【文章內(nèi)容簡介】 圖 17聚乙烯膠粘帶失粘與管體剝離 圖 18聚乙烯剝離涂層下的應(yīng)力腐蝕開裂 3． 1． 3． 2二層／三層聚乙烯復(fù)合涂層 通過簡單的物理疊合或化學(xué)粘結(jié)將各具特點(diǎn)的單一涂層材料聯(lián)為 1體，形成綜合性 408 能良好的多層涂層系統(tǒng)。 二層 PE由底膠和聚乙烯組成，通過擠出機(jī)直接包覆或纏繞于管道上形成 保護(hù)涂層， 用作防蝕涂層具有良好的耐搬運(yùn)損傷、抗沖擊以及優(yōu)異的防水滲透性，但最嚴(yán)重的問題 是容易失粘。失去粘結(jié)后，由于高度絕緣的聚乙烯層屏蔽了陰極保護(hù)電流，極易造成剝 離層下腐蝕，而且很難察覺。國外多用于小口徑管道涂裝，國內(nèi)應(yīng)用不普遍，僅限于部 分油氣田管道及市政管道。 三層聚乙烯涂層系統(tǒng)是在：二層聚烯烴基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是在土壤應(yīng)力和水浸環(huán)境 中需要長期防蝕保護(hù)，因而要求改善粘結(jié)的情況下發(fā)展起來的。是目前常用的復(fù)合涂層， 由環(huán)氧底漆 (多采用粉末環(huán)氧 )、粘結(jié)劑中間層和聚烯烴外護(hù)層 (聚乙烯或聚丙烯 )組 成(見 圖 19)，由于其兼有熔結(jié)環(huán)氧 (FBE)優(yōu)異的防腐性能、良好的粘結(jié)性與抗陰極剝 離性能以及聚烯烴優(yōu)良的機(jī)械性能、絕緣性能及強(qiáng)抗?jié)B透性。國外于 20世紀(jì) 80年代開 發(fā)，用于施工及敷設(shè)環(huán)境均較苛刻的地帶，其主要缺點(diǎn)是涂裝工藝復(fù)雜，補(bǔ)口及管道配 件涂裝的一致性較差，此外價格較高也在一定程度上限制了其應(yīng)用。近年來我國新建管 道工程有大量應(yīng)用，己成為新建管道的首先防腐層，如陜京線、西氣東輸?shù)戎卮蠊こ倘? 部使用外，庫鄯線、澀寧蘭、蘭成渝、忠武和西南成品油管道等重大工程大部分采用或 半數(shù)采用。目前，原材料基本全部國產(chǎn)化，涂裝 作業(yè)線也大部分為自行研制制造。三層 聚乙烯成品管見圖 20。 圖 19 三層聚乙烯結(jié)構(gòu)圖 圖 20 二三層聚乙烯成品管 3． 1． 3． 3泡沫夾克防腐保溫復(fù)合結(jié)構(gòu) 由防腐層 (防蝕涂層或具有防蝕性能的熱溶膠層 )、保溫層 (泡沫塑料層 )和防護(hù) 層 (聚乙烯塑料層 )組成，預(yù)制管管端采用防水帽密封 (見圖 21)。用于輸送介質(zhì)溫度 ≤ioo。 c的管道。各層最小厚度分別為，防腐層 80 u m；保溫層 25 mm：防護(hù)層 1． 2 mm。 409 該種復(fù)合結(jié)構(gòu)用于埋地管道，具有介質(zhì)輸送熱損失小、電絕緣性能好等特點(diǎn)，但是 不具備失效安全性。由于補(bǔ) [21和異型管件與主體管道的防腐保溫結(jié)構(gòu)很難一致，以至一 旦補(bǔ)口失粘 、開裂后進(jìn)水形成腐蝕環(huán)境，高度絕緣的聚乙烯夾克又屏蔽了附加陰極保護(hù) 就會導(dǎo)致管體局部腐蝕 (見圖 22)。