黏弹体防腐材料在异型构件防腐蚀中的应用

耿立国

中石化胜利油建工程有限公司，山东东营257000

黏弹体防腐材料在异型构件防腐蚀中的应用

耿立国

中石化胜利油建工程有限公司，山东东营257000

管道三通、法兰和埋地阀门等异型构件是管道系统中不可或缺的组成部分，对长输管道及阀站（室）的安全可靠运行起着至关重要的作用，而其表面防腐一直是防腐工程中的难题。结合中石化泰国天然气长输管道项目，分析异形件防腐蚀技术现状，详细介绍了STOPAQ黏弹体防腐材料优异的黏结性、气密性、自我修复等特点，以及其在埋地异型构件防腐领域的应用。

长输管道；黏弹体；异型构件；防腐蚀

在油气阀站、长输管道等石油工程建设过程中，管道三通、埋地法兰、阀门及螺栓等异型构件的防腐蚀工作是长期困扰我们的一大难题，其防腐质量的高低直接影响整个工程的安全可靠运行。对于埋地的管道三通、法兰、阀门等异型构件，由于土壤中含有较多的镁、钾、钠、钙等腐蚀性介质，对金属管件的腐蚀性较大，这就要求这些构件的防腐质量更为严格。

中石化泰国天然气长输管道工程全长110 km，管径D711 mm，设计温度-6.7～60℃，设计寿命30年、设计压力1 044 psi（1 psi=6 894 Pa），全线埋地铺设，其中包括7座新建阀室，14处销售阀门。埋地阀门、螺栓、管帽等异型构件（见表1）采用新型黏弹性防腐材料STOPAQ进行防腐保护，施工过程简便快捷，防腐保护效果长久，取得了积极的效果。

表1　泰国天然气长输管道异型构件表

1　国内外法兰、阀门等构件的防腐蚀现状

随着我国石油工业的不断发展，石油工程建设的要求也在不断提高，对管道三通、法兰、阀门等构件的防腐规格也提出了新的要求。我国石油工业发展初期，在相当长的一段时间内，长输管道以及各种配件设施的防腐材料大部分采用石油沥清，直到上世纪七八十年代，环氧煤沥青、环氧粉末、聚已烯等新的防腐材料相继出现，丰富提高了管道防腐的施工工艺。对于埋地的异型构件设施的防腐主要有以下几种方法：石油沥清，涂漆，涂抹黄油加锡箔纸以及填充石灰膏、矿脂带等。

石油沥清法防腐可用于三通，而用于其他异型构件较为困难，其施工工艺较复杂，工作环境要求高，防腐材料对人体危害性较大。涂漆法防腐（见图1）较为常用，此方法操作简单，经济环保，但对构件的表面处理要求较高，一般要求达到Sa2.5以上。另外，涂漆法防腐构件长期在潮湿的环境下使用，漆膜容易脱落，防腐耐久性较差。涂抹黄油加锡箔纸法防腐（见图2）简单易行，便于维护，但当构件处于高温环境时，黄油容易流淌，从而降低防腐效果。另外，构件长时间处于潮湿环境下，极易发生二次腐蚀。填充石灰膏外刷漆法只能应用于有间隙的法兰等构件，对弯头、螺栓、阀门等构件不适用。矿脂带法由矿脂底漆、矿脂密封泥和矿脂带组成，有较好的密封性及防水性，对水蒸气、空气有较强的防渗透性。但矿脂带的使用温度低于55℃，当温度过高时，矿脂带极易发生化学变化，颜色变黑，大大削弱防腐性能。

图1　涂漆法防腐

图2　黄油加锡箔纸法防腐

2　STOPAQ黏弹体防腐材料的性能

黏弹体防腐原材料由聚异丁烯树脂及无机填料组成，防腐层结构由黏弹体防腐膏、防腐胶带和外保护带组成。最早由荷兰STOPAQ公司于20世纪90年代研发，经过多年的实验测试及各国实际工程中的运用，证明其具有极佳的防腐性能，并在欧洲、中东、美国等地区得到广泛应用。经过对黏弹体防腐材料的应用及追踪，美国壳牌国际公司和沙特阿拉伯国家石油公司作出了测试评价[2]。

