黏彈體防腐材料在異型構(gòu)件防腐蝕中的應(yīng)用

耿立國

中石化勝利油建工程有限公司，山東東營257000

黏彈體防腐材料在異型構(gòu)件防腐蝕中的應(yīng)用

耿立國

中石化勝利油建工程有限公司，山東東營257000

管道三通、法蘭和埋地閥門等異型構(gòu)件是管道系統(tǒng)中不可或缺的組成部分，對長輸管道及閥站（室）的安全可靠運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，而其表面防腐一直是防腐工程中的難題。結(jié)合中石化泰國天然氣長輸管道項(xiàng)目，分析異形件防腐蝕技術(shù)現(xiàn)狀，詳細(xì)介紹了STOPAQ黏彈體防腐材料優(yōu)異的黏結(jié)性、氣密性、自我修復(fù)等特點(diǎn)，以及其在埋地異型構(gòu)件防腐領(lǐng)域的應(yīng)用。

長輸管道；黏彈體；異型構(gòu)件；防腐蝕

在油氣閥站、長輸管道等石油工程建設(shè)過程中，管道三通、埋地法蘭、閥門及螺栓等異型構(gòu)件的防腐蝕工作是長期困擾我們的一大難題，其防腐質(zhì)量的高低直接影響整個(gè)工程的安全可靠運(yùn)行。對于埋地的管道三通、法蘭、閥門等異型構(gòu)件，由于土壤中含有較多的鎂、鉀、鈉、鈣等腐蝕性介質(zhì)，對金屬管件的腐蝕性較大，這就要求這些構(gòu)件的防腐質(zhì)量更為嚴(yán)格。

中石化泰國天然氣長輸管道工程全長110 km，管徑D711 mm，設(shè)計(jì)溫度-6.7～60℃，設(shè)計(jì)壽命30年、設(shè)計(jì)壓力1 044 psi（1 psi=6 894 Pa），全線埋地鋪設(shè)，其中包括7座新建閥室，14處銷售閥門。埋地閥門、螺栓、管帽等異型構(gòu)件（見表1）采用新型黏彈性防腐材料STOPAQ進(jìn)行防腐保護(hù)，施工過程簡便快捷，防腐保護(hù)效果長久，取得了積極的效果。

表1　泰國天然氣長輸管道異型構(gòu)件表

1　國內(nèi)外法蘭、閥門等構(gòu)件的防腐蝕現(xiàn)狀

隨著我國石油工業(yè)的不斷發(fā)展，石油工程建設(shè)的要求也在不斷提高，對管道三通、法蘭、閥門等構(gòu)件的防腐規(guī)格也提出了新的要求。我國石油工業(yè)發(fā)展初期，在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，長輸管道以及各種配件設(shè)施的防腐材料大部分采用石油瀝清，直到上世紀(jì)七八十年代，環(huán)氧煤瀝青、環(huán)氧粉末、聚已烯等新的防腐材料相繼出現(xiàn)，豐富提高了管道防腐的施工工藝。對于埋地的異型構(gòu)件設(shè)施的防腐主要有以下幾種方法：石油瀝清，涂漆，涂抹黃油加錫箔紙以及填充石灰膏、礦脂帶等。

石油瀝清法防腐可用于三通，而用于其他異型構(gòu)件較為困難，其施工工藝較復(fù)雜，工作環(huán)境要求高，防腐材料對人體危害性較大。涂漆法防腐（見圖1）較為常用，此方法操作簡單，經(jīng)濟(jì)環(huán)保，但對構(gòu)件的表面處理要求較高，一般要求達(dá)到Sa2.5以上。另外，涂漆法防腐構(gòu)件長期在潮濕的環(huán)境下使用，漆膜容易脫落，防腐耐久性較差。涂抹黃油加錫箔紙法防腐（見圖2）簡單易行，便于維護(hù)，但當(dāng)構(gòu)件處于高溫環(huán)境時(shí)，黃油容易流淌，從而降低防腐效果。另外，構(gòu)件長時(shí)間處于潮濕環(huán)境下，極易發(fā)生二次腐蝕。填充石灰膏外刷漆法只能應(yīng)用于有間隙的法蘭等構(gòu)件，對彎頭、螺栓、閥門等構(gòu)件不適用。礦脂帶法由礦脂底漆、礦脂密封泥和礦脂帶組成，有較好的密封性及防水性，對水蒸氣、空氣有較強(qiáng)的防滲透性。但礦脂帶的使用溫度低于55℃，當(dāng)溫度過高時(shí)，礦脂帶極易發(fā)生化學(xué)變化，顏色變黑，大大削弱防腐性能。