目前長輸管道很少使用，主要用于油氣田集輸管網(wǎng)、 石化、供熱、熱電等工程。 圖 2l 聚氨酯泡沫保溫夾克管 圖 22聚氨酯泡沫夾克防腐保溫管腐蝕圖片 3． 1． 3． 4涂裝技術(shù) 二層聚乙烯／聚丙烯涂裝工藝 (見圖 23)相對簡單，包括鋼管預(yù)熱、拋丸除銹、中頻 加熱、膠粘劑擠出纏繞、聚乙烯擠出纏繞、冷卻、檢測等，而三層聚乙烯／聚丙烯涂裝 工藝 (見圖 24)則在膠粘劑擠出纏繞之前多一道環(huán)氧粉末底層噴涂工序。國內(nèi)現(xiàn)有該種 擇業(yè)縣十幾條，生產(chǎn)速度達(dá)到 350 m2／ h。 410 圖 23二層聚乙烯涂裝工藝流程 圖 24三層聚乙烯涂裝工藝流 程 近年來開發(fā)研制了集多種涂層涂裝設(shè)備為一體的復(fù)合作業(yè)線 (見圖 25)，由國產(chǎn)設(shè) 備與引進(jìn)設(shè)備組合而成，采用下置式拋丸除銹作 qk線、變頻調(diào)速、粉末靜電噴涂、專用 機(jī)頭、可調(diào)式擠出機(jī)機(jī)頭支架及壓輥、在線檢測等先進(jìn)技術(shù)，可以進(jìn)行單層環(huán)氧粉末、 雙層環(huán)氧粉末、二層 PE、三層 PE等的防腐施工。適用管徑： o 159～ 1220m m，管長8～ 】 3m，生產(chǎn)能力 350蒔／ h。 圖 25 多功能作業(yè)線 管體 _■◆ 中頒預(yù)熱_■，拋丸除銹 ●檢測 ■撇塵吹掃 l 中額加 *～ FBE●檢測 ● 2P￡ ●檢測 ● 3PE●撩測 ●側(cè)向縫繞餐乙烯 ●側(cè)向纏繞粘攘荊 ●■粉末噴漆 圖 26 聚乙烯膠帶現(xiàn)場施工 4ll 聚氯酯泡沫夾克防腐保溫結(jié)構(gòu)的防腐涂裝采用刷涂或噴涂方法，保溫層和外護(hù)層， q 采用～次成型 ”工藝 (保溫層噴涂發(fā)泡與外護(hù)層擠出包覆同時進(jìn)行 )或 “管中管 ”成型 工藝 (鋼管套入成型的外護(hù)層管后再噴涂發(fā)泡 )(見圖 27)。 圖 27池汰夾克防腐保溫管線成璋 1裝置 3，． 3， 5補(bǔ)日補(bǔ)傷 一般采用熱收縮套 (帶 )或?qū)Ｓ醚a(bǔ)傷片。 對于聚氨酯泡沫保溫結(jié)構(gòu)的補(bǔ)口補(bǔ)傷包括三部分： a．防腐底層：采用收縮套／帶 (介質(zhì)溫度低于TO“C)或液態(tài)涂料如聚氯酯類 (介質(zhì)溫度高于 70℃ )； b．保溫層：補(bǔ)口采用專用模具現(xiàn)場發(fā)泡，損傷深度大于10 mm時予以修補(bǔ)； c．外護(hù)層：熱收縮套，補(bǔ)傷采用熱收縮帶 。 3。 2陰極保護(hù)技術(shù) 3 2 1保護(hù)原理及方法 通過向金屬提供電子，使其產(chǎn)生陰極極化從而抑制其腐蝕，有兩種方法可以實現(xiàn)陰 極保護(hù)： a)l自 rl電流法：將外部直流電源的負(fù)極接被保護(hù)金屬，向其提供電子； b．犧牲陽極法：由活潑的負(fù)電性金屬或合金與被保護(hù)體構(gòu)成電偶對，由于兩者之間 存在電位差，活潑金屬／合金 {1：為陽極通過自身腐蝕消耗向被保護(hù)體提供保護(hù)電流。 