埋地管道防腐保溫技術(shù)與應(yīng)用

李強

中石化勝利油建工程有限公司防腐工程公司 山東東營 257400

1 概述

現(xiàn)今，埋地保溫管道通常都運用的是高密度聚乙烯塑料（外防護層）與硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料（保溫層）復(fù)合結(jié)構(gòu)來作為管道防腐蝕的保溫層。在20世紀80年代的時候，我們國家先后建成了中洛線、花格線和膠青線等埋地保溫管道，然而這部分管理的都是在1-2a之后發(fā)生因為防腐蝕保溫層喪失功效而使其出現(xiàn)十分嚴重的腐蝕性問題，從而直接性的威脅到整個管道的安全化運行，一些管線在嚴重的情況下還會發(fā)生停止運輸?shù)那闆r。這使得國內(nèi)埋地保溫管道在長時間之內(nèi)建設(shè)停止。但是在我們國家對于節(jié)能環(huán)保方面的標(biāo)準(zhǔn)也在慢慢提升之中，埋地保溫管道由于可以達到節(jié)能環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)而被重新關(guān)注起來。近些年來，國內(nèi)也先后出現(xiàn)了長呼、津華等埋地保溫管道。埋地保溫管道的保溫層的特征集中在高絕緣性之上，這倒是陰極保護無法將自身的優(yōu)勢發(fā)揮處理，所以埋地保溫管道的防腐蝕尤為關(guān)鍵。該項工作則是深入到某處埋地保溫管道防腐蝕保溫層實施現(xiàn)場調(diào)查研究，分別針對其修復(fù)的材料、結(jié)構(gòu)與施工等進行全面化的研究，并將修復(fù)所用的材料與結(jié)構(gòu)進行現(xiàn)場實地運用，從而以經(jīng)過開挖驗證修復(fù)結(jié)構(gòu)的最終成效[1]。

2 埋地管道防腐技術(shù)及應(yīng)用

2.1 管道涂層技術(shù)

在管道表皮上添加保護層是一種廣泛使用的管道保護方法。它將管體與空氣，土壤和水等自然環(huán)境隔開，從而保護管體免受自然環(huán)境的腐蝕。目前，國內(nèi)外最廣泛使用的長距離管道涂料是三層結(jié)構(gòu)聚乙烯防腐（3PE）。完全稱為熔融環(huán)氧/擠出聚乙烯結(jié)構(gòu)保護層。它主要由單熔環(huán)氧粉末底層，粘合中間層和高密度聚乙烯保護層組成，保護層的厚度可達3-5mm。

2.2 管道內(nèi)防腐

電化學(xué)腐蝕技術(shù)、陰極防腐技術(shù)都屬于內(nèi)防腐技術(shù)。電化學(xué)方法的原理是對管道金屬腐蝕電位通過施加外部電流進行改變，緩解管道的腐蝕。目前比較新穎的一種防腐技術(shù)就是電化學(xué)防腐技術(shù)，犧牲人工陽極腐蝕金屬，達到保護陰極管道的效果。除了電化學(xué)防腐，還有陰極保護防腐技術(shù)，防腐原理是將電流施加在管道上，對管道金屬氧化程度有所緩解，對管道薄弱區(qū)域有所保護，在大面積管道防腐處理中應(yīng)用的比較多[2]。

3 埋地管道保溫技術(shù)

3.1 保溫結(jié)構(gòu)的設(shè)置

設(shè)備和管道的熱量和冷量損失是能源損失的重要部分，不保溫的管道的熱損是保溫管道熱損失的10-40倍，并且設(shè)備和管道散熱損失隨設(shè)備和管道本身直徑增大和介質(zhì)的溫度增高而增大。設(shè)備和管道的保溫設(shè)計對于能源的節(jié)省和工人的操作環(huán)境以及工藝的良好運行情況都有很大的影響。設(shè)備和管道添加保溫層是為了減少熱損失進一步達到節(jié)能的目的，添加保溫層以便降低保溫層外表面溫度。與此同時，保溫層厚度增加使其與外界對流輻射面增大，使其熱損失增加。因此存在一個保溫層臨界半徑，當(dāng)含保溫層管道的外半徑厚度大于保溫臨界半徑時，增加保溫層厚度可以減少熱損失。保溫臨界半徑可以根據(jù)單層圓筒壁的熱傳導(dǎo)速率方程求得，一般為10mm以內(nèi)，但是工程中的保溫層厚度取30mm以上，所以在工程中的保溫層厚度的增加熱損失會降低。