圖1　涂漆法防腐

圖2　黃油加錫箔紙法防腐

2　STOPAQ黏彈體防腐材料的性能

黏彈體防腐原材料由聚異丁烯樹脂及無機(jī)填料組成，防腐層結(jié)構(gòu)由黏彈體防腐膏、防腐膠帶和外保護(hù)帶組成。最早由荷蘭STOPAQ公司于20世紀(jì)90年代研發(fā)，經(jīng)過多年的實(shí)驗(yàn)測試及各國實(shí)際工程中的運(yùn)用，證明其具有極佳的防腐性能，并在歐洲、中東、美國等地區(qū)得到廣泛應(yīng)用。經(jīng)過對黏彈體防腐材料的應(yīng)用及追蹤，美國殼牌國際公司和沙特阿拉伯國家石油公司作出了測試評價(jià)[2]。

（1）化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)異，環(huán)境適應(yīng)性極強(qiáng)，可耐受的環(huán)境pH值為2～12，適用于強(qiáng)酸堿、強(qiáng)腐蝕性的區(qū)域，在酸性潮濕環(huán)境下應(yīng)用7年以后，仍具有較強(qiáng)的防腐性能。

（2）可耐受較高的溫度，適用于－45～95℃，適用于高寒、高溫區(qū)域。

（3）無須涂刷底漆，可直接應(yīng)用于金屬管道、3LPE、PP、環(huán)氧、瀝清等各種涂層，黏彈體外防保護(hù)帶可用PVC、熱收縮帶等各種材料，通用性強(qiáng)。

（4）優(yōu)異的電化學(xué)性能。

（5）對基材的表面處理要求較低，達(dá)到St 2或St 3即可，現(xiàn)場施工操作方便易行，施工質(zhì)量較易控制，材料環(huán)保無污染，對施工人員無傷害。

（6）極佳的黏結(jié)力和密封性，在應(yīng)用10年后，黏彈體防腐膏的覆蓋率仍為100%，密封性能極好，可徹底阻斷水分和氧氣，杜絕水分侵入和微生物腐蝕。

（7）黏彈體材料具有可塑性和較好的自我修復(fù)能力，涂層遭受一定程度的破壞后可進(jìn)行自我修復(fù)，并且長期性能穩(wěn)定，防腐壽命超過20年以上。

另外，在施工過程中所需設(shè)備人員較少、操作簡便易行、質(zhì)量容易控制、對施工人員的要求較低，大大地降低了施工成本，在很大程度上推動(dòng)了黏彈性防腐材料的推廣應(yīng)用。

3　黏彈體防腐應(yīng)用的工藝流程

STOPQA黏彈體防腐層由黏彈體防腐膏、黏彈體防腐膠帶和外保護(hù)帶三層結(jié)構(gòu)組成?，F(xiàn)場施工工藝流程為：施工準(zhǔn)備→表面處理→涂抹防腐膏→纏繞黏彈體防腐膠帶→纏繞外保護(hù)帶→質(zhì)量檢查[3]。

3.1施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備包括人員、設(shè)備、材料、施工場地等的準(zhǔn)備。正常情況下，單個(gè)施工機(jī)組包括1名除銹人員、2名熟練防腐施工人員、1名質(zhì)檢員、1名安全人員及1名技術(shù)管理人員；設(shè)備主要包括測厚儀、粗糙度儀，劃刀等；材料主要包括黏彈性防腐材料、打磨用砂紙及相關(guān)的輔助材料等；施工現(xiàn)場應(yīng)按照施工設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范要求達(dá)到現(xiàn)場防腐施工條件[4]。

3.2表面處理

在構(gòu)件除銹前，需將表層的水漬、污物等清理干凈，油性污物需用溶劑擦拭，確保表面干燥潔凈。用除銹機(jī)或手工除銹法進(jìn)行除銹，施工現(xiàn)場要符合環(huán)境保護(hù)要求，處理完成后將表面清理干凈，表面處理達(dá)到St2或St3[4]。

3.3填充防腐膏

由專業(yè)施工人員在異型構(gòu)件凹陷、凸出或其他防腐膠帶不易纏繞的部位涂抹防腐膏（見圖3），在涂抹的過程中盡量保證單方向涂抹，涂抹要均勻，過渡要平滑，厚度滿足設(shè)計(jì)要求，外觀美觀。填充完成后，需要用測厚儀進(jìn)行厚度檢測，滿足技術(shù)文件要求。