圖 28 陰極保護(hù)原理圖 412 兩種方法都是通過一個陰極保護(hù)電流源向腐蝕著的金屬提供足夠的與腐蝕原電池 電流相反的 保護(hù)電流，所不同的只在于產(chǎn)生保護(hù)電流的方式和 “源 ”不同。兩者對比見 表1。 表 1外加電流與犧牲陽極兩種保護(hù)方式對比 ～、＼ 保護(hù)方式 優(yōu)癲卜＼ 外加電流保護(hù)方式 犧牲陽極保護(hù)方式 —、～ 輸出電流大而且可調(diào)，不受 屬一次性投資，不需外加電 土壤電阻率限制，保護(hù)范圍 源，施工方便，不需進(jìn)行經(jīng)常 優(yōu) 點(diǎn) 廣；系統(tǒng)運(yùn)行壽命長，保護(hù)效 性專門管理，不會產(chǎn)生屏蔽， 果好：保護(hù)系統(tǒng)輸出的變化呵 對外部構(gòu)筑物也不會產(chǎn)生干 反映出管道涂層的性能改變 擾 需設(shè)號人維護(hù)管理，要求有外 輸出電流小，保護(hù)范圍有限： 部電源 長期供電，易產(chǎn)生屏蔽 需定期更換，不能實時監(jiān)測輸 缺 點(diǎn) 和干擾，特別是地下金屬構(gòu)筑 出電流的變化，也不能反映管 物較復(fù)雜的地方 道涂層的技術(shù)狀況 管道多采用外加電流保護(hù)方式，犧牲陽極保護(hù)方式一般只用于建設(shè)期問的臨時保 護(hù)、穿越管段保護(hù)以及老管道的局部熱點(diǎn)保護(hù)。 3． 2． 2外加電流陰極保護(hù)電源設(shè)備與輔助陽極材料 3． 2． 2， 1電源設(shè)備 交流電供電情況下，采用整流器或恒電位儀。整流器采用恒電流控制，一般手動調(diào) 節(jié)，具有價格便宜、可靠性高，維修保養(yǎng)簡便，對環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，可適用于戶外 安裝，缺點(diǎn)是 不能自動調(diào)節(jié)輸出，不適用于管／地電位經(jīng)常變化且變化較大的場合。恒 電位儀可根據(jù)系統(tǒng)變化自動輸出，確保管／地電位穩(wěn)定，但要求防潮、防鹽霧、防細(xì)菌， 對環(huán)境要求高，不適用于戶外工作，價格較高。中石油管道陰極保護(hù)系統(tǒng)大多采再； j恒電 位儀。 在無交流電供電情況下，宜采用太陽能陰極保護(hù)裝置、密閉循環(huán)蒸汽透平發(fā)電機(jī) (CCVT)、熱電發(fā)生器、風(fēng)力發(fā)電機(jī)及蓄電池等作為陰極保護(hù)電源。 3． 2． 2． 2輔助陽極 輔助陽極是外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)向被保護(hù)體施加保護(hù)電流的主要設(shè)施，常用的陽極 材料包括：高硅鑄鐵 (含鉻高硅鑄鐵 )、石 墨、鋼鐵、柔性陽極、混合金屬氧化物、磁性氧 化鐵等。各種陽極適用環(huán)境及性能對比見表 2。 內(nèi)實施站區(qū)陰極保護(hù)的壓氣站，目前該管道沿線站區(qū)全部實施陰極保護(hù)。 斟 I朔灌鮒噸喪 一 翮 ( 剮嘎井 ]蕾電童且