油气管道防腐施工质量影响因素及控制.pdf

第 1 0 期 油气管道防腐施工质量影响因素及控制 罗喜 中石油天津 天然气 管道有限公司 ， 天津 3 0 0 4 5 7 [ 摘要]相关统计数据显示，腐蚀是管道失效的主要原因。本丈对影响管道防腐施工质量的各因素进行了全面分析，并提 出 了相应的控制措施 。 [ 关键词]油气管道防腐施工；影响因素控制 随 着 找 闺 经 济 的 快 速 发 展 ， 能源 的 需 求 越 来 越 人，输汕输气管道 建设工 程越 来越 多，管道腐 蚀 『 f』 J 题 ，足 j I } I 气 管 道 运 行 中 最 常 见 问 题 之 ～ ，直 接影响到管道 的使用 寿命和经 济效益。如何延缓 腐蚀 、抵御腐蚀 成为油 气管道 行业的重 要课题 之‘ 。 l 管道防腐的必要性 石油及其产 品是成分复杂 的混合物 ，其 中含 3 2 ． 6 O 0 ．4 0 0 2 5 ． 4 ％ 图l 欧洲输油管线失效事故统计 2影响防腐施工质量的因素及控制措施 2 ． 1 防腐材料 的选择 2 ． 1 ． 1 防腐材料分类 管 道 防腐 材料 多种 多样 ，具有 不 同 的应用 范围及条件限制，选择的防腐材料是否合理 ，直 接 关系到管道建设工程的投资和质量，还关 系到 长输管道的使用寿命和生产运 行的安全 。国内外 常用的长输管道 防腐材料主要包括三层 聚乙烯结 构 、二层 聚 乙烯结构 、熔结环氧粉末 F BE 覆盖 层 等 ，煤焦油瓷漆和环氧煤沥 青因对环境污 染较 有酸 、碱 、盐及其他腐蚀性物 质， 且管道所处环 境 条件 复 杂 多变 ，各种影 响 冈素都 可 能引 发腐 蚀 。腐蚀造成 的设备及管道损 坏极易造成安全隐 患并 引发事故 ，据统 汁，全 界每年 因各类腐蚀 造 成 的 损 失 占GDP 的 3 ％一 4 ％。 图 1 和 图2 为 l 9 9 8 2 0 0 8 年的统 计数据 ，从中可 以看出管道腐蚀是管 线失 效的主要原因 。管道防腐应从源头入手 ，掌 握并控制防腐施工的影响因素，确保工程质量。 图2 美国油气管线失效事故统计 大，已逐渐被其他防腐材料取代。 2 ． 1 ． 2防腐材料的选择 防腐 材 料 的性 能 、特 点 、施 工工 艺 、 工程 造价各不相 同，施工时要综合考虑现场的施工环 境 、施工 条件 、材料供应 、现场补 口补伤及质量 检验等 因素 ，在保证管道 防腐性 能的前提下 ，选 择经济性最好的防腐材料。 作者简介罗喜 1 9 8 o _ _ ，男，四川人，工程师。现从事油气 储运及管道建设相关工作 。 嚣 l 曩 辫 羹 鼬一 一 壁 霈 嚣。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 一 6 2 一 ■ 腐蚀防护 石油 和化工设备 2 0 1 4 年第 1 7 卷 表1 不同防腐材料性能及适用条件对比 防腐层 种类 优 点 缺点 适应环境 粘接力强 ，使用温度 范围较 宽， 易受冲击破坏 ，不耐尖锐 的碰 可 用 于 大 部 分 土 壤 环 境 ， 特 别 适 有 良好 的热稳定性 ，涂敷管可冷 撞 ，对吸水敏感 ，防水性差 ， 用 于 定 向钻 穿 越 段 极 黏 质 土 ，是 弯，表面平滑，具有极好的耐土 长期处于潮湿环境下会生成气 目前 用量 最大的 防腐层 ，国外应 熔接环氧粉末 壤应力和耐阴极剥离性能 泡 ，涂装过程要求十分严格 ， 用 较 多 。在 碎 卯 石 土 壤 、石 耐光老化性能差，防腐层的电 方段 、地 下水位较 高 ，土 壤含水 阻值随温度升高而 明显下 降， 量 较 高 的地 区 应 慎 用 。