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    长输管线防腐技术
    发布日期:2020-02-11

    1、长输管线外加涂层技术
      埋地管道的涂层保护是为了防止与外界的土壤接触,避免发生化学腐蚀及电化学腐蚀,从而达到的作用。目前,涂层的材料主要有以下几种:
      ①环氧煤沥青层
      石油沥青涂层在我国60年代开始大量使用,自1958年起,埋地管道就开始采用三遍石油沥青两遍玻璃纤维布绝缘涂层,一直到现在仍在广泛使用。目前主要是城市水管线及给排水管线的地下仍然在使用石油沥青加玻璃纤维布的绝缘涂层。为了石油沥青涂层的粘结力、减少环境污染,在沥青中加入环氧树脂就制成了环氧沥青涂料。该涂料与玻璃纤维布共同形成的环氧煤沥青涂层能够很好地满足燃气管线的需求,目前国内的地下工艺管线及城市供水管线仍旧在使用三遍环氧沥青涂料两遍玻璃丝纤维布或五遍环氧沥青涂料三遍玻璃纤维布的加强级施工工艺。该工艺的优点在于补口补伤比较容易,现场施工比较简便,但较大的弱点是机械强度低,在运输、吊装以及施工过程中,层容易受到破坏、损伤,如果没有认真及时的进行补口补伤,埋地后会留下大的隐患,终反映出的是所需阴保护电流密度大,阴保护站的保护半径小。同时在管道旁的生长的植物根能长入到层中,也会对层造成破坏。
      ②环氧粉末层
      环氧粉末是新型的热固涂料。其涂层很薄,厚度不超过200微米,但物理化学性能优异。且对阴保护电流无屏蔽,从而成为西方欧洲长输管线的主要涂层,其涂层与钢管具有良好的附着力、并且耐各种酸碱盐的浸蚀、性能良好、使用温度范围广泛。目前在中国西部地区施工的长输管线外涂层己大量的使用环氧粉末作为涂料,并且是不锈钢弯头管道了良好的作用。
      ③聚乙烯胶带层
      胶带是由聚乙烯单面涂敷胶粘剂而成,施工时直接缠绕在钢管表面。其突出特点是施工简便,涂层较薄、强度低。工厂预制的聚乙烯层胶带质量均匀、但在运输过程中往往会发生较多破损、现场缠绕的胶带则张力不均在所难免、使搭接部分粘结不牢,导致水分渗入。胶带外层适用于地下水位较低且土质较好的环境。目前气管道中弯头现场预制的多数采用聚乙烯胶带进行缠绕来达到的目的。
      ④挤压聚乙烯层
      挤压聚乙烯层(3PE)是欧洲为代表的一些主要的埋地钢质外层涂层,由于3PE具有单层环氧粉末涂层和2层PE的绝大部分优点外,也克服它们的绝大部分不足,其性能优异,我国国内目前的气长输管道、气输气管网都己实现工厂化的3PE施工。
      2、阴保护技术
      由于长输管线的被腐蚀的原因主要为电化学腐蚀,用电火花检漏仪检查时,若有打火花现象,表明该处绝缘不佳,有漏电现象。而长输管道下沟后进行电火花检测,但管道回填过程中不可避免的造成结构的轻微破损,这些破损往往是无法预见的,并且是不能进行补口处理的,日后将在此处发生化学腐蚀和电化学腐蚀,影响长输管线的使用寿命。因此目前国内长输管线中增加阴保护系统。阴保护技术就是通过向被保护的钢质管道通以足够负的直流电流,使管道表面产生阴化,减小或造成钢质管道土壤腐蚀的各种原电池的电电位差,使腐蚀电流趋于零,进而达到阻止管道腐蚀的目的。以下两种办法可以实现这个目的:
      ①牺牲阳阴保护。牺牲阳阴保护是将电位负的金属与被保护金属连接,并处于同一电解质中,使该金属上的电子转移到被保护金属上去,使整个被保护金属处于一个较负的或相同的电位下。作为牺牲阳材料,能满足以下要求:要有足够负的稳定电位;自腐蚀速率小且腐蚀均匀,要有高而稳定的电流效率;电化学当量高,即单位重量产生的电流量大;工作中阳化要小,溶解均匀,产物易脱落;腐蚀产物不污染环境,无公害;材料来源广,加工容易,廉。常用的牺牲阳的品种有镁阳、锌阳和铝阳这三类,或者这三种材料组成的合金阳,如Mg-Mn阳、Mg-Al-Zn-Mn阳、Zn-Al-Cd阳、Al-Zn-Sn阳、Al-Zn-In阳、复合式阳等牺牲阳。牺牲阳的主要具有以下优势:适用范围广,尤其是中短距离和复杂的管网;阳输出电流小,发生阴剥离的可能性小;随不锈钢管件管道安装一起施工时,工程量较小、施工方便;运行期间,维护工作简单。其缺点在于阳输出电流从理论上不能实现调节,可控性较小。因此,此方法广泛应用于保护小型的城市管网、长输管线,如城市管网、小型储罐等,特别适用于气管道及比较短的输油管道。
      ②外加电流阴保护。外加电流阴保护是通过外加直流电源以及辅助阳,迫使电流流向被保护金属,使被保护金属结构产生阴化使管/地电位低于周围环境。对辅助阳的基本要求有以下几方面:导电性能要好;排流量大;,消耗量较小,寿命长;具有的机械强度、、震动;容易加工、便于安装;材料易得、价格便宜低廉。根据阳的溶解性能,辅助阳可分为:可溶性阳(如钢、铝)、微溶性阳(如高硅铸铁、石墨)、不溶性阳(如铂、镀铂、金属氧化物)三大类,目前陕北地区的长输管线应用很广的是高硅铸铁辅助阳,因其廉、消耗量小,使用寿命长等优点。直流电源是强制电流的动力源,它的基本要求是稳定,能长期连续运行,适应各种环境条件。常用的直流电源有:整流器、恒电位仪、恒电流仪、热电发生器(TEG)、密闭循环蒸汽发电机(CCVT)、太阳能电池、风力发电机、大容量蓄电池等,目前的直流电源已经简化到恒电位仪与控制台一体化的程度了。该方法的优势体现在以下几个方面:可用于长输管线和区域性管网的保护;输出电流大且可以进行调节,一次性投资相对较小;安装工程量较小,对旧管道可以进行补加阴保护;容易实现远程自动化监控;不过在运行期间需要人员进行维护管理。因此,外加电流阴保护适合于较长距离、大口径的气管道、输油管道,并且不受管道沿线地形限制。