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管道防腐所用到的材料以及方法和检测

发布时间:2019-08-19 13:43

  管道防腐材料种类
 
  1石油沥青
 
  石油沥青作为最早的管道防腐材料,由于具有来源丰富、成本低、安全可靠、施工适应性强等特点,在我国长输管道中几乎全部采用石油沥青缠绕玻璃布作防腐材料。石油沥青防腐层应用时间长、经验丰富、技术成熟、设备定型,但和煤焦油瓷漆、塑料等材料相比,它的主要缺点是吸水率大,耐老化性能差,不耐细菌腐蚀等。
 
  2煤焦油瓷漆
 
  煤焦油瓷漆具有吸水率低、电绝缘性能好、抗细菌腐蚀等特点,是国外管道防腐的主要材料之一,在我国只是小范围内试用过。由于煤焦油瓷漆在使用中受到限制的主要原因是热敷过程中毒性较大,操作时须采取适当的劳保措施,因此限制了煤焦油瓷漆的推广应用。
 
  3环氧煤沥青
 
  由环氧树脂、煤沥青、固化剂及防锈颜料所组成的环氧煤沥青防腐涂料,有强度高、绝缘好、耐水、耐热、耐腐蚀介质、抗菌等性能,适用于水下管道及金属构筑物防腐。同时还具有施工简单(冷涂工艺)、操作安全、施工机具少等优点,因而较石油沥青、煤焦油瓷漆更优越。不过环氧煤沥青防腐层属于薄型涂层,总厚度小于1mm,而且对钢管表面处理、环境温度、湿度等条件要求很严,稍有疏忽就会产生针孔,影响防腐效果。因此,现场施工中质量较难控制。
 
  4胶粘带
 
  在制成的塑料带基材上,涂上压敏型粘合剂(厚0.1mm左右)即成压敏型胶粘带。它是在掺有各种防老化剂的聚乙烯带材上,涂特殊胶粘剂而制成的一种常温下有压敏粘结性能,温度升高后能固化而与金属有很好的粘结力的防腐材料。它可在管道表面形成一个完整的密封防腐层。压敏型胶粘带防腐作用主要由塑料基带承担,粘合剂只作为缠绕时的粘合媒介。聚乙烯胶粘带具有较好的防腐绝缘性能,施工方便,无污染,价格较低,防腐质量可靠,不过由于国内胶带生产工艺、带材厚度、胶层厚度及配方等方面落后于国外先进水平,因此其质量远落后于国外产品,使推广应用受到影响。
 
  5聚乙烯包覆层
 
  将聚乙烯塑料热挤塑在表面经过处理的管道表面,形成紧密粘结在管壁上的连续的硬质塑料外壳,俗称“夹克”。由于其具有防腐性能好、机械强度高、原材料费用低、适用温度范围广等优点,在国内各油田都试用过。对于小口径管道有成功的经验,但对于大口径的管径容易出现“夹克开裂”的问题,也使聚乙烯包覆层的应用受到限制。解决问题的方法一般是采用聚乙烯热收缩套(带、片)补口。
 
  6环氧粉末涂层
 
  环氧粉末涂层是将严格清理过的管子预热至一定温度,再把环氧粉末喷在管子上,利用管壁热量将粉末融化、冷却后形成均匀、连续、坚固的防腐薄膜。热固性环氧粉末涂层由于它的优异性能,特别适用于严酷苛刻环境,如高盐、高碱的土壤,高含盐分的海水和酷热的沙漠地带。环氧粉末涂层喷涂方法由60年代静电喷涂研究成功到现在,已形成了完整的喷涂工艺,正向着高度自动化方向发展,近几年来,国内的长输管线已有部分使用环氧粉末涂层进行防腐。
 
  7三层防腐涂层
 
  由环氧树脂和挤压聚乙烯涂层相结合形成的三层聚烯烃管子涂层是一种新型的防腐方法,它综合了环氧树脂和挤压聚乙烯两种涂层的优良性质,显著改善了传统的两层防腐涂层的性质,特别是提高了抗阴极剥离能力和粘着力。所谓三层是指涂层分成三次形成,第一层环氧树脂底漆,有熔结环氧粉末、无溶剂环氧液、含溶剂环氧液三个品种,主要根据涂敷设备、管子直径、运行温度、所用表涂层及管子涂敷速度等因素选择,底漆厚度为50μm。第二层中间层由共聚物或三聚物组成,主要成分是聚烯烃,中间层起粘结作用,厚度通常为250~400μm。第三层是聚烯烃表涂层,主要起机械保护作用,由挤压聚烯烃,如低密度、中密度聚乙烯或改性聚乙烯组成,涂层厚度视管子直径或管道运行条件而定,一般为1.5~3mm。另外,在某些环境下,为防紫外线照射,还可在表涂层上附加一层30~40μm厚的聚丙烯。
  管道防腐方法
 
