料 沦坛 民营科技 ２０１０年第８期 埋地管道的腐蚀控制方法及技术现状 刘文岩张宝青杨志 （大庆石化建设公司安装二公司，黑龙江大庆１６３０００） 摘要：目前石油天然气资源的输送主要依靠长距离埋地管道来实现，管材一般为铜制管道。由于长输管道均采用埋地方式铺设，穿越地段地 形复杂，土壤对管道有着不同程度的腐蚀性，漏损处也不易及时发现，且地下管道的维修要进行大量的土方工程，比新建管线还要费工。中国石油管 道公司承担国内陆上大部分油、气田油气外输管道的建设组织及运营管理任务，下辖近万公里原油、成品油、天然气长榆管道，分布在全国十几个 省、自治区、直辖市。因此，如何防止埋地管道的腐蚀破坏，长期以来一直是管道安全生产运营管理中的一个重要环节。 关键词：埋地管道；腐蚀控制；防蚀涂层；阴极保护 １概述 防蚀涂层与阴极保护联合作为公认的防护方法已广泛用于埋地管 道的腐蚀控制。巾国石油管道公司所辖管道防蚀系统全部为防蚀涂层加 阴极保护，每年都有近百公里管道的防腐层需要重涂．阴极保护电位每 个月都要测试一次。确定修复管段的重要依据就是防蚀系统的检测结 果。涂层作为腐蚀控制的第一道防线，其作用是将管体金属基体与具有 腐蚀性的土壤环境隔离，同时为附加阴极保护的实施提供必要的绝缘条 件；而阴极保护作为附加保护措施，其目的是对涂层缺陷处的管体金属 基体提供电化学保护。涂层的存在极大地降低了阴极保护电流消耗，使 得长距离保护埋地管道成为可能；此外，管道涂层在涂装、运转装卸、下 沟回填以及投产运行后不可避免会出现缺陷，阴极保护则为这些缺陷处 的管体金属基体提供附加保护。 ２防蚀涂层 目前用于新建埋地管道的防蚀涂层主要有：复合涂层和环氧粉末 煤焦油瓷漆和石油沥青由于污染环境目前用的很少；用于老管道修复主 要是缠带类和液体涂料。 ２．１复合涂层 通过简单的物理叠合或化学粘结将各具特点的单一涂层材料联为 一体，形成综合性能良好的多层涂层系统。包括二层聚乙烯／聚丙烯、二三 层聚乙烯／聚丙烯等。 １）二层聚乙烯（ＰＥ），双层聚丙烯（ＰＰ）涂层。二层ＰＥ由底胶和聚乙 烯组成，通过挤出机直接包覆或缠绕于管道上形成保护涂层。二层ＰＥ用 作防蚀涂层具有良好的耐搬运损伤、抗冲击以及优异的防水渗透性，但 最严重的问题是剥离。剥离后，由于高度绝缘的聚乙烯层屏蔽了阴极保 护电流，极易造成剥离层下腐蚀，而且很难察觉。国外多用于小口径管道 涂装，国内应用尚不普遍，仅限于部分油气田管道及市政管道。双层ＰＰ 由普通ＦＢＥ底层和改性聚丙烯外层构成。 ２）－ｚ层聚乙烯（ＰＥ）／聚丙烯（ＰＰ）涂层。三层系统是目前常用的复合涂 层，由环氧粉末底层、粘结剂中问层和聚烯烃外护层（聚乙烯或聚丙烯） 组成。由于其兼有熔结环氧（ＦＢＥ）优异的防蚀性能、良好的粘结性与抗 阴极剥离性能以及聚烯烃优良的机械性能、绝缘性能及强抗渗透性，从 而成为综合性能优异的涂层，广泛用于施工及敷设环境均较苛刻的地 带。如：陕一京输气管线、库一鄯输气管线、靖一西输气管线、涩一宁一兰输气 管线及兰一成一渝成品油管线和忠一武输气管线等。ｉ层涂层的主要缺点 是施工工艺较复杂；由于中间胶粘剂和外层聚乙烯均采用挤出工艺，焊 缝处易形成空鼓，涂层一旦失去粘结，涂层将出现层问分离，高度绝缘的 聚乙烯外护层将屏蔽阴极保护电流，产生膜下腐蚀；弯头、附件及补口涂 层很难与管体涂层一致；三层系统对大多数环境通用，特别是敷设及施 Ｔ环境苛刻地带、侵蚀性地带，如：石方段、盐诫地等： ２．２环氧粉末涂层 环氧粉末由固态环氧树脂、同化剂及多种助剂经混炼、粉碎加工而 成．在我国也得到了推广应用，但主要是作为复合涂层的底层。熔结环氧 粉末为一次成膜涂层，具有对钢铁强粘结、良好的膜完整性、优秀的耐阴 极剥离性能、耐土壤应力、耐磨损、可冷弯等特点，适用于大多数土壤环 境，但是对冲击较为敏感，特别是高温条件下吸水率较高，因此不适用于 湿热环境和石方段。 ２－３缠带类 应用最广泛的缠绕带是ＰＥ和胶粘剂衬背。