埋地管道3PE防腐蝕層陰極剝離產(chǎn)物分析

采用陰極保護(hù)聯(lián)合3pe防腐蝕層的方法對(duì)埋地鋼質(zhì)管道進(jìn)行了防護(hù)。試驗(yàn)?zāi)M了管道3pe防腐蝕層底漆存在、金屬基體暴露、金屬暴露孔處未與土壤介質(zhì)接觸及與土壤介質(zhì)完全接觸的不同情況,探討了陰極電流與通電電位之間的關(guān)系,研究了通/斷電位的負(fù)移對(duì)試樣3pe防腐蝕蝕層陰極剝離的影響。結(jié)果表明,試樣陰極保護(hù)電流的變化與管道3pe防腐蝕層的缺陷存在、土壤接觸方式、通電電位密切相關(guān)。通/斷電電位正于-0.85v(cse)時(shí),難以阻止試樣發(fā)生腐蝕,通/斷電位過度負(fù)移將造成3pe防腐蝕層的陰極剝離,使3pe防腐蝕層提前失效。

國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)陰極保護(hù)電位規(guī)定了最小電位準(zhǔn)則,但沒有設(shè)定最大電位準(zhǔn)則。本文通過對(duì)陰極剝離原理的分析,闡述了3層pe管道陰極剝離產(chǎn)生的條件,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了陰極保護(hù)電位與陰極剝離的關(guān)系,最后對(duì)通電電位的設(shè)置提出了幾點(diǎn)看法。

現(xiàn)代分析測(cè)量技術(shù)為涂層性能的評(píng)價(jià)提供了強(qiáng)有力的工具,使涂層性能的快速有效評(píng)價(jià)成為可能。但對(duì)于埋地管道涂層性能,始終缺少有效的現(xiàn)場(chǎng)快速評(píng)價(jià)方法。結(jié)合現(xiàn)有檢測(cè)和分析技術(shù),建立室內(nèi)分析結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)防腐蝕層性能檢測(cè)數(shù)據(jù)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,可以實(shí)現(xiàn)簡單快速地對(duì)埋地管道防腐蝕層性能進(jìn)行評(píng)估。

闡述了油氣輸送管3pe防腐層的結(jié)構(gòu)完整性內(nèi)涵,分析了陰極剝離的發(fā)生機(jī)理及產(chǎn)生條件,通過試驗(yàn)研究了涂層厚度對(duì)抗陰極剝離性能的影響,并結(jié)合防腐層涂敷工藝總結(jié)了可能影響該性能的幾個(gè)因素,對(duì)相關(guān)工藝提出了建議。

在對(duì)管道3pe防腐層的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)sy/t4013—95進(jìn)行修訂過程中,根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用需要,對(duì)防腐層厚度指標(biāo)進(jìn)行了重新研究。通過詳細(xì)研究國外pe防腐層厚度確定依據(jù),并調(diào)研分析國內(nèi)3pe防腐管的實(shí)際應(yīng)用情況,認(rèn)為應(yīng)該繼續(xù)沿用依據(jù)德國din30670標(biāo)準(zhǔn)制定的3pe防腐層厚度指標(biāo);同時(shí)通過實(shí)際涂敷試驗(yàn)和檢測(cè)分析,認(rèn)為可以適當(dāng)降低焊縫部位防腐層的厚度要求(不得低于管體防腐層厚度規(guī)定值的70%)。該研究結(jié)果作為新版技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)sy/t0413—2002及有關(guān)的管道工程企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容,在近兩年的實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益

通過分析鋼管防腐層發(fā)生陰極剝離的條件、3pe防腐層的特性,得出犧牲陽極陰極保護(hù)不會(huì)導(dǎo)致3pe防腐層發(fā)生陰極剝離。

探討了3pe防腐涂層的機(jī)械式剝離方法及其操作流程。通過對(duì)埋地鋼管外腐蝕成因和3pe防腐涂層缺陷的分析,提出了電化學(xué)防腐涂層剝離方法和已有大管徑管道外防腐層剝離機(jī)小型化的建議。