  防腐层就是在长输管道表面直接涂抹防腐材料,形成保护层,防止管道受到腐蚀。埋地长输管道埋藏在土壤中,容易受到孔隙度、含水量、导电性、酸碱度、含盐量、微生物、杂散电流等因素的影响而发生腐蚀。另外,管道中输送的油气资源,含有氧化物质,也会加速管道的腐蚀。
 
  在防腐层中,应用了多种防腐材料,根据不同的场地环境、介质条件等,对不同的防腐特点进行整合,利用非金属物质对金属表面进行覆盖,形成一层有效的防腐层,可有效降低腐蚀介质、环境因素对管道的影响。
 
  缓蚀剂
 
  在埋地长输管道输送的油气当中,通常含有硫化氢、二氧化碳、水等腐蚀性介质,因而会对管道内壁造成腐蚀。尤其是在管道中的积水区段,更容易发生腐蚀的情况。
 
  对此,可在管道中合理使用缓蚀剂,在介质当中添加适宜浓度的缓蚀剂,以减缓介质对金属的腐蚀速度,增加管道内壁的抗腐蚀性能。
 
  缓蚀剂通常是复合型的化学物质,无需过大用量,即可取得理想的防腐效果。同时,缓蚀剂具有较高的缓蚀效率,在实际应用中能够发挥出十分理想的抗腐蚀作用。
 
  电化学
 
  土壤环境往往具有较大的腐蚀性,因此管道在土壤中容易发生电化学反应,从而导致管道腐蚀。电极电位相对较低的金属,因而容易失去电子呈阳极状态;电极电位相对较高的金属,容易获得电子呈阴极状态。在管道腐蚀过程中,阳极电子吸收阳离子,会发生氧化反应,导致管道腐蚀。
 
  电化学保护主要是对外部电流进行利用,适当改变金属自身电位,减缓管道的腐蚀速度、腐蚀程度。根据不同的电位改变方向,电化学保护主要可分为阴极电化学保护、阳极电化学保护等类型。目前,我国对于防腐层结合阴极电化学保护的措施,应用较为广泛。
  管道防腐检测
 
  (一)标准管/地电位法
 
  标准管/地电位法是利用数字万用表测试接地硫酸铜电极与管道上的CP电位,通过电位的分布,间接评定涂层的质量状况。这种方法能快速测量管线的阴极保护单位,但它测试的数据受许多因素的制约,经常会漏检和误判,而且它不能确定缺陷大小、位置以及防腐保温层的剥离。
 
  (二)密间歇电位法
 
  此法与标准管/地电位类似,可以说是标准管/地电位的加密测试。该法能测定CP系统的效果,间接反映防腐保温层状况,并能判断缺陷的严重性,自动采集数据。但此法的测试数据受许多因素的制约,不能确定缺陷大小、位置以及防腐保温层的剥离。
 
  (三)直流电压梯度法
 
  此法在管道上加载直流信号,用测量管道防腐层破损裸露点和土壤之间存在的电压梯度,来判别防腐层的缺陷。该方法能准确地检测出防腐层的破损位置,亦可估算缺陷大小,并通过IR%判定缺陷的严重程度。但该方法在没有阴极保护的管道上不能使用,需要大量的原始數据,对土壤的含水量要求也较高,同时杂散电流、土壤电阻率等环境因素会引起测量误差。
 
  (四)电位梯度法
 
  此法在管道加载交流信号。当交变信号经过管道防腐层的破损点处时会流失到土壤中,因而电流密度随着远离破损点的距离而减小,在破损点的上方形成了一个交流电压梯度,通过电压梯度即接受信号的强弱来判定防腐层的破损点。此法能识别破损点大小,微小漏点也能测到,但不能指示缺陷的严重程度、CP效率和防腐层剥离,而且易受外界电流的干扰,对操作者的技能要求较高,还经常给出不存在的缺陷信息。同时,水泥或沥青地面接地难。
 
  (五)多频管中电流法
 
  该法用发射机向管道发射某一频率的信号电流,管道外防腐层破损或老化处会有电流流失,管道周围磁场的强度就会减弱,通过磁场强度的强弱来判断缺陷的存在。这种方法可对破损点进行定位,受地面环境影响较小,但测量结果不直观,不能测量CP效率,不能测量防腐层剥离,易受外界电流的干扰,且需预先获得一些参数,如管体的电阻、防腐层的电容率等。
 

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