管道防腐材料

管道防腐材料是抑制管道發生化學腐蝕和電化學腐蝕的一種材料，認識防腐材料前先來認識管道防腐必要性以及其意義。

基本介紹

• 中文名：管道防腐材料
• 含義：抑制管道發生化學腐蝕
• 所屬：防腐材料
• 主要材料：PE塗層，PP塗層

意義

鋼管腐蝕問題普遍存在於國民經濟和國防建設的各個部門，既給國民經濟帶來了巨大的損失．也給生產和生活造成極大的困難。鋼管在自然條件下(大氣，天然水體、土壤)或人為條件(酸、鹼、鹽及其它介質)下，每時每刻都在發生腐蝕．一種自發進行的無謂的消耗。其根本原因鋼質管道是因為處於熱力學不穩定狀態，在上述條件下它們就要恢復原來的相對穩定的狀態．生成鐵氧化物 碳酸鹽等．或轉變為可溶性離子。這一過程就是金屬的腐蝕過程。根據統計，我國鋼鐵年產量1．6億噸．每年因腐蝕而損耗6千多萬噸．差不多等於上海寶鋼鋼鐵總廠的年產量。腐蝕不僅是鋼鐵資源的浪費，還會因腐蝕使管道、設備使用壽命縮短 更換新管道 設備的造價費用遠遠超過金屬材料本身的價格，生產成本因此而增大，降低了經濟效益 腐蝕造成的直接和間接經濟損失是巨大的。腐蝕產物形成垢層，影響傳熱和介質流速 傳熱效率降低，能耗由此大大增加，我國每年因腐蝕造成的經濟損失高達2800億元，比每年風災，水災、地震 火災等自然災害的總和還要多。

腐蝕造成各種事故和重大災害。由於鋼質管道、設備的腐蝕，引起生產企業停工停產 產品質量下降。影響生活供、供氣、供採暖蒸汽或熱水，給人民生活帶來很多困難。埋地輸油 氣、水等管道、管網的泄漏，企業煉油，化工、化纖、化肥、製藥等管道、設備的跑、冒、滴漏．除損失大量有用的物質外 又造成嚴重的環境污染，甚至引起火災、爆炸、塌毀等災難性事故。鑒於金屬腐蝕的普遍存在．為了防止或減緩金屬腐蝕的發生．各種金屬防腐技術和工藝應運而生。金屬防腐新工藝、新材料、新設備的推廣套用．延長管道設備使用壽命，節省資金、保證安全生產。我國石油 化工、公共事業等行業．管道因腐蝕穿孔達2萬次/年．其主要發生在鋼管的接口處和管道自身的磕碰傷。

現狀

根據調查統計，在我國管道事故中，腐蝕造成的破壞約占30%。我國東部幾個油田各類管道因腐蝕穿孔達2萬次/年， 更換管道數量400公里/年。四川天然氣管道，1971年5月～1986年5月的15年問 因腐蝕導致的爆炸和燃燒事故達83起，經濟損失達6億多元。1993年僅中原油田生產系統因腐蝕生成的經濟損失達16億元。我國石化工業1989年因腐蝕造成的經濟損失約20億元。

1、 輸油、氣鋼管腐蝕原理及影響因素

長輸油、輸氣鋼管少則數百公里，長則幾千公里．穿越不同類型的土壤 河流、湖泊，由於土壤的多相性．冬季、夏季的凍結、融化．地下水位變化、植物根莖對塗層的穿透 微生物 雜散電流等複雜的埋地條件給管道造成複雜的腐蝕環有機硫化物、鹽、地層水、礦物質 氧。我國油氣田生產及城市燃氣管網中遇到的腐蝕，絕大多數是電化學腐蝕。土壤腐蝕原理屬於電化學腐蝕。土壤腐蝕的主要影響因素有土壤電阻率、土壤的氧化電位、含鹽量、水與空氣的含量、土壤溫度、酸度 微生物、雜散電流

2、 輸油，氣鋼管防腐技術

埋地輸油、輸氣鋼管防腐形式通常有管道內防腐、管道外防腐、管道陰極保護、地上管道防腐。對埋地管道外防腐蝕塗層的要求：具有良好的抗土壤、水、黴菌的腐蝕和施工性能．有良好的電絕緣性．與陰極保護聯合使用時防腐塗層應具有一定的耐陰極剝離強度的能力．有足夠的機械強度．以確保塗層在搬運和土壤壓力作用下無損傷。埋地鋼管外防腐塗裝技術有石油瀝青防腐層，環氧煤瀝青防腐塗層、煤焦油瓷漆防腐塗層、聚乙烯粘膠帶、熔結環氧粉末防腐塗層、二層PE防腐塗層，三層PE防腐塗層、聚氨酯硬質泡沫塑膠防腐保溫複合結構．後三種方法是通常使用的方法。。