（1）化学稳定性优异，环境适应性极强，可耐受的环境pH值为2～12，适用于强酸碱、强腐蚀性的区域，在酸性潮湿环境下应用7年以后，仍具有较强的防腐性能。

（2）可耐受较高的温度，适用于－45～95℃，适用于高寒、高温区域。

（3）无须涂刷底漆，可直接应用于金属管道、3LPE、PP、环氧、沥清等各种涂层，黏弹体外防保护带可用PVC、热收缩带等各种材料，通用性强。

（4）优异的电化学性能。

（5）对基材的表面处理要求较低，达到St 2或St 3即可，现场施工操作方便易行，施工质量较易控制，材料环保无污染，对施工人员无伤害。

（6）极佳的黏结力和密封性，在应用10年后，黏弹体防腐膏的覆盖率仍为100%，密封性能极好，可彻底阻断水分和氧气，杜绝水分侵入和微生物腐蚀。

（7）黏弹体材料具有可塑性和较好的自我修复能力，涂层遭受一定程度的破坏后可进行自我修复，并且长期性能稳定，防腐寿命超过20年以上。

另外，在施工过程中所需设备人员较少、操作简便易行、质量容易控制、对施工人员的要求较低，大大地降低了施工成本，在很大程度上推动了黏弹性防腐材料的推广应用。

3　黏弹体防腐应用的工艺流程

STOPQA黏弹体防腐层由黏弹体防腐膏、黏弹体防腐胶带和外保护带三层结构组成。现场施工工艺流程为：施工准备→表面处理→涂抹防腐膏→缠绕黏弹体防腐胶带→缠绕外保护带→质量检查[3]。

3.1施工准备

施工准备包括人员、设备、材料、施工场地等的准备。正常情况下，单个施工机组包括1名除锈人员、2名熟练防腐施工人员、1名质检员、1名安全人员及1名技术管理人员；设备主要包括测厚仪、粗糙度仪，划刀等；材料主要包括黏弹性防腐材料、打磨用砂纸及相关的辅助材料等；施工现场应按照施工设计图纸及规范要求达到现场防腐施工条件[4]。

3.2表面处理

在构件除锈前，需将表层的水渍、污物等清理干净，油性污物需用溶剂擦拭，确保表面干燥洁净。用除锈机或手工除锈法进行除锈，施工现场要符合环境保护要求，处理完成后将表面清理干净，表面处理达到St2或St3[4]。

3.3填充防腐膏

由专业施工人员在异型构件凹陷、凸出或其他防腐胶带不易缠绕的部位涂抹防腐膏（见图3），在涂抹的过程中尽量保证单方向涂抹，涂抹要均匀，过渡要平滑，厚度满足设计要求，外观美观。填充完成后，需要用测厚仪进行厚度检测，满足技术文件要求。

图3　填充黏弹体防腐膏

3.4缠绕黏弹体防腐胶带

缠绕黏弹体防腐胶带前，要保证黏弹体防腐膏表面平滑，表面清洁，无杂质，避免缠绕胶带后内部存有气泡。缠绕时按照产品技术要求书操作，除去胶带外侧的保护膜，在自然长度下沿防腐膏外表面依次缠绕（见图4），不得强力拉伸胶带，搭接宽度需大于胶带宽度的20%。缠绕完成后，要保证胶带的外表光滑，搭接处没有褶皱，并进行漏点检测，检漏电压为15kV。

图4　缠绕黏弹体防腐胶带

3.5缠绕外保护带

黏弹体防腐胶带缠绕完成后，在其外侧缠绕外保护带进行机械保护。缠绕时，按照产品说明书中要求的拉紧力拉紧，并在设备中由底向上依次缠绕。开始缠绕时，预留出防腐胶带约3 mm的位置依次缠绕，搭接宽度大于50%，直到另一边界预留出3 mm。缠绕过程中要保证表面平滑，不能留有空隙。完成后，两端边界用完整PVC外保护带缠绕一圈后，最后续用1/4条外保护带自然缠绕，最终在设备的3点钟位置裁断，方向向下。

3.6质量检查

安装工作完成后，由质检人员及监理工程师进行外观检测、厚度检测及漏点检测。防腐层外表面应平整，无褶皱，无气泡，最薄处厚度不小于3.8 mm，电火花测试要满足要求，不得存在漏点，检测达到要求后做好检测记录。

4　黏弹体防腐材料在异形件的应用

对于中石化泰国天然气长输管道项目，所购阀门主体含防腐层，但阀体螺栓、外接安全阀、排污阀、末端3/4 in球阀、弯头、管帽等不含防腐层，采用黏弹体材料进行外防腐，其施工方法的异同见表2。

表2　泰国项目不同异型构件防腐施工方法

5　结束语

黏弹体防腐材料经过数十年的试验测试及实际应用，其优异的防腐蚀性能得到了广泛的认可，凭借其操作简单易行、极佳的黏结性能、长效的防腐性能、较佳的自我修复能力等优良特性会在以后的防腐工作中得到更多推广应用。

[1]姜世强，万友强.粘弹性防腐新技术[C]//2007全国埋地管线腐蚀控制和监测评估工程技术交流会论文汇编.延吉：中国腐蚀与防护学会中国腐蚀与防护学会，2007：207-213.

[2]袁春，李建忠，王颖，等.粘弹体防腐材料研制及其应用[J].油气储运，2012，31（11）：837-840.

[3]牟华，李浩，黄春蓉，等.石油天然气管道工程阀室内埋地阀门的防腐方法：中国，102226282A[P].2012-09-03.

[4]陈洪源，张国权，刘玲莉，等.冷缠带在管道防腐层大修中的适用性[J].油气储运，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

耿立国（1989-），男，山东滨州人，助理工程师，2012年毕业于东北石油大学，现从事长输油气管道施工管理工作。

Email：gengliguo120@163.com

2016-06-07；

2016-07-06