3.2 保溫材料的選擇

在材料選擇上，要優(yōu)先選擇耐高溫、防水性好的材料，符合管道運行要求。為了加大對管道性能的保護，要求保溫材料容量適當(dāng)，不腐蝕金屬，滿足管道維護施工要求，形成良好的埋地管道結(jié)構(gòu)，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行。例如，當(dāng)前埋地管道保溫腐蝕作業(yè)中，通常選擇泡沫混凝土、聚氨酯泡沫塑料、瀝青珍珠巖等，這些材料具有較好的吸水性，能避免出現(xiàn)管道腐蝕現(xiàn)象，從這方面考慮，最適合的材料為瀝青珍珠巖，可滿足不同場所的管道維護要求。在保證材料性能的同時，還要考慮管道維護施工的經(jīng)濟性，結(jié)合實際情況選擇適當(dāng)?shù)谋胤栏牧?。如進行地下水位上的管道敷設(shè)時，當(dāng)環(huán)境溫度小于150℃，且管徑不超過500mm時，可選用瀝青珍珠巖材料；針對地下水位以下的，環(huán)境溫度不超過100℃的埋地管道保溫防腐，可選用聚氨酯泡沫塑料[3]。

3.3 采取保溫結(jié)構(gòu)施工工藝

采用涂抹法進行管道保溫處理，一般選用硅藻土、石棉粉等材料，將這些材料和水混合后涂抹在設(shè)備表面。這種保溫措施操作簡單，能形成整體性的保溫防護層，并且施工手段不受設(shè)備形狀影響，保溫面和保溫層聯(lián)系緊密，這些特點決定了其在埋地管道保溫處理上有較好的運用。應(yīng)用這一保溫防腐措施時，要分批進行，實際涂抹材料時，為了保證涂抹層和管壁連接較牢固，可首先涂抹較稀的膠泥，厚度控制在3-5mm，等到材料干燥后，涂抹稍稠一些的保溫材料，規(guī)定厚度為10-15mm。根據(jù)上述規(guī)律直到涂層達到規(guī)定厚度為止。

3.4 保溫結(jié)構(gòu)的維護

為了保障埋地管道保溫防腐處理效果，在進行防腐操作前，要認真清理管道上的銹蝕情況，避免管道生銹給維護施工帶來影響。清理管道是保證防腐材料和管道緊密結(jié)合的前提，提高兩者間的粘合度，能保證管道維護措施的長期有效性。同時需要科學(xué)選擇防腐材料，嚴格監(jiān)督材料質(zhì)量，在檢查合格后可應(yīng)用到施工作業(yè)中，從根本上提升保溫防腐質(zhì)量。另外，考慮管道防腐作業(yè)受周圍環(huán)境濕度及溫度的影響較明顯，實際施工中，要仔細擦拭管道表面，確保防腐材料貼合到埋地管道上。上述工作的有效開展，能保證管道最終的保溫防腐效果。在完成防腐處理后，需覆蓋物體表面，避免空氣進入防腐材料和管壁之間，造成管壁表面銹蝕[4]。

4 結(jié)語

總之，防腐保溫技術(shù)可以直接性的降低埋地管道所造成的能耗，另外也可以確保埋地管道得以安全可靠化的運行，從而來進一步的延長埋地管道的使用壽命。但是目前我們國家埋地管道的防腐保溫技術(shù)和國外先進化技術(shù)還存在差距，所以我們要向縮短技術(shù)方面的差距，就得要強化針對埋地管道的開發(fā)與研究，來依照埋地管道實際運行環(huán)境和具體標(biāo)準(zhǔn)來借鑒國外先進化技術(shù)，真正的做到取其精華棄其糟粕，從而開發(fā)研究出來與我國實情相符的防腐保溫技術(shù)[5]。