胶粘剂通常是沥青或丁 基合成橡胶类型。缠绕带的优点是它们具有对表面的容忍性。然而，相对 于液体涂敷系统，对处理良好的表面粘结较差，因此在涂敷到处理不好 的表面上二时影响不大，它们可以进行涂敷，而不需要专门的设备。缠带的 缺点包括表面处理的变化可能会引起粘结问题；使用丁基合成橡胶粘结 剂的带在重叠处经常会粘结不好；大多数缠带对土壤应力的抵抗性差； 不适应遭受严重腐蚀的表面，会产生涂层不连续，破坏粘结的质量和性 能。虽然不要求特殊的设备，但是为了获得可靠的涂敷质量，特别是对大 直径管道（超过３００ｒａｍ）的涂敷，需要涂层带的自动缠绕机器。 ２．４液体涂料 １）液体环氧涂层。液体环氧涂料正越来越多地用于修复。环氧涂料 的优点是在持续的潮湿条件下可适用于温度高达９０℃的环境；抵抗土壤 应力和冲击损伤的能力很强；对阴极保护电流的要求低；能够抵抗阴极 剥离；具有很好的粘结力；能够抵抗随时间的涂漏点；在有利的涂敷条件 下，不到ｌｈ就能达到可触摸的干度，在４８ｈ内完全固化。 ２）液体聚氨脂涂层。液体聚氨酯涂料也经常用于管道的涂层修复， 能够达到要求的厚度，即１～ｌ＿５ｍｍ。一般无溶剂产品适合于运行温度高 达８０℃的管道 无溶剂聚氨酯涂料的优势包括，在几分钟内就可以达到 可触摸的干度，几个小时可以完全固化；抗磨损和抗土壤应力的能力强； 有非常好的粘结性，但不如环氧树脂的粘结能力好；对阴极保护电流的 要求非常低；能抗阴极剥离。主要的不利条件与液体环氧涂料相类似，需 要仔细的表面处理，达到Ｓａ２．５级；表面不能含有可溶性盐；涂敷过程中 对湿气和潮气很敏感；需要用专门的涂敷设备；为了保证表面不连续处 得到充分的覆盖，需要在这些地方增加涂层厚度等。 ３阴极保护 阴极保护应用于管道始于二十世纪三十年代，到二十世纪五十年代 中期已成为较成熟的防蚀技术，被世界各国广泛采用。在我国应用也已 有五十年的历史。对于埋地管道阴极保护是作为附加保护方式对涂层破 损处的管体金属提供防蚀保护的。绝大多数管道工程采用了外加电流阴 极保护方式，也有部分管道工程或部分管段采取了牺牲阳极保护方式。 阴极保护目前有相应的行业标准可执行，包括设计标准、施工验收规范、 运行维护规范及材料标准；技术应用相对较为成熟。 ４埋地钢质管道腐蚀控制中需要解决的问题 ４．１管道防腐层绝缘性能评定及判废技术 防腐层是保护管道免遭腐蚀损坏的第一道防线，其绝缘性能直接关 系到阴极保护系统的运行和管道保护的效果，也是防腐层评定、判废以 及制定管道修复计划的主要依据之一。目前管道用防腐层种类增多，性 能检测仪器及评价技术不断涌现，需要有统一的评定方法。 ４．２干旱地区阴极保护用长效参比电极研制 鄯乌输气管道几座阴极保护站出现了一些工作不正常现象。经分 析，确定问题出现在埋地长效参比电极上。将鄯乌管道九座阴极保护站 的参比电极全部进行了更换，并在其中七座阴极保护站的参比电极上增 没了Ｏ１６０ＰＶＣ注水管，但并未彻底解决问题，急需研制开发适用于干旱 地区的长效参比电极。 ４．３并行管线腐蚀防护系统整改 长庆输油管理处所辖惠宁输油管道、呜红输水管道为七十年代末同 期建设的两条管线，均已运行二十多年。两管线惠安馒——惠宁７３＃桩 段并行敷设，相互问距４ｍ～１０ｍ，原设计两管线并行段以均压线相连，共 用１套阴极保护系统。目前并行段共有惠安堡、巴庄。小家滩、杨刺坡、滚 泉５座阴极保护站（其中杨刺坡阴极保护站为１９９８年增设），尽管全线 阴极保护站间距平均不足２０ｋｉｎ，仍有相当部分管段达不到保护要求，需 对文际情况进行检测评价后提出整改方案。 结语 解决埋地管道腐蚀控制中存在的问题，提高腐蚀控制质量，发展腐 蚀与防护新技术，保证管道安全平稳运行。主要内容包括三部分：１）管道 外防腐层绝缘性能评定－ｑ￣ｔＪ废技术研究；２）干旱地区阴极保护用长效参 比电极研制；３）并行管线腐蚀防护系统整改研究。 ．巡 露