石化行業埋地管道外防腐層修復技術探討

徐禎煒（南京揚子石油化工設計工程有限責任公司，江蘇 南京210048）

0 引言

管道運輸具有能耗小、運輸效率高等諸多優勢，是我國石化行業最主要的運輸方式，對于保障國民生產生活中的能源需求有著重要作用。但是石化行業埋地管道腐蝕問題卻嚴重影響了管道運輸的運輸效率和安全性，容易造成石油、天然氣泄漏等，嚴重影響企業經濟效益。因此，我們必須加強石化行業埋地管道外防腐層修復技術研究，提升管道防腐工作質量，促進石化管道建設的長遠發展。

1 石化行業埋地管道外防腐層破損原因

1.1 生產及施工質量問題

首先，石化管道在生產制造過程中可能會出現防腐涂層噴淋薄厚不均，甚至局部氣泡等情況，這些都屬于管道自身質量問題，在后期的使用過程中會降低外防腐層的使用壽命。其次，在施工過程中，尤其是冬季施工時，需要開挖和填埋凍土，容易砸到管道，傷及外防腐層，從而使涂層受到擠壓，出現薄厚不均或破損。

1.2 化學及電化學腐蝕

石化管道長期埋于地下或水中，容易受到土壤或水中各種化學成分及微生物的作用，產生化學反應，腐蝕管道外防腐層。尤其是在酸性土壤和水下，化學及電化學腐蝕還會加速，這些化學成分或微生物會與涂層發生反應，從而導致涂層膨脹、開裂、脫落。

1.3 應力腐蝕

石化管道防腐層是由襯底、中間層和面漆三部分組成的，每層都有各自不同的功效，組成材料的物理性質也有很大差別。石化管道深埋于地下，受到溫度、濕度的影響很大。在溫差變化過大時，鋼材質管道與3PE外防腐層每一層的冷脹熱縮程度都是不同的。冷脹熱縮系數不同步，各層所受應力不同，容易導致外防腐層開裂。

2 石化行業埋地管道外防腐層修復材料分析

2.1 選擇修復材料的四個原則

①修復材料要適應和滿足石化管道的運行環境條件，即滿足管道防腐耐鹽堿、耐低溫或耐酸蝕的需求等。②修復材料使用年限要與管道使用年限相同。③修復材料要與原有的管道防腐材料相匹配，以此防止冷脹熱縮系數不同導致的應力腐蝕。④修復材料要選擇國家認可的合格產品，并且在施工前進行現場試驗，確保其各項指標合格。

總之，在滿足以上4原則的基礎上，選擇那些黏結力強、耐老化、施工便捷、固化快速以及能有效適應基材膨脹和收縮特性的材料，防止修復材料與原材料不相容，而出現“兩層皮”的現象。

2.2 目前常用的修復材料

隨著技術的發展，與3PE 防腐層配伍的材料越來越多，常用的修復材包括聚烯乙烯冷纏帶、環氧煤瀝青、熱縮防腐膠帶、無溶劑液體環氧涂料、粘彈體材料等。其中，環氧煤瀝青、聚烯乙烯冷纏帶使用最為廣泛，因其具有較強的粘結力，同時在適應基材膨脹和收縮方面表現出眾。而粘彈體則以其超強的防水性和粘結性著稱，是一種新型外防腐層修復材料，具有自修復與克服冷流的特點，其不足在于粘彈體自身機械強度較低。

對于埋地管道外防腐層的修復，可以根據實際情況選擇最為適合的修復材料。例如，對正在運行中的管道，管道補口最好不要使用熱熔膠收縮帶。因為使用熱熔膠收縮帶需要對其進行烘烤，但對于正在運行的埋地石化管道而言，烘烤過程中石化管道內的石油等介質會吸收和帶走一部分熱量，導致熱熔膠不能完全熔融，進而無法與基材均勻貼合，影響修復質量。而對于暫時停運或正在建設中的管道的修復則不會受到這種影響。

