目前在油田由于管線腐蝕而造成管線滲漏、穿孔、破裂等事故經(jīng)常發(fā)生，不僅造成重大的經(jīng)濟(jì)損失，也造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，因此，管線防腐涂層的合理選擇和使用，對油氣集輸管線的安全運(yùn)行及使用壽命具有十分重要的意義。

    1、油田油氣集輸管線外防腐技術(shù)的特點(diǎn)與應(yīng)用現(xiàn)狀

    1.1用于油氣集輸管線的鋼管多為∮76～∮219的中小口徑無縫鋼管。

    1.2常用的外防腐涂層為石油瀝青防腐層、聚乙烯膠拈帶防腐層和硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料防腐層。

    1.3管線外防腐層制作一般在防腐廠集中預(yù)制，機(jī)械化程度高、質(zhì)量性能穩(wěn)定，而現(xiàn)場補(bǔ)口補(bǔ)傷在野外手工操作、受環(huán)境氣候影響較大，施工質(zhì)量不穩(wěn)定。

    2、選擇外防腐涂層時(shí)應(yīng)考慮的因素

    埋地管道的腐蝕主要是土壤腐蝕、細(xì)菌腐蝕和雜散電流腐蝕，其中主要為土壤腐蝕，引起土壤腐蝕的主要因素有土壤的電阻率和酸堿度（pH值），土壤的濕度，土壤中的氧、微生物等。針對這些因素，要求外防腐涂層必須具有良好的電絕緣性（涂層電阻、耐擊穿電壓）和一定的耐陰極剝離能力、良好的機(jī)械性能（抗沖擊強(qiáng)度、拈結(jié)性、抗彎曲性、耐磨性）和良好的穩(wěn)定性（耐候性、耐水性、耐低溫及化學(xué)穩(wěn)定性）。同時(shí)應(yīng)考慮涂層破損時(shí)易于修補(bǔ)。

    3、常用外防腐涂層防腐性能分析

    3.1涂敷前鋼管表面的預(yù)處理

    鋼管的外防腐質(zhì)量在很大程度上取決于防腐層與管表面的粘附程度，粘附力又取決于管表面的除銹質(zhì)量，除銹質(zhì)量包括干凈程度和表面粗糙度，除銹好的管子表面可以保證與防腐層有很大的粘附力，防止防腐層在運(yùn)輸、貯存、下溝和回填過程中，因碰撞、摩擦、與土壤壓砸造成的開裂和脫落，保證防腐層的完整性和密封性，有效地阻止腐蝕介質(zhì)的侵入。

    3.2涂層的粘結(jié)力

    石油瀝青涂層粘結(jié)力的大小以撕開防腐層后附在鋼管表面的*層瀝青占滿撕開面積位合格，屬定性描述，由于其涂層厚且纏繞玻璃絲布，定量分析意義不大，其粘結(jié)性隨時(shí)間的變化不明顯；聚乙烯膠拈帶防腐層是以抗撕扯能力表示粘結(jié)力的大小，一般為20N/cm；硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料防腐層由具有保溫作用的泡沫塑料和具有保護(hù)作用的聚乙烯塑料防護(hù)層組成，泡沫塑料與鋼管的粘結(jié)力與石油瀝青防腐層和聚乙烯膠拈帶防腐層沒有可比性，聚乙烯塑料防護(hù)層的拉伸強(qiáng)度為大于20MPa，具有較好的抗拉、耐壓性能。

    3.3涂層的電絕緣性

    埋地鋼質(zhì)鋼管的腐蝕屬電化學(xué)腐蝕，環(huán)境中的電解質(zhì)離子只有通過防腐涂層到達(dá)金屬表面構(gòu)成電流的循環(huán)回路才能引起腐蝕，因此涂層的電絕緣性是非常重要的，石油瀝青涂層、聚乙烯膠拈帶防腐層和硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料防腐層的絕緣電阻和耐擊穿電壓均非常高，這些防腐層均能滿足油氣集輸管線對防腐層電絕緣性的要求。