圖3　填充黏彈體防腐膏

3.4纏繞黏彈體防腐膠帶

纏繞黏彈體防腐膠帶前，要保證黏彈體防腐膏表面平滑，表面清潔，無雜質(zhì)，避免纏繞膠帶后內(nèi)部存有氣泡。纏繞時(shí)按照產(chǎn)品技術(shù)要求書操作，除去膠帶外側(cè)的保護(hù)膜，在自然長度下沿防腐膏外表面依次纏繞（見圖4），不得強(qiáng)力拉伸膠帶，搭接寬度需大于膠帶寬度的20%。纏繞完成后，要保證膠帶的外表光滑，搭接處沒有褶皺，并進(jìn)行漏點(diǎn)檢測，檢漏電壓為15kV。

圖4　纏繞黏彈體防腐膠帶

3.5纏繞外保護(hù)帶

黏彈體防腐膠帶纏繞完成后，在其外側(cè)纏繞外保護(hù)帶進(jìn)行機(jī)械保護(hù)。纏繞時(shí)，按照產(chǎn)品說明書中要求的拉緊力拉緊，并在設(shè)備中由底向上依次纏繞。開始纏繞時(shí)，預(yù)留出防腐膠帶約3 mm的位置依次纏繞，搭接寬度大于50%，直到另一邊界預(yù)留出3 mm。纏繞過程中要保證表面平滑，不能留有空隙。完成后，兩端邊界用完整PVC外保護(hù)帶纏繞一圈后，最后續(xù)用1/4條外保護(hù)帶自然纏繞，最終在設(shè)備的3點(diǎn)鐘位置裁斷，方向向下。

3.6質(zhì)量檢查

安裝工作完成后，由質(zhì)檢人員及監(jiān)理工程師進(jìn)行外觀檢測、厚度檢測及漏點(diǎn)檢測。防腐層外表面應(yīng)平整，無褶皺，無氣泡，最薄處厚度不小于3.8 mm，電火花測試要滿足要求，不得存在漏點(diǎn)，檢測達(dá)到要求后做好檢測記錄。

4　黏彈體防腐材料在異形件的應(yīng)用

對于中石化泰國天然氣長輸管道項(xiàng)目，所購閥門主體含防腐層，但閥體螺栓、外接安全閥、排污閥、末端3/4 in球閥、彎頭、管帽等不含防腐層，采用黏彈體材料進(jìn)行外防腐，其施工方法的異同見表2。

表2　泰國項(xiàng)目不同異型構(gòu)件防腐施工方法

5　結(jié)束語

黏彈體防腐材料經(jīng)過數(shù)十年的試驗(yàn)測試及實(shí)際應(yīng)用，其優(yōu)異的防腐蝕性能得到了廣泛的認(rèn)可，憑借其操作簡單易行、極佳的黏結(jié)性能、長效的防腐性能、較佳的自我修復(fù)能力等優(yōu)良特性會(huì)在以后的防腐工作中得到更多推廣應(yīng)用。

[1]姜世強(qiáng)，萬友強(qiáng).粘彈性防腐新技術(shù)[C]//2007全國埋地管線腐蝕控制和監(jiān)測評估工程技術(shù)交流會(huì)論文匯編.延吉：中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)中國腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)，2007：207-213.

[2]袁春，李建忠，王穎，等.粘彈體防腐材料研制及其應(yīng)用[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2012，31（11）：837-840.

[3]牟華，李浩，黃春蓉，等.石油天然氣管道工程閥室內(nèi)埋地閥門的防腐方法：中國，102226282A[P].2012-09-03.

[4]陳洪源，張國權(quán)，劉玲莉，等.冷纏帶在管道防腐層大修中的適用性[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2007，26（6）：52-53.

Application ofAnticorrosive Viscous Elastomer in AbnormalPipe Fitting

GENG Liguo
Sinopec Petroleum Engineering&Construction ShengliCorporation，Dongying 257000，China

Abnormal pipe fittings such as tee，flange and buried valve are the important parts of pipeline system，which are very vital to the safety of pipeline system，valve station and chamber.Their surface amticorrosion is always a difficult problem.Based on the Thailand Long-distance Pipeline Project of Sinopec，this article introduces detailedly the advantages of STOPAQ anticorrosive viscous elastomer，such as caking property，gas tightness and self-healing，also the application of the anticorrosion materialin abnormalpipe fittings.

long-distance pipeline；viscous elastomer；abnormalpipe fitting；anticorrosion

10.3969/j.issn.1001-2206.2016.05.019

耿立國（1989-），男，山東濱州人，助理工程師，2012年畢業(yè)于東北石油大學(xué)，現(xiàn)從事長輸油氣管道施工管理工作。

Email：gengliguo120@163.com

2016-06-07；

2016-07-06