埋地长输管道防腐方法及质量控制

李凤

【摘 要】随着新材料、新工艺、新技术的不断应用，我国的管道防腐技术日臻完善。本文分析了埋地长输管道腐蚀原因，介绍了防腐方法，并对内外缠绕带防腐技术的质量控制进行了分析。

【关键词】埋地长输管道；防腐方法；质量控制

一、埋地长输管道腐蚀原因

（一）自然环境的影响

埋地长输管道由于管道线路长，经历的工作环境复杂，受着多种腐蚀，主要腐蚀情况有：土壤腐蚀、细菌腐蚀和杂散电流腐蚀。

（1）土壤的空隙为空气和水所充满，水中含有一定的盐使土壤具有离子导电性；土壤物理化学性质的不均匀性和金属材质的电化学不均匀性，构成了埋地管道的电化学腐蚀条件，从而产生土壤腐蚀。

（2）在一些缺氧的土壤中有细菌（硫酸盐还原菌）参加了腐蚀过程，细菌的作用是参加电极反应将可溶硫酸盐转化为硫化氢与铁作用，产生细菌腐蚀。此种反应因需具备缺氧条件，在低水位、强盐碱的滨海地区，细菌腐蚀不占主导地位。

（3）杂散电流是在地下流动的防护系统设计之外对金属管道产生腐蚀破坏作用的电流，杂散电流腐蚀包括直流杂散电流腐蚀和交流杂散电流腐蚀。直流杂散电流腐蚀原理与电解腐蚀类似；交流杂散电流是管道附近高压电力线产生的二次感应交流电叠加在管道腐蚀电化学电池产生的腐蚀，其腐蚀量较小，但集中腐蚀性强。

（二）钢管自身的材质问题

钢管的材质与制造因素是管道腐蚀的内因，特别是钢材的化学组分与微晶结构，非金属组分含量高（如S和P）易发生腐蚀，C和Si则易造成脆性开裂。微晶细度等级低，裂纹沿晶粒扩展，易发生开裂。在制造过程中，表面存在缺陷（如划痕、凹坑、微裂等），也易造成钢管的腐蚀开裂。

（三）管道操作运行过程中的使用应力

管道操作运行时，输送压力与压力波动是应力腐蚀开裂的重要因素。过高的压力使管壁产生过大的使用应力，易使腐蚀裂纹扩展，压力循环波动也易使裂纹扩展。

二、埋地长输管道防腐方法

（一）防腐涂层

1、石油沥青

在施工过程中，现场熬制沥青会产生大量废气，对大气造成污染，不符合环保要求，因此这种防腐做法逐渐被淘汰。此种防腐层面电阻一般在10000?·m2以上。

2、环氧煤沥青

环氧煤沥青防腐涂料是冷涂型涂料。在国内于1978年开始使用，近十余年在石油化工和城建等部门的输油，输气、自来水，热力，燃气等方面的埋地钢质管道和钢制储罐防腐蚀工程中的用量明显上升。此种防腐层面电阻一般在5000?·m2以上。

3、冷缠胶粘带

冷缠胶粘带防腐在油气管道上应用已有50年的历史，世界上有很多管道采用胶粘带防腐，由于其优越的防腐和施工性能，使它在管道防腐体系中占有一定的优势。此种防腐层面电阻一般在50000?·m2以上。

4、熔结环氧粉末

该防腐层是采用热固性粉末涂料的薄涂层，国外早在60年代就已经普及应用。我国在80年代开始研究此种涂敷技术和涂料，特别适合于埋地或穿越大江、河流，沼泽地等地方，如黄河穿越管道工程、海河下游穿越管道工程。这种防腐技术已比较成熟，且经实际应用检验。此种防腐层面电阻一般在50000?·m2以上。

5、三层PE

三层PE又称三层复合结构，是在钢管底层熔结环氧粉末，中间使用胶粘层，外层主要通过挤压包覆或缠绕聚乙烯获得管道外防腐层技术。

（二）电化学保护

阳极保护是使被保护金属处于稳定的钝性状态的一种防护方法，可通过外加电源进行极化或添加氧化剂的方法达到防护目的。阴极保护是在金属表面通过足够的阴极电流，使金属表面阴极极化，成为电化学腐蚀电池中电位均一的阴极，从而防止管道腐蚀。