材料類型

管道防腐材料分為管道主題防腐材料，以及其相應的補口材料。主體防腐主要有石油瀝青、環氧煤瀝青、粘膠帶、環氧粉末、PE塗層，PP塗層。

常用補口方式有石油瀝青補口、環氧煤瀝青補口、粘膠帶補口、環氧粉末補口和PE熱縮材料補口等多種方式。

管道主體如果是三層PE複合結構，其補口材料首選三層PE熱縮補口材料。

單層環氧粉末塗層的補口可採用環氧粉末、膠粘帶+底漆和三層PE熱縮補口三種方式。

另：國內套用較多的鋼質管道防腐層有石油瀝青、PE夾克及PE泡沫夾克、環氧煤瀝青、煤焦油瓷漆、環氧粉末和三層複合結構等，目前推廣套用最廣的兩種管道防腐方式為三層PE複合結構和單層粉末環氧。

石油瀝青，原料廣泛，價格低。但勞動條件差，質量難以保證，環境污染嚴重。

環氧煤瀝青，操作簡便，但覆蓋層固化時間長，受環境影響大，不適於野外作業，10℃以下難以施工。

冷纏帶防腐，操作簡便，但粘接力略差，防水性能低，強度低，受環境影響大。

環氧粉末防腐，採用靜電噴塗方式，與同種材料防腐的管體熔結好，粘接力強，但環氧粉末防水性較差（吸水率較高，達到0.83%），給陰極保護設計帶來一定的困難。現場器具要求高，操作難度大，質量不易控制。

3PE熱縮材料，管道防腐密封性強，機械強度高，防水性強，質量穩定，施工方便，適用性好，不污染環境。PE吸水率低（低於0.01%），同時具備環氧強度高，PE吸水性低和熱熔膠柔軟性好等，有很高的防腐可靠性，缺點是：與其它補口材料成本相比，費用高。

冷纏帶和3PE熱縮帶的特點是：適用各種材料主體防腐層管道，而其他方式適用於相同或接近材料的主體防腐層管道。

其次隨著發展有些管道在防腐時同時也需要保溫，石油是很複雜的混合物，易腐蝕管道，防腐是有必要的，但是成品油管線在防腐的情況下也需要做保溫，在東北和冬季，熱脹冷縮會凍裂管道，影響穩定供應。

現狀

環氧樹脂複合材料塗料

環氧樹脂複合材料塗料體系，適用於保護管道免受磨損、嚴酷的環境條件及外部腐蝕，此類防腐塗料較為先進的有美國阿莫 370 管道塗層 (AP370PLC)。其是一種長期的防腐蝕屏障，適用於從土地到空氣中的過渡部分，形成了一道化學屏障，能阻擋大多數的化學品，包括燒鹼、稀酸、鹽溶液、水、蒸汽及石油溶劑。它是一種濕敷產品，因此既能用於直管又能用於彎管、T型管及其它外形結構。由於其耐久性，該體系大大減少了定期維修。此類材料具有以下特性：混合比例為1:1（等量混合）；顏色：A部分為白色，B部分為黑色，混合&固化後為淺灰色；AP370PLC套件可提供1夸脫、1/2加侖和1加侖桶裝帶1卷玻纖布膠帶（備註：1加侖套件能夠覆蓋大約25平方英尺的管道表面）；連續工作溫度：-51°C至91°C；使用時限/工作時間：24°C，約45分鐘；固化時間：29°C，約2小時；提供UV防護；環氧樹脂370A&B的儲存期為2年

陶瓷填充塗層

套用於塗刷的陶瓷填充塗層體系，設計套用於鋼、混凝土等。在化學及相關行業中，它可以用來保護表面避免接觸到強化學品。它被設計為一種非結構性管道塗層，比傳統的膠帶塗層、油漆和蠟更耐用。該體系主要用於防止環形焊縫、土地接觸面、暴露的地面線路的外部腐蝕和阿莫管道覆蓋物的面漆。AP385PMC能套用於垂直、高架及水平的表面，刷至厚度為30-40密耳（762-1016微米）。 其安裝程式為： 完成表面預處理。將A和B混合。 用合適的硬刷將混合好的AP385PMC刷到處理過的表面上。 經過短暫固化，將變得平坦光滑。一般不需要進行兩遍塗層，因為第一遍塗層所得到的厚度通常就足夠了。 如果要求進行第二遍塗層，必須在第一遍塗層膠凝（穩固，但觸摸上去仍發粘）之後再實施。 固化。

