防腐材料和補口技術的現狀及應用發展分析

吳志宏

(中石化管道儲運有限公司武漢輸油處,湖北咸寧 437300)

防腐材料和補口技術的現狀及應用發展分析

吳志宏

(中石化管道儲運有限公司武漢輸油處,湖北咸寧 437300)

文中作者在對中國管道防腐技術的情況實施分析的基礎上,討論了防腐材料和補口技術的發展趨勢,并剖析了防腐涂層選擇時的相關事宜,一定要注重對管線的腐蝕環境的考察,之后再對防腐材料及結構進行合理的選擇,同時要綜合技術可行性、經濟適用性、動工方便性等等相關方面制定出防腐方案;除此之外,作者列舉出了一些涂層的技術性能,為以后的防腐涂層設計選用提供參考。

管道 防腐技術 管道補口技術 熔接環氧

中國管道技術在不斷的發展與進步，截止到目前一些與國情相符的管道防腐體系(煤焦油瓷漆、石油瀝青、環氧粉末、聚烯烴三層復合結構)防腐涂層正在逐漸的確立。防腐涂層隨著其時期的不同，其使用情況、結構性能、涂敷工藝、防腐功效也不盡相同，對于以上這幾方面，我們一定要綜合考慮，這樣才能確保其質量、壽命與經濟達標。即便是防腐涂層達到了標準化，一些技術與國外先進標準已經相符，然而與國外作比較，防腐層在設計使用上、材料質量和補口技術等方面還依舊存在一定的不足。

1 防腐材料發展的目前形勢

1.1 防腐材料發展的當前形勢分析

1995年以后，老式防腐材料已逐漸被三層聚乙烯和熔接環氧粉末所取代，并且在市場中被廣泛流通，特別是三層環氧這種防腐材料，以其環保性能高的優點被人們所關注，并且也逐漸的占據防腐材料市場主導地位。在1997年美國就估算出，所有的防腐層根據使用面積與產品總面積計算得到的比例如下：煤焦油瓷漆占有比例為6.94%，擠塑聚乙烯占有比例為49.27%，煤焦油環氧占有比例為0.8%，瀝青瓷漆占有比例為0.33%，熔接環氧粉末占有比例為39.12%，其余防腐層占有比例為3.54%。在以前得到人們普遍認可的煤焦油瓷漆，目前已經被三層聚乙烯所取代。從調查分析結果看，目前國際上防腐層的發展核心在于三層結構的改進，對雙層的熔接環氧粉末的結構實施改進，比方說為預防敷設、吊裝，穿越河流或者道路等各個環節中出現損壞，因此在熔接環氧粉末表面對液態的聚氨酯實施改性，或是對環氧樹脂實施改性。截止到現在已經研制出一種粗糙防腐層，這就代表著一種新型防腐材料的誕生，并且其發展潛力也比較大，被使用到聚烯烴防腐層和熔接環氧粉末的外部，或是用到混凝土加強層前對有關管道的防腐上。

1.2 就防腐材料新技術的實施分析

(1)雙組合型涂料-液態聚氨酯防腐涂料(簡稱PU)。此種涂料由多元醇化合物和異氰酸酯溶液組合，選用低相對分子質量樹脂對黏度實施控制。其中的揮發性溶劑是完全不存在的，一般形態為液態，混合之后由液態轉為固體厚膜型涂料，一般適用于涂刷、澆注、噴涂，可以一次成膜，膜厚大于1.2毫米。

(2)壽命較長的無機非金屬防腐層的誕生。現階段，被廣泛用在管道防腐的涂層都是有機涂層，即便是有機涂層的性能得到了一定的改進，但是其老化變質、耐熱抗寒的問題是一直存在的，管道的使用年限也有一定的局限性，此時就給無機防腐技術的產生提供了契機。無機防腐材料的主要特點是不老化，耐腐蝕、耐磨損、耐高溫，和有機材料相比使用年限較長。現階段無機非金屬防腐層適用范圍是陶瓷涂層、搪瓷涂層與玻璃涂層。

(3)高新技術-電化學防腐技術的發展。電化學保護是主要是使用外部電流把金屬(或是合金)的腐蝕電位產生影響，這樣達到其腐蝕率降低的防腐蝕技術。電化學保護根據電位改變的方向可以分為以下兩種：陰極保護和陽極保護。陰極保護主要是依靠電位的負移使金屬達到熱力學穩定狀態，這樣可使其避免被腐蝕，陽極保護主要是通過電位的正移使金屬在熱力學上達到更不穩定狀態，但是在動力學上金屬的陽極溶解的時候卻遭受很大的阻滯。

2 防腐層補口技術的發展趨勢分析

2.1 針對液態材料的補口技術實施分析

我們做過這樣一個調查：選用熱收縮套的補口技術分別對一條長370千米煤焦油瓷漆的防腐管道與預計超過110千米的三層聚乙烯的防腐管道實施補口，調查結果顯示，有漏點的補口比率很高，這2段反腐管道的漏點補口預計超過80%，管道的腐蝕也在于這些補口的失敗。選用以往的三層材料和熱收縮套補口技術的時候，我們要把握好陰極屏蔽，熱收縮的動工合格率是50%，以上的這一結果是經過許多實際調查得來的，具有一定的參考價值。對于以上問題有效的解決方法就是使用液體材料的補口，這種新型技術目前在國外比較盛行，發展速度也非常的快，被廣泛的用在聚氨酯和液態環氧這兩種缺口補救上。

2.2 熔接接頭技術優勢及適用范圍分析

熔接接頭技術的優勢在于密封性能好，機械強度高，耐磨、適應能力強等方面上，適用范圍是定向鉆與沙漠的土壤應力較大的情況下，國外現在就兩層或者三層聚乙烯的防腐層補口研制出一種新的方法，此種方法可以促使夾克層與管表面緊貼，之后選用加熱元件對夾克層物質實施加熱，促使補口夾克和管體上的夾克相融合。

3 對防腐涂層選擇的注意事項

埋地管道遭受腐蝕的原因在于土壤腐蝕、細菌腐蝕、雜散電流腐蝕，這些因素中土壤腐蝕是最嚴重的，而致使土壤腐蝕的原因有土壤的電阻率、酸堿度、濕度、土壤中的氧、微生物等等，因此在對防腐涂層實施選擇的時候一定要綜合以上因素。對外涂層實施選擇的時候，要對鋼管外表面進行預處理，把握好防腐層的粘結性、涂層厚度、抗剝離性能、抗沖擊性能、水滲透性、工作溫度、涂敷工藝等對其的影響，所以對管線的腐蝕環境實施調查分析是最關鍵的第一步，之后就是防腐材料及結構的選擇，這個環節也要有一定的實驗。

綜上所訴，不管中國管道防腐面臨何種困難，只要我們認真研究，努力創新出新的材料、新工藝、新技術，綜合管道腐蝕的影響因素，相信一定會制定出經濟適用、可行性強的防腐方案，未來的管道建設也一定會健康發展。

[1]宋幼蕙.涂層技術原理及應用[M].化學工業出版社,2011(12).

[2]郭生武.補口材料對埋地管道外防腐層完整性的影響[J].油氣儲運,2013(12).

吳志宏(1970—),男,漢族,浙江義烏人,2013年畢業于長江大學石油與天然氣工程專業,現供職于中石化管道儲運有限公司武漢輸油處,助理工程師,碩士研究生,研究方向:石油天然氣管道工程。