适 用 温 度 在潮湿环境里电阻值较低 为一 3 0 ～l l O ℃ 绝缘性能好，机械强度高，吸水 粘接力较差，失去粘接后易造 适用于对涂层机械性能、耐土壤应 率低、抗透湿性强，耐化学介质 成阴极保护屏蔽，与焊缝较高 力及 阻力屏障性能要求较高的苛亥 浸泡性能好 ，耐土壤应力好 ，补 的钢管结合较差 ，阳光 下易老 的环 境 如碎 石土 壤 、石 方段 、土壤 二层 聚乙烯结构 口与补伤方便 化，严重损伤后修 复比较困难 含 水量 高 、生物 活 动频 繁 、植物 根 系 发达 地 区 。对 于挤 压 型 聚 乙烯其 使用温度不得超过7 O ℃ 综合性能优异，将环氧粉末和聚 造价高，对钢材表面处理、涂 适用于对涂层机械性能、耐土壤应 乙烯 的优点集一体 ，具有 良好 的 敷工艺 、涂敷程序要求很高 ， 力 及 阻 力 屏 障 性 能 要 求 较 高 的 苛 粘接性能 ，高度 电绝缘性 ，优 良 对管子焊缝 ，特别是螺纹管子 刻 的环 境 如 碎 卵 石 土 壤 、石 三层 聚乙烯结构 的防水 、抗透湿性能 、耐化学侵 凸起焊缝的包 覆厚度 不够 方段 、土壤 含水 量 高 、生物 活 动频 蚀性能 以及 良好 的机械强度 、抗 繁 、植 物根 系 发达 地 区 。对 于 挤压 冲击性能 型聚 乙烯其使用温度不得超 过7 0 C 2 ． 2表面处理质量 金属 管道 表 面处 理 的 目的在 于 除去 金属 管 道表面 的铁锈 、污物和氧化 皮，以便涂层和钢管 表面较好地粘结在一起 。如 果涂层与钢材之间的 粘结作用较差，随着时间增长 ，底胶老化 ，很容 易使涂层与钢材脱离，在它们之 间形成缝隙 ，这 样 ，一旦涂层 存在 缺陷，使水进入涂层 和钢 管之 间 ，整 个防 腐层 将失去 隔离 作 用 ，防腐涂 层 失 效 。反 之 ，若涂层 与钢 材之 间 具有较 好 的粘 结 力 ，即便涂层 上存在个别缺陷 ，腐蚀也只在这些 缺陷处发生，而不致影响整个管道 ，维修也较方 便 。因此 ，必须对金属表面进行处理 ，以保证涂 层与金属表面有较好的粘结性能。 2 ． 2 ． 1 表面处理方法 常用 的除锈方法有手工除锈、酸洗除锈、工 具除锈、喷射除锈等 ，资料表 明，相 同的涂层工 艺，不 同的表面处理方法 ，产生 的防腐效果大不 相 同。表2 为不同处理方法下的涂层腐蚀程度 。管 道表面处理应考虑 需要处理 的管道表面 的状况、 表面处理的范围、需要达到 的表面处理等级 以及 所采用的表 面处理方法 的经 济性 。根据操作条件 和安全卫生条件选择合理可行的表面处理方法。 表2 不同表面处理方法对腐蚀程度的影响 2 ． 2 ． 2表面处理要求 对管道表 面处理后 ，应按 照相关标准 ，对管 道 表面的除锈等级 、灰尘度、粗糙度和表面含盐 量 等进行评 定，判断表面 处理是否合格 。表3 是 GB 8 9 2 3 2 0 0 8 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等 级 和s Y／ T 0 4 0 7 2 0 1 2 涂装前钢管表 面处理规 范中规定 的各种喷 抛 射除锈 的质量等级要 求和典型用途。 各种 防腐材料性能不 同，对钢管表面处理 的 要 求也不 相 同， 以 目前 最常 用 的三 层P E结 构为 例 ，在防腐层涂覆前，先清 除钢管表面 的油脂和 污垢等杂物 ，并对钢 管预热后进行喷射除锈 ，在 喷射除锈前，钢 管表面温度应不低于露点温度 以 上3 ℃。除锈质量应达到GB ／ T 8 9 2 3 2 0 0 8 中规定 的 S a 2 ． 5 级，锚纹深度达N5 o l -t m- 9 0 1-t m。钢管表面 的焊渣毛刺要清除干 净。