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国内外管道防腐的现状与发展

2019-07-22 10:47:33

随着油气田的不断开发,各种用途的油气水管道不断增加,管线的腐蚀越来越严重,管道腐蚀给油气田生产带来严重的经济损失。胜利油田在1982年一1988年期间,集输系统因腐蚀穿孔换1533次,少生产原油125000t,仅1988年注水管道破漏202次,有的注水管道投产不到半年即出现穿孔,一年时间管线全部换,管道腐蚀严重影响油气田生产,造成巨大经济损失,并污染环境,影响人类生存环境。腐蚀已成为管道工程中函待解决的问题。

1管道防腐现状

目前,管道防腐设计主要考虑外防腐,内防腐还没有引起足够重视。外防腐普遍采用防腐涂层与阴极保护同时使用的联合保护措施。在管道上应用的防腐涂料有石油沥青、煤焦油沥青、环氧沥青、聚氨酷石油沥青、煤焦油磁漆、环氧粉末(FBE).底胶加聚烯烃、环氧底漆加底胶加聚烯烃(POE)、环氧粉末加改性聚烯烃(POF)。国内现在主要防腐涂料是石油、沥青、煤焦油沥青、聚氨酷石油沥青、煤焦油磁漆、FBE以及内衬塑料等,国外目前常用的各类防腐涂料为CTE.FBE.POA.PC)E.POF等,其中:

1.1石油沥青具有良好的粘结性、不透水性和绝缘性,能够耐多种腐蚀介质侵蚀,原料充足、成本低、技术成熟,只要在施工中严格执行石油沥青防腐管道生产。验收规范,可以得到较好的防腐效果。但石油沥青耐温变性能较差,低温易碎裂,高温易流淌,易受微生物侵蚀,吸水率高,易老化,使石油沥青防腐层过早变质脱落,失去保护作用,造成管道腐蚀破坏。

1.2煤焦油沥青以其使用寿命长,吸水率低,不受细菌吞噬,成本低等优点被广泛采用,但其机械强度和低温韧性差。

1.3环氧煤沥青其性能优于石油沥青,具有一次成膜厚、涂层致密、耐盐碱、耐海水、耐潮湿,与金属粘结好、抗微生物侵蚀、耐阴极剥离的优点,是较理想的防腐涂料,只是目前应用较少。

1.4聚氨酷石油沥青可用于管道或建筑构件等,石油沥青层的常温补口补伤,同时也大量的用于石油沥青层的大修,在煤气工业中还大量的用于新管道的防腐涂敷。

1.5国产聚氨酷石油沥青橡胶能消化管道表面的潮气,有优良的理化性和厚涂层的许多特殊性能,常温施工,短时间干燥,单组份结构,不用固化剂,简化了施工程序,吸水率低,固化后有强防水性,有优良的耐化学介质性能,涂层富有高伸缩性,从而保证了补口补伤的质量,其应用领域广泛。

1.6煤焦油磁漆的粘结力强,吸水率低,绝缘性能好,耐细菌侵蚀,耐石油及其产品溶解,抗土壤应力,抗植物根茎穿透,耐阴极剥离,使用寿命长,防腐性能优于石油沥青。

1.7熔结环氧能阻挡氧的传输,能透过阴极保护电流,与钢铁基体有良好的粘结力,特别是在较低温度和较高温度下仍具有较好的抗物理损伤、耐腐蚀和抗水渗透性能。

管道内腐蚀不仅保护管道不受腐蚀介质的侵害,而且改善管道内部流体运动状态,提高管内表面光洁度,减少水力摩阻,从而使输送动力降低,输送量增加,降低运输成本。内防腐主要有聚乙烯粉、环氧聚乙烯双涂层、POA.POE.PC)F、环氧粉末(FBE)。

2对管道防腐层性能评估与比较

管道的腐蚀在内外壁都会发生,外壁腐蚀主要是土壤腐蚀、硫酸还原菌腐蚀及管道附近杂散电流腐蚀造成的,腐蚀过程基本属于化学腐蚀,内腐蚀主要取决于输送介质。目前大部分输送介质中含水量腐蚀介质等的含量较高,管道的内腐蚀速度不断增加,防止管道腐蚀的有效方法就是利用保护涂层隔离管道与腐蚀介质的接触,屏蔽腐蚀环境,隔断阴极与阳极之间的联系,使电路中断。

基于上述原因对各防腐层可按10个考察因素进行评估,以10分为满分。考察因素及满分标准如下(有代表性的):

21土壤应力:管道埋地后,周围土壤在季节性的板结溶解和气候干湿交替变化过程中,发生相对移动,对防腐层表面产生推拉应力,可能导致防腐层褶皱、下垂或开裂。

22粘结力:粘结力使防腐层紧密粘附在钢管表面,不发生剥离,以有效保护钢管。同时良好的粘结力还是防腐层抵抗土壤应力破坏的基础,对内壁来说,则是防腐层对抵抗输送介质应力破坏的基础,以防腐层对钢管的粘结力强为好。

23表面处理要求:涂装前对钢管的表面处理成本占整个防腐层施工成本的2/3,防腐层失效的重要原因又往往是施工时表面处理未达到设计要求所致,故较低的表面处理要求是降低施工成本和保证防腐层质量的前提,涂装前对钢管的表面处理要求以为好。

24阴极保护电流屏蔽:一旦防腐层剥离水分渗入防腐层和钢管之间,就可能对钢管产生腐蚀,此时如阴极保护电流能超过剥离的防腐层到达钢管表面,形成保护回路,就可抑制腐蚀发生,但剥离的防腐层往往会阻止阴极保护电流的穿过,产生屏蔽作用,以防腐层对阴极保护的屏蔽作用小为好。

25阴极保护电流密度阴极保护电流可补充防腐层对钢管保护不足的部分,共同形成对钢管的有效保护。在钢管得到有效保护的前提下,阴极保护电流密度越小,则运行成本越低,管道运行时阴极保护电流密度小为好。

26贮运要求:涂敷完防腐层的管道还要经历存贮、搬运和敷设等环节,防腐层在后续工序时受到冲击在所难免,防腐层存储环境要求低可降低成本和保证质量,抗冲击能力强可减少损伤,此时对发生的损伤应容易发现以便于修补。以防腐管贮运要求低和损伤容易发现为好。

27补伤、补口手段:防腐层应有简便可靠的补伤和现场补口手段,以使现场施工防腐层质量不低于管体水平。

28弯头管件防腐:弯头管件防腐应与管体相同或做好的防腐层,弯头管件防腐手段与管体防腐层越匹配越好。

29涂敷施工难度:施工要求宽松则意味施工成本较低,还意味着防腐层质量容易保证。涂敷施工难度按工厂预制和现场施工分别比较,要求越宽松越好。