針對(duì)3pe涂層在國內(nèi)管道工程應(yīng)用中存在剝離的現(xiàn)象,對(duì)國內(nèi)外3pe涂層相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)規(guī)格書進(jìn)行了對(duì)比分析。從涂層結(jié)構(gòu)、原材料指標(biāo)、涂裝工藝評(píng)定和涂裝表面要求及質(zhì)量檢驗(yàn)等四個(gè)方面,對(duì)比分析了主要技術(shù)指標(biāo)的差異,重點(diǎn)考察了環(huán)氧層、表面要求以及長期陰極剝離等指標(biāo)對(duì)3pe涂層質(zhì)量控制的影響,提出了今后需要進(jìn)一步改進(jìn)的性能指標(biāo)。

環(huán)氧粉末是一種熱固性、無毒涂料,固化后形成高分子量交聯(lián)結(jié)構(gòu)涂層,具有優(yōu)良的化學(xué)防腐蝕性能和較高的機(jī)械性能,尤其耐磨性和附著力最佳。該涂料為

介紹了熱收縮帶補(bǔ)口和液態(tài)環(huán)氧補(bǔ)口的施工程序與要求,并對(duì)這兩種補(bǔ)口方式的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析、比較。介紹了解決液態(tài)環(huán)氧與3pe防腐層粘結(jié)問題的具體措施:改變工廠預(yù)制環(huán)氧底漆的留頭方式,提高液態(tài)環(huán)氧與3pe防腐層的粘結(jié)力。建議用液態(tài)環(huán)氧替代熱收縮帶補(bǔ)口,以提高3pe管道的補(bǔ)口質(zhì)量。

管道防腐蝕 1.防腐前的準(zhǔn)備 焊縫經(jīng)外觀檢查、煤油滲透、無損檢測(cè)合格。 防腐材料有相應(yīng)的質(zhì)量證明書。 2.施工程序 鋼管外壁防腐施工程序： 鋼管外壁除銹前應(yīng)進(jìn)行表面預(yù)處理，將外表面的油垢、泥土、 雜物清理干凈，焊縫的焊接飛濺物及焊瘤打磨掉，要求無棱角、無毛 刺,保證外壁及焊縫表面光滑。 外壁清理完畢后，用電動(dòng)鋼絲刷進(jìn)行外表面人工除銹，要將外 表面的浮銹及氧化鐵清除干凈，金屬表面的除銹處理等級(jí)要達(dá)到 syj4007-86規(guī)定的sｔ3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)共檢檢查除銹合格后，應(yīng)在8小 時(shí)內(nèi)涂刷上底漆。若遇大氣環(huán)境惡劣(如濕度過高,空氣含鹽霧)時(shí)， 應(yīng)進(jìn)一步縮短時(shí)間。 外壁及焊縫預(yù)處理 纏第二層玻璃布 涂第四道面漆涂第三道面漆 涂第二道面漆纏第一層玻璃布 涂第一道面漆外壁除銹 檢驗(yàn)☆ 涂底漆 底漆涂刷前要嚴(yán)格按生產(chǎn)廠家的技術(shù)文件要求進(jìn)行攪拌、配比、 熟化。涂刷時(shí)鋼管外壁應(yīng)干燥、無塵。底

埋地管道沿線不同的地形地貌和土壤分布造成對(duì)管道的腐蝕差異。介紹了沿線土壤腐蝕環(huán)境，管道采用三層ｐｅ防護(hù)層及陰極保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工及調(diào)試情況。陰極保護(hù)系統(tǒng)采用強(qiáng)制電流和犧牲陽極兩種保護(hù)形式。在高電阻率的石方段采用伴隨管道同溝敷設(shè)的柔性輔助陽極；在山區(qū)段采用帶狀和塊狀的鎂陽極做犧牲陽極。該系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行正常，應(yīng)用效果良好。