喷射 除锈钢管应采用适 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1 0 期 罗喜油 气管道防腐施工质量影 响因素及控 制 一 6 3 表3 各种喷 抛射除锈的质量等级要求和典型用途 除锈质量等级 质量要 求 典 型用途 S a 3 使钢材 表观洁 净 的喷射或抛 射 无可见 的油 脂、污垢 、氧化 皮、铁锈和油漆涂 使 用环境腐 蚀性 强，要求钢 管具有 极洁 除锈 层等附着物 ，表面 显示均 匀的金属光泽 净 的表面 以延长涂层使用寿命 无可见 的油脂、污垢 、氧 化皮、铁锈和油漆 涂 使用环境 腐蚀性 较强 ，钢 材用常 规涂料 S a 2 ． 5 非常彻底的喷射或抛射除锈 层等附着物 ，任何残留的痕迹应仅是点状或条 能够达到防腐效果 纹状的轻微 色斑 无可见的油脂和污垢，并且氧化皮、铁锈和油 钢材暴露在中等腐蚀性环境中，使用常 S a 2 彻底的喷射或抛射 除锈 漆涂层 己基本清 除 ，残留物附着牢 固 规 涂料 能够 达到防腐 效果 无可 见的油脂和污垢 ，并且没有 附着 不牢的氧 钢 材暴 露在常规 环境 中，使用常 规涂料 S a l 轻度 的喷射或抛射 除锈 化皮 、铁锈和油漆涂层等附着物 能够达到防腐效果 宜的方法检测钢管表面 的含盐量 ，盐分含量 不应 超过2 0 mg ／ m 。为防止处理后的钢管表面受潮 、生 锈或二次污染，应及时进行涂覆 。 2 _ 3现场施工管理 包 括 材料 把 关 、操 作 工 艺和 操 作 人 员 的责 任心 、质量意识等 。防腐材料生产厂家众 多，应 采用有资质 的正规厂家 的产 品，不 能只考虑 价格 低 ，而不顾质量 。施工现场环境条件 复杂 多变， 施工时要将环境与施工 因素综合考虑 ，根据 不同 的情况采取不 同的措施 。操作人 员是保证施 工质 量 的关键 ，操作人员 的技能 以及是否严格按 照相 关标准和工艺进行操作 ，将对管道 防腐施工 效果 产生很大影响 ，应定期对操作人 员进行操作技 能 培 训，完 善管理体制 ，制定合理 的奖惩机制 ，提 高操作人 员的技能和责任心 ，高效快速地完成 防 腐施 工 。 答读者问 3小 结 管道 施 工现 场环 境 条件 复 杂 多变 ，应 根据 不 同的现场情况选择合理的防腐材料 ，严格控制 管道表面处理质量及施工工艺，完善管理体制 ， 加强操作人员的操作技能和工作 责任 心，这样才 能保证管道 的防腐施工质量，延 长管道 的使用寿 命，提高经济效益。 ◆参考文献 【 1 ] 庞云楼，何流，王雷． 油气管道防腐材料的比较[ J 】 ． 管道技 术与设备，2 0 0 9 ，f 1 5 4 5 5 ． [ 2 ] 时秀伟，崔超． 埋地管道防腐层表面处理质量的影响因素 [ J ] ． 涂装与电镀 ，2 0 0 9 ， 8 2 5 ． 2 6 ． [ 3 】 李安军，张智亮． 输油管道防腐技术[ J ] ． 化工装备技术， 2 0 0 8 ，2 9 f 1 7 3 7 5 ． 近 日有读者来 电询 问我刊的历史沿革 问题 ，现答 复如下 我刊创 刊时 刊名 化工设备 与防腐 蚀 ，国内统一刊号C N1 1 - 3 9 1 6 ／ T Q，国际刊号I S S N1 0 0 9 6 7 3 6 ，2 0 0 4 年 经 新 闻出版 总署、科技部批准 更名为 石油和 化工设备 ，国 内刊号为C N1 1 - 5 2 5 3 ／ T Q，国际刊号为I S S N1 6 7 4 8 9 8 0 ，在 北京出版 。国家对期 刊连续 出版物实 行一刊一号管理 ，更名为 石 油和化 工设备后，原刊名及刊号 不再使用 。您在 填写有关技术职称 申报材料 时，可备注我刊原刊名及刊号 。 石油和化工设备 编辑 部 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m