油气站场埋地管道防腐层选用分析

闫宇陶

（中国石油天然气管道工程有限公司新疆设计分公司，新疆 乌鲁木齐 830000）

0 引言

埋地管道防腐层是将管道与腐蚀介质隔绝开的有效屏障，是控制管道腐蚀最普遍、有效的方法[1]。油气站场（以下简称站场）埋地管道与干线管道相比具有管径多样，铺设复杂、直管段较短的特点[2]，所以站场埋地管道的腐蚀控制更加复杂。石油天然气站场管道及设备外防腐层技术规范（SY/T 7036）中规定了站内埋地管道可用的防腐方式有三层结构聚乙烯防腐层（以下简称3LPE）、熔结环氧粉末（以下简称FBE）、聚乙/丙烯胶粘带、无溶剂液体环氧涂层+聚丙烯胶粘带、粘弹体胶带+聚丙烯胶粘带等，本文针对这几种防腐方式进行分析对比，并给出推荐的埋地管道防腐层选用原则。

1 3LPE防腐层

目前埋地管道防腐中最常用的防腐形式是3LPE防腐层，在西二线、西三线、中贵联络线等大型输气项目中已广泛使用[3]。3LPE防腐层的底层为FBE、中间层为胶粘剂层、表层为PE层，这种复合结构结合了防腐和机械保护两方面的优点，耐冲击性能好、绝缘性好，是目前性价比最高的管道防腐涂层。但是3LPE防腐层为工厂预制，适合在诸如西三线、中缅原油天然气管道等站场数量比较多、站内埋地管道也较多，便于集中采购的大型项目中应用。对于改造类项目，站内新增埋地管道较少且管径各不相同，小批量预订3LPE防腐层不太方便和经济。

2 FBE涂层

FBE防腐层采用静电喷涂的方式固化在管道表面，防腐层与钢管通过化学键方式牢固结合，粘接力强；防腐层不屏蔽阴极保护电流，是与阴极保护最兼容的涂层，被称为“失效安全型”防腐层，防腐效果较好，是站场埋地管道防腐的不错选择[4]。但是，由于目前我国干线管道是以3LPE为主，能够提供站内不断变化的多管径管道环氧粉末的防腐厂不多，不便于集中采购，而且环氧粉末涂层不利于长途运输，所以，多年来国内管道站场很少采用环氧粉末作埋地管道防腐层。

3 聚乙/丙烯胶粘带

聚乙烯胶粘带和聚丙烯胶粘带过去常用于站内管道防腐和线路管道大修[4]，它是以聚乙烯或聚丙烯材料为背材，覆合一层胶粘剂而制成的胶带。它有施工时对管体表面清洁度的要求低、施工方便、综合费用相对较低的优点；具有机械强度降低，抗冲击能力差的缺点。此外，防腐层剥离后，聚乙烯胶粘带会屏蔽阴极保护电流，引发管道腐蚀；聚丙烯胶带的背材采用了纤维网状编织结构，解决了阴极保护屏蔽的问题，性能优于聚乙烯胶粘带。所以聚乙/丙烯胶粘带防腐材料一般不单独使用，而是将聚丙烯胶粘带与无溶剂液体环氧涂层或粘弹体防腐胶粘带一起配合使用[2]。

4 无溶剂液体环氧+聚丙烯胶粘带

无溶剂液体环氧涂料是现在普遍使用于站内短距离埋地管道的防腐层，它的主要优点包括：附着力强、无屏蔽作用、施工便捷、经济性好、安全环保[5]。

（1）附着力强：无溶剂液体环氧涂料的强附着力是因为环氧基与管道表面的金属原子发生化学反应产生牢固的化学键，这也使得它具有极好的湿附着力，能在海水、油品等化学物质中长期浸泡[5,6]；