    3.4耐陰極剝離能力

    管道在運(yùn)輸、鋪設(shè)等過程中，不可避免地會(huì)損壞防腐層，埋地后由于土壤電解質(zhì)和外加陰極保護(hù)電位作用會(huì)使防腐層破損處產(chǎn)生新的漏點(diǎn)或在漏點(diǎn)處產(chǎn)生松脫，所有類型的防腐層在一定程度上都會(huì)產(chǎn)生剝離。剝離與擴(kuò)散現(xiàn)象有關(guān)，擴(kuò)散主要是滲透擴(kuò)散和陰極保護(hù)產(chǎn)生的擴(kuò)散，擴(kuò)散的結(jié)果會(huì)使防腐層溶脹或鼓泡，zui后剝離以至脫落。

    由于石油瀝青防腐層的吸水率相對較高，在高水位環(huán)境中使用時(shí)，涂層電阻因吸水而下降，陰極保護(hù)電流密度增大，擴(kuò)散引起涂層剝離的可能性增大，同時(shí)，由于石油瀝青涂層對鋼管表面處理要求不高，氧化皮清除不*，而氧化皮的惦記電位比鋼管高，防腐層損傷處的鋼管表面成為電化學(xué)腐蝕的陽極，生成體積更大的鐵銹，加劇涂層的剝離，失去防腐作用。

    3.5涂層的機(jī)械性能

    主要有抗沖擊性能（輸送、裝卸、敷設(shè)過程中因碰撞、擠壓等外力對防腐層的損傷）、抗彎曲性能（針對下溝等施工時(shí)產(chǎn)生彎曲變形而引起開裂、剝離或機(jī)械損傷）、耐磨性（針對涂層與土壤等物質(zhì)接觸而產(chǎn)生的摩擦力）。就沖擊強(qiáng)度而言，聚乙烯膠拈帶防腐層要好于石油瀝青防腐層，而硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料防腐層的保護(hù)層聚乙烯塑料韌性好，具有較好的抗彎曲性能，但機(jī)械強(qiáng)度較小，不能經(jīng)受摔打、撞擊，因此在裝卸時(shí)應(yīng)注意輕拿輕放，避免碰撞，減少損壞。

    3.6耐溫性

    涂層耐溫性分為耐熱性和耐低溫性，它是確定輸送介質(zhì)溫度界限的主要參數(shù)，耐熱性確保在使用溫度下不變形、不流淌、不加快老化速度，與軟化點(diǎn)有關(guān)，而低溫性確保其在低溫下堆放、拉運(yùn)和施工中不產(chǎn)生裂紋、不脫落。

    石油瀝青防腐層耐高溫性能較差，管道輸送介質(zhì)溫度不超過80℃，聚乙烯膠拈帶防腐層耐熱性一定程度取決于底膠的耐熱性，若底膠的耐溫性差，粘結(jié)性能也差，其上限與石油瀝青防腐層相當(dāng)，硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料防腐層的泡沫塑料作為一種很好的保溫材料，也具有良好的耐高溫性能。

    3.7環(huán)境的影響

    主要指環(huán)境介質(zhì)、環(huán)境中微生物的影響

    石油瀝青防腐層耐酸堿性強(qiáng)，但易受環(huán)境中細(xì)菌等微生物以及植物根莖的穿透，細(xì)菌對其涂層的腐蝕主要有兩方面，一是某些厭氧菌間接參加電極反應(yīng)形成二次腐蝕，二是有些微生物吞噬涂層，嚴(yán)重時(shí)形成海綿狀。

    聚乙烯膠拈帶防腐層易發(fā)生環(huán)境應(yīng)力開裂，在環(huán)境介質(zhì)中由于表面活性劑作用使涂層表面產(chǎn)生一些裂紋，在受到應(yīng)力的沖擊時(shí)，裂紋發(fā)展，導(dǎo)致脆性斷裂。聚乙烯耐環(huán)境應(yīng)力開裂的程度隨溫度升高而降低，同時(shí)加工中的缺陷如厚度不均也會(huì)加快開裂。

    硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料防腐層的泡沫塑料和聚乙烯塑料耐紫外線能力較差，如*在陽光照射下，泡沫塑料和聚乙烯塑料會(huì)加速老化，因此防腐保溫管存放期不宜過長，是現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)使用。

