油氣站場埋地管道防腐層選用分析

閆宇陶

（中國石油天然氣管道工程有限公司新疆設計分公司，新疆 烏魯木齊 830000）

0 引言

埋地管道防腐層是將管道與腐蝕介質隔絕開的有效屏障，是控制管道腐蝕最普遍、有效的方法[1]。油氣站場（以下簡稱站場）埋地管道與干線管道相比具有管徑多樣，鋪設復雜、直管段較短的特點[2]，所以站場埋地管道的腐蝕控制更加復雜。石油天然氣站場管道及設備外防腐層技術規范（SY/T 7036）中規定了站內埋地管道可用的防腐方式有三層結構聚乙烯防腐層（以下簡稱3LPE）、熔結環氧粉末（以下簡稱FBE）、聚乙/丙烯膠粘帶、無溶劑液體環氧涂層+聚丙烯膠粘帶、粘彈體膠帶+聚丙烯膠粘帶等，本文針對這幾種防腐方式進行分析對比，并給出推薦的埋地管道防腐層選用原則。

1 3LPE防腐層

目前埋地管道防腐中最常用的防腐形式是3LPE防腐層，在西二線、西三線、中貴聯絡線等大型輸氣項目中已廣泛使用[3]。3LPE防腐層的底層為FBE、中間層為膠粘劑層、表層為PE層，這種復合結構結合了防腐和機械保護兩方面的優點，耐沖擊性能好、絕緣性好，是目前性價比最高的管道防腐涂層。但是3LPE防腐層為工廠預制，適合在諸如西三線、中緬原油天然氣管道等站場數量比較多、站內埋地管道也較多，便于集中采購的大型項目中應用。對于改造類項目，站內新增埋地管道較少且管徑各不相同，小批量預訂3LPE防腐層不太方便和經濟。

2 FBE涂層

FBE防腐層采用靜電噴涂的方式固化在管道表面，防腐層與鋼管通過化學鍵方式牢固結合，粘接力強；防腐層不屏蔽陰極保護電流，是與陰極保護最兼容的涂層，被稱為“失效安全型”防腐層，防腐效果較好，是站場埋地管道防腐的不錯選擇[4]。但是，由于目前我國干線管道是以3LPE為主，能夠提供站內不斷變化的多管徑管道環氧粉末的防腐廠不多，不便于集中采購，而且環氧粉末涂層不利于長途運輸，所以，多年來國內管道站場很少采用環氧粉末作埋地管道防腐層。

3 聚乙/丙烯膠粘帶

聚乙烯膠粘帶和聚丙烯膠粘帶過去常用于站內管道防腐和線路管道大修[4]，它是以聚乙烯或聚丙烯材料為背材，覆合一層膠粘劑而制成的膠帶。它有施工時對管體表面清潔度的要求低、施工方便、綜合費用相對較低的優點；具有機械強度降低，抗沖擊能力差的缺點。此外，防腐層剝離后，聚乙烯膠粘帶會屏蔽陰極保護電流，引發管道腐蝕；聚丙烯膠帶的背材采用了纖維網狀編織結構，解決了陰極保護屏蔽的問題，性能優于聚乙烯膠粘帶。所以聚乙/丙烯膠粘帶防腐材料一般不單獨使用，而是將聚丙烯膠粘帶與無溶劑液體環氧涂層或粘彈體防腐膠粘帶一起配合使用[2]。

4 無溶劑液體環氧+聚丙烯膠粘帶

無溶劑液體環氧涂料是現在普遍使用于站內短距離埋地管道的防腐層，它的主要優點包括：附著力強、無屏蔽作用、施工便捷、經濟性好、安全環保[5]。

（1）附著力強：無溶劑液體環氧涂料的強附著力是因為環氧基與管道表面的金屬原子發生化學反應產生牢固的化學鍵，這也使得它具有極好的濕附著力，能在海水、油品等化學物質中長期浸泡[5,6]；

