腐蝕，陽光下易老化。該種防腐結(jié)構(gòu)適用于大部分土壤環(huán)境，特別是機(jī)械強(qiáng)度要求高、土壤應(yīng)力破壞作用較大的地區(qū)，而架空管段和溫差較大地區(qū)應(yīng)予以慎用。其造價普通級大約為60～70元／m2，加強(qiáng)級70～80元／m2。

1.2 環(huán)氧粉末涂料

環(huán)氧粉末涂料的優(yōu)點(diǎn)是粘結(jié)力好、耐蝕性能好、機(jī)械強(qiáng)度高、抗陰極剝離性能好、適用溫度范圍廣，使用壽命長、預(yù)制費(fèi)用較低；缺點(diǎn)是涂層太薄，運(yùn)輸、施工過程中易受傷，不易補(bǔ)口，涂層的修補(bǔ)和環(huán)焊縫補(bǔ)口相對難度較大，高溫下吸水率高，陽光下易老化。環(huán)氧粉末涂料防腐結(jié)構(gòu)適用于大部分土壤環(huán)境，特別適用于粘質(zhì)土壤及定向鉆穿越段，不適宜高含水、石方段使用，單位造價為普通級60元／m2，加強(qiáng)級70元／m2。

1.3 三層PE結(jié)構(gòu)

三層PE結(jié)構(gòu)與鋼管粘結(jié)力好，耐化學(xué)介質(zhì)浸泡、絕緣電阻高、抗透濕性能好，抗陰極剝離性能好，當(dāng)采用外加電流陰極保護(hù)時，不易對其它地下金屬構(gòu)筑物產(chǎn)生雜散電流干擾，所需保護(hù)電流密度最小，節(jié)省陰極保護(hù)電能消耗。但是其造價較高，普通級為70～80元／m2，加強(qiáng)級為80～90元／m2。除此之外，該結(jié)構(gòu)焊縫處易形成空鼓，可能存在陰極保護(hù)屏蔽，造成膜下腐蝕現(xiàn)象，陽光下易老化。三層PE結(jié)構(gòu)在大部分土壤環(huán)境，特別是敷設(shè)及施工環(huán)境苛刻地帶、侵蝕性地帶適用，如石方段、鹽堿地等，而架空管段不宜采用。

2 方案結(jié)論

對氣管線僅作單層環(huán)氧粉末顯單薄，環(huán)氧粉末本身吸水率較高，三層PE結(jié)構(gòu)的價格目前也不太高，比二層PE的價格每平米僅高數(shù)元，鑒于三層PE外防腐層絕緣防腐性能優(yōu)異，使用壽命長，并且最近幾年無論是陸上還是海底的長輸管線均采用三層PE防腐層。由于管線所經(jīng)地段為腐蝕嚴(yán)重的灘海區(qū)域，有部分管段在海堤敷設(shè)管線，另有部分管段在進(jìn)海路敷設(shè)，為保證管線長期穩(wěn)定運(yùn)行，結(jié)合目前的施工水平，推薦天然氣輸氣管道外防腐層采用性能價格比較好的加強(qiáng)級三層PE外防腐層，結(jié)構(gòu)如下：底層普通級熔結(jié)環(huán)氧粉末≥80μm，中間層膠粘劑170～250μm，面層高密度聚乙烯，總厚度不小于2.9mm。

3 結(jié)語

作為低成本、高效率、污染小的輸送方式，輸氣管道在周圍環(huán)境的腐蝕作用下可能會導(dǎo)致穿孔或者泄漏，引起火災(zāi)爆炸造成人員財產(chǎn)損失和環(huán)境污染破壞。為減少管道腐蝕造成的危害，普遍做法是對管道施加外防腐層和陰極保護(hù)，而陰極保護(hù)的效果又依靠防腐層的正常工作，可以說只有防腐層的絕緣效果越好，管道的陰極保護(hù)措施才能發(fā)揮最大作用。研究和探討輸氣管線防腐層的結(jié)構(gòu)種類和使用范圍，使其更好的服務(wù)管道運(yùn)行是十分必要的。

[1]楊赫，劉彥禮.近年我國油氣管道防腐技術(shù)的應(yīng)用[J].化學(xué)工程師，2008(2).

[2]夏先德，歐學(xué)海，劉繼福.共聚物底膠聚乙烯管道防腐技術(shù)的應(yīng)用[J].石油工程建設(shè)，2001(5).