研究開發(fā)了一種適用于大口徑埋地鋼質(zhì)管道3層pe防腐層的補(bǔ)口技術(shù)。通過對(duì)管道補(bǔ)口部位預(yù)熱時(shí)加熱溫度、加熱時(shí)間對(duì)管體防腐層性能的影響,確定加熱方式和加熱工藝參數(shù),對(duì)環(huán)氧粉末涂料配方進(jìn)行了改進(jìn)。由于將pe及共聚物膠粘劑涂敷到補(bǔ)口部位,是施工的技術(shù)難點(diǎn),本文對(duì)噴涂共聚物膠粘劑粉末時(shí),pe采用注模工藝、纏繞pe復(fù)合帶工藝及膠粘層+pe復(fù)合帶工藝分別進(jìn)行了研究,得出使用膠粘層+pe復(fù)合帶工藝可達(dá)到工藝標(biāo)準(zhǔn)要求的結(jié)論。

鋼質(zhì)管道3pe防腐結(jié)構(gòu)以其優(yōu)越的防腐性能和良好的加工工藝性,被廣泛應(yīng)用于石油天然氣管道建設(shè)中。鋼管的表面處理質(zhì)量和聚乙烯類材料的熔體行為直接影響著防腐層的使用壽命。從聚乙烯材料的結(jié)構(gòu)和鋼管的表面處理質(zhì)量方面,對(duì)影響鋼質(zhì)管道3pe防腐層性能的因素進(jìn)行了分析。

簡要介紹先進(jìn)的埋地管道防腐工藝——管道三層pe防腐,在埋地天然氣管道、給排水管道中的應(yīng)用,三層pe管道防腐工藝逐漸取代傳統(tǒng)的管道防腐工藝。

一、編制依據(jù) 1、《埋地鋼質(zhì)管道聚乙烯防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》sy/t0413-2002； 2、《輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶（套）》sy/t4054-2003； 3、《油氣長輸管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》gb50369-2006； 二、補(bǔ)口施工措施 1、補(bǔ)口準(zhǔn)備 1)熱收縮帶表面應(yīng)平整，無氣泡、麻坑、裂紋，無氧化變質(zhì)現(xiàn)象，用測(cè)厚儀， 測(cè)定其厚度應(yīng)大于或等于設(shè)計(jì)規(guī)定的厚度。熱收縮套（帶）膠層應(yīng)無裂紋，內(nèi)襯護(hù)薄 膜應(yīng)完好。 2)用篩子篩選石英砂，用于噴砂除銹。砂子顆粒均勻，粒徑在2～4mm，無泥土 草棍等雜質(zhì)。 3)空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)良好，壓縮機(jī)排量不小于6m3/min。 4)加熱用液化氣火焰加熱器，液化氣鋼瓶輸出壓力應(yīng)滿足施工要求（p≧ 0.15mpa）。 5)準(zhǔn)備好卷尺、紅外線數(shù)字測(cè)溫計(jì)(量程為：0～300℃)、壓輥、棉紗及木楔等 材料。 2、管道防腐表面的清理 1)將焊口及兩側(cè)涂

為了實(shí)現(xiàn)低溫環(huán)境下管道3pe防腐層補(bǔ)口技術(shù)的突破,對(duì)此進(jìn)行了深入研究,并做了大量試驗(yàn)和嚴(yán)密論證,研發(fā)了新型改性聚脲補(bǔ)口涂料、低溫補(bǔ)口施工設(shè)備及施工工藝。該技術(shù)在國家重點(diǎn)工程蘭州-銀川輸氣管道工程中進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用演示。結(jié)果表明:補(bǔ)口施工工藝簡便可行,涂層性能可靠。管道補(bǔ)口技術(shù)直接關(guān)系到整個(gè)管道防腐層質(zhì)量,此項(xiàng)研究對(duì)提高低溫環(huán)境管道補(bǔ)口施工質(zhì)量及可靠性具有重要作用,填補(bǔ)了國內(nèi)空白。

對(duì)于采用三層結(jié)構(gòu)聚乙烯防腐技術(shù)的燃?xì)夤芫W(wǎng)，一旦發(fā)生燃?xì)庑孤?，需立即組織搶修、接線，通常情況下要求帶氣作業(yè)。本文重點(diǎn)闡述3pe防腐燃?xì)夤艿涝趽屝?、接線過程中，在保證管道泄漏氣體不被引燃的前提下，利用紅外加溫裝置，有效剝除漏氣部位防腐層的操作辦法及防腐層的修復(fù)。