（2）無屏蔽作用：無溶劑液體環氧涂料屬于“失效安全”類涂料，陰極保護電流可以有效到達防腐層破損點處，不會存在屏蔽陰極保護電流的現象；

（3）施工便捷：無溶劑液體環氧涂料材料屬于輕便型材料，便于運輸和攜帶，而且施工方式較為靈活，可采用刷涂、輥涂、噴涂等多種方式涂裝，能夠在站內各種形狀的管道、管件和設備的表面涂裝[7]。而且無溶劑液體環氧涂料一次成膜厚度可達到600μm以上，同時還具有成膜致密性好、漏點少、內應力低、裂紋少的特點[8]，提高了施工效率；

（4）經濟性、安全環保：無溶劑液體環氧涂料的價格低廉，它與常用溶劑型環氧涂料的區別在于其制作和涂裝時沒有加入揮發性的溶劑，避免了揮發性物質與空氣混合成為爆炸性氣體混合物的危險，使施工更加安全；同時省去了通排風措施，降低了成本；避免了可揮發的有毒物質對施工人員造成傷害；此外，現在的環境保護要求中已嚴格限制涂料中揮發性有機物的含量，無溶劑液體環氧涂料更符合環保要求。

該涂層具有的缺點為：人工涂敷時對施工人員的操作要求較高，機械涂敷時施工費用較高，且固化時間長，涂刷效果存在不穩定性，并且機械強度差、抗沖擊性差[9]。因此無溶劑液體環氧涂料常與聚丙烯膠粘帶配合使用，使整體的防腐性能提高。

5 粘彈體膠帶+聚丙烯膠粘帶

粘彈體防腐材料具有彈性固體和粘性流體的雙重特性[10,11]，是目前已知的防腐效果最好的材料，已廣泛運用到埋地管道、法蘭、閥門等多種結構的防腐[4]，它主要以粘彈體膏和粘彈體膠帶兩種形式存在。粘彈體材料具備的特性有：

（1）粘結力和密封性優異：可有效阻斷水汽和空氣的侵入，發生微生物腐蝕的概率低，具有良好的水密性和氣密性[11-13]；

（2）自修復性：粘彈體材料可塑性高、自我修復能力強，能充分適應管道的敷設方式，在防腐層受到沖擊、劃傷等破壞時可進行自我修復[12]；

（3）施工簡便：施工時對金屬表面處理要求低，可采用手工除銹的方式，除銹等級達到St2級即可，操作簡便易行、質量容易控制[12]，且無需刷涂底漆，開裂、硬化及脫落的情況也極少出現[13]；

（4）化學性質穩定，不會發生陰極剝離，防腐壽命超過20年以上[12]；

（5）絕緣電阻與3LPE防腐層相當，需要陰極保護電流密度相當。

該涂層具有的缺點為：價格較高，機械強度較低，防紫外線能力一般[11,14]。因此，應與機械強度較高的外護帶配合使用[1]，常用的外護帶形式有聚丙烯膠粘帶[14]，這種復合型防腐方式充分結合了粘彈體膠帶“萬能”的粘接性和外護帶的機械保護作用，組成了具有優異防腐性能的防腐結構[4]。同時，由于粘彈體材料的不固化性，在大管徑管道防腐中，由于管道質量大，可能會擠壓粘彈體材料，造成局部無防腐材料的問題，使管道發生腐蝕，所以建議粘彈體膠帶+聚丙烯膠粘帶的防腐方式在小管徑管道防腐中使用。

6 結語

本文對可用做埋地管道防腐層的3LPE防腐層、FBE涂層、聚乙/丙烯膠粘帶、無溶劑液體環氧涂層+聚丙烯膠粘帶、粘彈體膠帶+聚丙烯膠粘帶這五種防腐方式進行了優缺點分析介紹，并給出埋地管道推薦的防腐層形式，總結如下：

（1）對于便于集中采購的大型項目，首選防腐性能優異的3LPE防腐層；

（2）對于訂貨數量少、管徑多樣、不便于預制3LPE防腐層的改造類項目，可以選用無溶劑液體環氧涂層+聚丙烯膠粘帶或粘彈體膠帶+聚丙烯膠粘帶防腐，其中粘彈體膠帶+聚丙烯膠粘帶防腐性能更好，價格更高，適用于管徑較小的管道防腐，無溶劑液體環氧涂層+聚丙烯膠粘帶防腐性能稍差于粘彈體膠帶+聚丙烯膠粘帶，但是價格更低，且適用于大管徑管道防腐。