（2）无屏蔽作用：无溶剂液体环氧涂料属于“失效安全”类涂料，阴极保护电流可以有效到达防腐层破损点处，不会存在屏蔽阴极保护电流的现象；

（3）施工便捷：无溶剂液体环氧涂料材料属于轻便型材料，便于运输和携带，而且施工方式较为灵活，可采用刷涂、辊涂、喷涂等多种方式涂装，能够在站内各种形状的管道、管件和设备的表面涂装[7]。而且无溶剂液体环氧涂料一次成膜厚度可达到600μm以上，同时还具有成膜致密性好、漏点少、内应力低、裂纹少的特点[8]，提高了施工效率；

（4）经济性、安全环保：无溶剂液体环氧涂料的价格低廉，它与常用溶剂型环氧涂料的区别在于其制作和涂装时没有加入挥发性的溶剂，避免了挥发性物质与空气混合成为爆炸性气体混合物的危险，使施工更加安全；同时省去了通排风措施，降低了成本；避免了可挥发的有毒物质对施工人员造成伤害；此外，现在的环境保护要求中已严格限制涂料中挥发性有机物的含量，无溶剂液体环氧涂料更符合环保要求。

该涂层具有的缺点为：人工涂敷时对施工人员的操作要求较高，机械涂敷时施工费用较高，且固化时间长，涂刷效果存在不稳定性，并且机械强度差、抗冲击性差[9]。因此无溶剂液体环氧涂料常与聚丙烯胶粘带配合使用，使整体的防腐性能提高。

5 粘弹体胶带+聚丙烯胶粘带

粘弹体防腐材料具有弹性固体和粘性流体的双重特性[10,11]，是目前已知的防腐效果最好的材料，已广泛运用到埋地管道、法兰、阀门等多种结构的防腐[4]，它主要以粘弹体膏和粘弹体胶带两种形式存在。粘弹体材料具备的特性有：

（1）粘结力和密封性优异：可有效阻断水汽和空气的侵入，发生微生物腐蚀的概率低，具有良好的水密性和气密性[11-13]；

（2）自修复性：粘弹体材料可塑性高、自我修复能力强，能充分适应管道的敷设方式，在防腐层受到冲击、划伤等破坏时可进行自我修复[12]；

（3）施工简便：施工时对金属表面处理要求低，可采用手工除锈的方式，除锈等级达到St2级即可，操作简便易行、质量容易控制[12]，且无需刷涂底漆，开裂、硬化及脱落的情况也极少出现[13]；

（4）化学性质稳定，不会发生阴极剥离，防腐寿命超过20年以上[12]；

（5）绝缘电阻与3LPE防腐层相当，需要阴极保护电流密度相当。

该涂层具有的缺点为：价格较高，机械强度较低，防紫外线能力一般[11,14]。因此，应与机械强度较高的外护带配合使用[1]，常用的外护带形式有聚丙烯胶粘带[14]，这种复合型防腐方式充分结合了粘弹体胶带“万能”的粘接性和外护带的机械保护作用，组成了具有优异防腐性能的防腐结构[4]。同时，由于粘弹体材料的不固化性，在大管径管道防腐中，由于管道质量大，可能会挤压粘弹体材料，造成局部无防腐材料的问题，使管道发生腐蚀，所以建议粘弹体胶带+聚丙烯胶粘带的防腐方式在小管径管道防腐中使用。

6 结语

本文对可用做埋地管道防腐层的3LPE防腐层、FBE涂层、聚乙/丙烯胶粘带、无溶剂液体环氧涂层+聚丙烯胶粘带、粘弹体胶带+聚丙烯胶粘带这五种防腐方式进行了优缺点分析介绍，并给出埋地管道推荐的防腐层形式，总结如下：

（1）对于便于集中采购的大型项目，首选防腐性能优异的3LPE防腐层；

（2）对于订货数量少、管径多样、不便于预制3LPE防腐层的改造类项目，可以选用无溶剂液体环氧涂层+聚丙烯胶粘带或粘弹体胶带+聚丙烯胶粘带防腐，其中粘弹体胶带+聚丙烯胶粘带防腐性能更好，价格更高，适用于管径较小的管道防腐，无溶剂液体环氧涂层+聚丙烯胶粘带防腐性能稍差于粘弹体胶带+聚丙烯胶粘带，但是价格更低，且适用于大管径管道防腐。