酚醛環氧塗料

快速固化的酚醛環氧塗料，100%固含量，完全無危害。其中美國諾維克 R200在該領域較為出色，其可用作管道修復的塗料，這些管道最大的運行溫度高達200℃。這種雙組份，無溶劑的環氧樹脂塗一層即可輕鬆的達到40密爾（1 毫米）的乾膜厚度。這種產品提供了更好的粘著性和耐磨性能。 套用：環形焊縫，閥門，裝置，彎型和不規則形狀修復管道，新管道或其他需要腐蝕保護的金屬基材。材料特點和優勢：100%固含量，酚醛環氧樹脂；不含揮發性有機物，不含異氰酸鹽；酚醛化學-用於管道，運行溫度高達 200℃；更高的耐磨性能；諾維克-R200可以噴塗或手工操作；在裸露鋼材和環氧粉末材質上粘著性更好；極好的陰極剝離性能，粘著性和彈性。建議厚度：濕膜：達 40 密爾/層 乾膜：達 40 密爾/層

高分子複合材料

專門保護系統套用，該領域內代表材料有美國阿克公司生產的EE-11，其具有針對所有管片的地下管道塗層，可噴射的酚醛陶瓷填充塗層，適用於侵蝕水環境。升溫到300F時沉浸效果很好。抵制強磨損。高彈性使EE-11 用於管板和地下管道。含有磷酸鋅的EE-11底漆縮小腐蝕性鑽蝕。無論是淡水，鹽水或帶鹽味的，管道/管片接縫是侵蝕，腐蝕&滲漏的關鍵點，關係到是否會降級單位功效。阿克管道塗層伴隨一層10-30cmDT塗層，有效密封區域提高效率&防止未來侵蝕和腐蝕。使用柔韌性較好的EE-11 系統利於防止由於彎曲和熱壓力而引起的裂口，裂縫和滲漏。針對地下管道，使用EE-11.5有很好的附著力，無凹陷或下陷，5-10密耳DFT。

技術參數

防腐層破損處的精確定位（直徑小於10厘米的區域）；　
管道防腐層破損處的精確定位（10厘米範圍內）；　
通過對DCVG源頭傳播到的土地進行檢測來確定防腐層的破損程度，嚴重程度與大小有關，但也受其它因素例如PH效應的影響；　
在DCVG檢測過程中，對能達到的管線區域進行密切檢查；　
在直流牽引干涉中，能夠確定當前電流是否丟掉了一個防腐層破損（腐蝕過程）；　
能夠確定那一處的防腐層破損加速了直流牽引電流；　
能夠確定防腐層破損位置得到陰極保護的位置；　
可以調整整流器的設定，使得防腐層破損處接收足夠陰極保護電流；
可以確定恆壓整流器（或者其他恆壓電源）的有效範圍；　
可以確定正在失效的整流器和防腐層缺陷間的靈敏度；　
能夠確定防腐層破損處的金屬是否得到足夠的陰極保護電流（受保護程度）；　
該技術可以套用在任何電解液中，例如：土壤、河水、海水、冰/雪；　
該技術可以套用到各種材料的防腐層檢測，其中包括隔熱層；　
確定大管道防腐層破損在管道環向的位置；　
開挖之前就可以判斷出防腐層破損的大概形狀；　
通過DCVG檢測能夠確定管道的埋藏深度；　
腐蝕因素，可以通過DCVG檢測出金屬表面防腐層缺陷部位的無機保護層的防護性，；　
具有友好、靈活、易於操作的設備；　
能夠檢測埋深2米、破損區域為指甲蓋大小的缺陷；　
可用於檢測混凝土和瀝青路面下的埋地管道，只需在正常檢測模式下做一些修改即可；　
精確的DCVG技術能夠檢測複雜管網，例如：城市管網、工廠和儲油庫；　
可以檢測高壓線下的埋地管線，交流電對DCVG技術沒有影響；　
可以在直流管道土地上操作；　
無需電纜，不會出現動物、人弄斷電纜的情況；　
沒有附屬設備，可以檢測複雜地形，例如：懸崖或丘陵，多植被地帶等。