    3.8涂敷性能

    石油瀝青防腐層涂敷：工藝簡單、成熟，易實(shí)現(xiàn)連續(xù)的機(jī)械加工，要求除銹工藝不高。

    聚乙烯膠拈帶防腐層涂敷易實(shí)現(xiàn)連續(xù)機(jī)械化作業(yè)，鋼管預(yù)熱溫度不高，工藝相對簡單，易控制。

    硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料防腐層制做工藝相對復(fù)雜，鋼管預(yù)熱溫度較高，施工質(zhì)量不易控制。

    3.9補(bǔ)口補(bǔ)傷

    補(bǔ)口補(bǔ)傷是保證管道防腐完整性的重要環(huán)節(jié)，也是整條管道防腐層質(zhì)量zui薄弱的環(huán)節(jié)。

鋼管防腐是在工廠嚴(yán)格的質(zhì)量管理體系控制下預(yù)制的，而補(bǔ)口是在施工現(xiàn)場預(yù)制，補(bǔ)口質(zhì)量難以控制。補(bǔ)口材料的質(zhì)量及施工質(zhì)量是造成補(bǔ)口失效的主要原因，因此，補(bǔ)口材料的選擇應(yīng)與防腐層性能相同或略高。石油瀝青防腐層補(bǔ)口補(bǔ)傷與涂敷施工相似，補(bǔ)口補(bǔ)傷所用的材料、結(jié)構(gòu)與管本體相同，其補(bǔ)口的防腐效果與管本體相當(dāng)。聚乙烯膠拈帶防腐層補(bǔ)口采用補(bǔ)口帶，操作簡便，對環(huán)境的敏感性低，養(yǎng)護(hù)時(shí)間短，但抗土壤應(yīng)力和陰極屏蔽性差。硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料防腐層補(bǔ)口采用熱收縮套補(bǔ)口，補(bǔ)口結(jié)構(gòu)為石油瀝青防腐層—泡沫塑料保溫層—熱收縮套防護(hù)層，其防腐保溫效果很好，但操作復(fù)雜，質(zhì)量不易控制，成本較高。

    4、常用外防腐涂層的特點(diǎn)評(píng)價(jià)

    4.1石油瀝青防腐層

    石油瀝青防腐涂層是我國管道的傳統(tǒng)涂層，在施工上有成熟的經(jīng)驗(yàn)，價(jià)格便宜，粘結(jié)性好，耐土壤的酸、堿性強(qiáng)，補(bǔ)口、補(bǔ)傷方便。但由于易受微生物侵蝕，存在植物根莖穿透、吸水率相對高等缺點(diǎn)，不適合沼澤、低洼潮濕、微生物侵蝕嚴(yán)重的地區(qū)。

    4.2聚乙烯膠拈帶防腐層

    聚乙烯膠拈帶的主要優(yōu)點(diǎn)是絕緣電阻高、抗雜質(zhì)電流性能好、施工方便。缺點(diǎn)是抗土壤應(yīng)力能力差，易于因粘結(jié)差和電阻值很高而產(chǎn)生陰極保護(hù)屏蔽，該防腐層適用于管道修復(fù)和管件防腐，主要缺陷是螺旋形搭接縫長，易在搭接處產(chǎn)生粘結(jié)失效而形成腐蝕介質(zhì)滲入的通道，在螺旋形接縫處產(chǎn)生腐蝕。

    4.3硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料防腐層

    硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料防腐層中的泡沫塑料具有導(dǎo)熱系數(shù)小、密度小、吸水率小、化學(xué)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，是一種很好的保溫材料，而作為防護(hù)層的聚乙烯塑料強(qiáng)度高、耐腐蝕性強(qiáng)，可以保護(hù)保溫層不受損壞、防止外界水進(jìn)入保溫層，因此硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料防腐層具有很好的保溫和防腐性能，特別適合油田對油氣集輸管線保溫和防腐的雙重要求，其缺點(diǎn)是生產(chǎn)工藝復(fù)雜，成本高
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