（三）杂散电流排流保护

管道沿线与高压输电线路近距离平行时，高压输电线、电气化铁路会对管道造成干扰，加剧管道的腐蚀。因此，管道应尽量远离交、直流电干扰源。管线的排流保护，依据被干扰管道阳极区有无正负极性交变采用不同的排流方式，不变时采用直流排流，交变时采用极性排流，比较复杂时采用强制排流。

三、埋地长输管道防腐质量控制

上文介绍了多种防腐工艺，下面就内外缠绕带防腐工艺的质量控制措施进行分析。此工艺防腐层由底漆、内缠绕层和外缠绕层构成。生产工艺过程为：进管及检验，钢管表面清洗及预热，钢管表面喷砂除锈，除锈钢管质量检验，钢管感应加热，环氧粉末喷涂，粘结剂挤出涂敷，PE挤出涂敷，冷却，管端顶留处理，防腐涂层榆验及标记，出管。

（一）防腐管材的运输与堆放

1、防腐管卸车时检查防腐管的数量及质量，卸车的吊具、索具是否满足安全吊装要求；运输设备及捆扎索具是否满足保护防腐层的要求。装、卸、倒运时对管材的防腐保护措施是否得当。

2、所有防腐管材质证资料必须齐全。防腐管进场的检查：管口无损坏；防腐层无破损；防腐管外标识清晰、完整。

3、管材应选择地垫平坦处堆放，场地内不得积水，不得有石块等损伤防腐层的杂物。根据管材的规格、防腐级别分类堆放，同向分层码垛。应均匀对称布置支承两道管垛，管垛以细土埂或砂袋形式制作，距管材端部距离宜为1～2米。管垛外侧应设置楔形物防止滚管。防腐管运至施工现场后，露天存放不得超过三个月，否则应采取保护措施。

（二）抛丸除锈的质量控制

在除锈前对钢管进行火焰预热（预热温度为40～60℃），以排除所有的湿气和表面脏物。使用的磨料要符合规范要求，磨料应无污染物并保持干燥。重复使用的磨料要定期做浸没试验，检查其清洁度。磨料抛丸在露点以上3℃时进行，磨料应混合均匀，抛丸机添加新料与消耗保持一致。用吹风等清洁的方法，清扫已进行抛丸处理后的钢管表面。

（三）喷涂环氧树脂粉末的质量控制

在喷涂之前，钢管的外表面应进行电感应预热，预热温度严格控制在厂家规定要求温度范围内。基材的表面应达到Sa2 5级规定的清洁等级。在工作开始前及整个工作期间，记录所有的温度状况。当相对湿度在85%或更高时，不能进行喷涂。经过感应加热后的钢管立即螺旋进入喷涂室，用3支以上或更多静电粉末喷涂枪，向钢管表面喷上流化态的环氧树脂粉末。

（四）粘结剂挤出、缠绕的质量控制

粘结剂挤出、缠绕是通过挤蝈机将粘结剂物料加热熔化，通过其模头挤压出厚度均匀的薄膜带，引向螺旋运转的钢管表面，在钢管表而形成层叠缠绕的薄膜。调整其压辊的安装及配合钢管的螺旋运行方式，保证最终形成均匀粘结剂涂敷层，其厚度为170～250μm，以达到更好的粘结效果。

（五）聚乙烯挤出和缠绕的质量控制

聚乙烯挤出和缠绕设备工作原理与粘结剂设备一致，仅挤出模头般较粘结剂设备模头宽，且形成薄膜带较厚。一般通过5～6层的叠加形成最终聚乙烯层。同时要检测钢管焊缝高度，不宜过高。在缠绕时聚乙烯层出现气泡现象时，应调节缠绕速度，减小管体上下波动幅度。

（六）冷却及管端涂层切割的质量控制

涂层结束后，应用水对涂层管立刻进行冷却，以水帘形式的冷却水应覆盖整个管子的表而，并且不损伤涂层，冷却后1min测量管子的表面温度，其值应低于60℃，测温计每4 h检验一次。接着对管端涂层进行去除切割，切割长度距管端140～150mm，切割边缘要直且均匀。

四、结束语

埋地长输管道防腐方法众多，在选择防腐方法是要综合考虑环境、项目、成本等多种因素，选择一种防腐方法或多种方法综合利用。在施工过程中，要对管道敷设方式、防腐施工质量控制等方面不断加强和改进，力争将腐蚀引发的事故降到最低。

参考文献：

[1]冯成功，张平.埋地长输管道防腐方法及质量控制[J].焊管，2011（01）.

[2]刘文岩.埋地管道的腐蚀控制方法及技术现状[J].科技论坛，2010（08）.