3 石化行業埋地管道外防腐層修復流程

當石化行業埋地管道外防腐層出現膨脹、龜裂、脫落等明顯腐蝕和老化跡象時，就要考慮其是否還能滿足正常的管道運輸需求。如果無法滿足管道運輸安全性和穩定性的要求，就應該進行防腐層的修復。目前國內的石化管道以3PE 防腐層居多，其構成為第一層環氧粉末，第二層膠黏劑，第三層聚乙烯，三層結構與管道鋼材緊密結合，形成了一層牢固的防腐層。以下，筆者就以這種3PE 防腐層為例，對石化行業埋地管道外防腐層修復工藝流程進行介紹。

3.1 修復前表面處理

①清理管道表面泥土及其它附著物，并對破損的外防腐層進行拍照和觀察記錄，包括位置、尺寸、破損原因、破損狀態等。②將破損部位的3PE層加熱，修切成邊緣圓滑的鈍角。如破損的位置露出了基材，則應該將基材打磨除銹，清理干凈后再涂抹底漆。

3.2 修復施工流程

（1）熱熔膠加聚乙烯修補片修復

修復直徑30mm 以下的破損面時，一般選用熱熔膠加聚乙烯修補片來進行防腐層修復。在做好修復準備工作后，按照以下修復步驟進行。①將破損部位的防腐層打磨加熱，把補傷熱熔膠烤化，均勻填滿傷處。②把補傷片加熱貼在傷處，邊加熱邊用輥子滾壓，排出空氣，直到補傷片四周熱熔膠均勻溢出。③補傷片四周再次使用熱熔膠加固。

（2）補口熱收縮帶修復

根據補口熱收縮帶的破損狀態選擇不同的修復方法。例如，修補管道焊縫時，首先在搭接位置預先涂覆PE 涂層。其次，用粘彈體膠帶進行順時針纏繞，需要注意防腐膠帶的寬度要與管道環焊縫適應。再者，進行密封效果檢測，確保膠帶纏繞后的密封性。最后，再在粘彈體膠帶層上纏繞丙烯增強纖維膠帶，先在起始位置纏繞一周，露出2～3mm寬的粘彈體膠帶不包裹，之后向修補區域另一端纏繞。外護帶纏繞時的搭接寬度5cm 左右，完成纏繞后，再于終點位置多纏繞一周，仍露出2～3mm寬的粘彈體膠帶。

（3）管道大修

對于直徑大于30mm 的外防腐層破損，例如大面積的防腐層膨脹、脫落等情況，則需要進行防腐層大修。首先要對施工面進行全面的清理和除銹，然后再進行管道檢測，查看管道是否有點蝕、穿孔等現象，如果管道已經出現了點蝕、穿孔，需要根據情況，判斷是需要焊接還是需要更換管道。如果沒有出現點蝕、穿孔，一般選用粘彈體防腐膠帶加聚丙烯增強纖維膠帶來進行修復。在修復過程中必須讓修補部位表面的干燥、清潔，以便保證粘合效果。

此外，在管道防腐層超大面積破損的情況下，管道大修除了更換管道或重新進行3PE防腐層涂裝外，目前還沒有更好的修復技術，還需要進一步探索發展。

3.3 防腐層修復質量驗收

在完成管道外防腐層修復工作后，應該進行修復質量驗收檢測。首先，要檢測修復后的密封性，膠帶表面不能出現鼓包和破損。其次，要檢測修復后防腐層的外觀，例如厚度是否達標、涂層是否均勻等。再者，外觀檢測完后還要通過電火花測漏儀對漏點進行檢測。最后，在驗收合格后，方可將管道進行回填，并檢查回填土壤內沒有石塊等硬物，以免再次碰傷防腐層。

4 結語

總之，提升石化行業埋地管道外防腐層修復技術水平，可以有效延長石化管道的使用壽命，降低管道維護成本，確保石化產品運輸的安全性和穩定性，對于促進國家經濟發展具有重要意義。因此，我們必須不斷總結經驗教訓，學習新技術新模式，提升自身專業水平，從而在整體上提升我國石化行業埋地管道外防腐層修復技術水平。