介紹了國外3pe防腐技術(shù)的開發(fā)、應(yīng)用以及我國3pe防腐設(shè)備的引進(jìn)、吸收、國產(chǎn)化的發(fā)展過程和在石油天然氣管道建設(shè)中的使用情況。闡述了3pe防腐標(biāo)準(zhǔn)的制訂過程,埋地鋼質(zhì)管道防腐采用3pe結(jié)構(gòu)的可靠性。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下,對(duì)3pe防腐采用的原料質(zhì)量和要求、現(xiàn)用標(biāo)準(zhǔn)存在的問題、涂敷工藝過程的質(zhì)量控制等提出了意見和建議。

-173- 解決3層pe管道現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)口問題勢(shì)在必行 王芷芳 （天津大學(xué)材料學(xué)院天津300072） 摘要：本文從3層pe管道現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)口暴露出來的大量問題，對(duì)管道防腐質(zhì)量擔(dān)憂；認(rèn)為gb/t23257-2009《埋 地鋼質(zhì)管道聚乙烯防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》要求不嚴(yán)格也導(dǎo)致補(bǔ)口質(zhì)量的下降；根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件文章介紹一種較好的 防腐材料，簡便的施工工藝，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例，將管道防腐水平提高一步。 關(guān)鍵詞：管道腐蝕3lpe補(bǔ)口結(jié)構(gòu)新材料新工藝現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)例介紹 1金屬管道的腐蝕原因 外腐蝕是管道防腐層破損或失粘剝離而陰極保護(hù)欠保護(hù)或不起作用情況下發(fā)生的，特別是 防腐層出現(xiàn)剝離，在地面上測(cè)得保護(hù)電位正常，但腐蝕在剝離層下方繼續(xù)進(jìn)行，具有極強(qiáng)的隱 蔽性和危害性。發(fā)生在涂層老化剝離或3層pe熱收縮套/帶與管體黏接不良造成的剝離。眾所

基于高寒凍土地區(qū)氣候地質(zhì)特點(diǎn)對(duì)防腐層特殊需求進(jìn)行分析,通過調(diào)研國內(nèi)外3pe防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),分析相關(guān)技術(shù)指標(biāo),提出3pe防腐層在高寒凍土地區(qū)應(yīng)用時(shí)必須具備的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)。決定3pe防腐層應(yīng)用效果的關(guān)鍵參數(shù)為低溫?cái)嗔焉扉L率、低溫脆化、硬度、耐磨性、低溫沖擊韌性、低溫彎曲性能、低溫剪切強(qiáng)度及抗凍融循環(huán)性能。上述各關(guān)鍵參數(shù)必須具有優(yōu)良的性能,才能保證3pe防腐層在高寒凍土環(huán)境的良好應(yīng)用。

1 絕熱、防腐蝕工程 絕熱、防腐蝕在化工、石油及其它建設(shè)工程中是不可缺少的依附性工程。其 本身雖然不能單獨(dú)存在，與生產(chǎn)裝置的生產(chǎn)工藝沒有直接關(guān)系，但是對(duì)確保生產(chǎn) 裝置長期安全正常地運(yùn)行、節(jié)約能源有重要的作用。 第一章除銹及防腐蝕工程 第一節(jié)除銹基本知識(shí) 一、銹蝕的類別 金屬表面的銹蝕一般分四個(gè)類別 類別銹蝕情況 微銹氧化皮完全緊附，僅有少量銹點(diǎn) 輕銹部分氧化皮開始破裂脫落，紅銹開始發(fā)生 中銹氧化皮部分破裂脫落，呈堆粉狀，除銹后肉眼見到腐蝕小凹點(diǎn) 重銹氧化皮大部分脫落，呈片狀銹層或凸起的銹斑，除銹后出現(xiàn)麻 點(diǎn)或麻坑 二、除銹方法 （一）除銹的目的 1．除凈金屬表面上銹蝕及雜質(zhì)。 2．增加金屬表面的粗糙度。 3．增強(qiáng)漆膜或防腐蝕層與表面的粘接強(qiáng)度。 （二）除銹的方法 1．手工除銹：手工除銹方法是采用砂布（砂紙）、鏟刀、鋼絲刷 子以及手捶等簡單工具，以擦磨、鏟、