试论钢制管道防腐选用及防治措施

赵文涛

(山东电力建设第三工程公司 266100)

摘要: 钢制管道是现在燃气公司广泛选用的管道，如何保证其安全运行是燃气企业工作的重中之重。提出了钢制管道腐蚀的因素及应对措施，为燃气企业保证管道的安全性提供了有效依据。

关键词: 钢制管道;防腐层;防腐措施

随着利用率的提高和利用范围的扩展，天然气输送成为燃气使用过程中的关键。现阶段我国燃气管道一般采用钢管和PE管，而钢管施工范围较广，埋地钢管要达到长期安全运行，必须在六个方面有好的基础条件，即高品质的钢管、优良的焊接、合理的防腐措施、正常均的操作运行、较强的抗御自然破坏的能力及完善的维护管理体系自前在国内外管道发生各种破坏性事故的原因中，人为造成的破坏第一位，管道腐蚀破坏(含应力腐蚀开裂(SCC))占第二位。因此，选择安全、适用、经济的管道防腐层是很重要的。

埋地钢质管道发生腐蚀有四大影响因素:即环境、腐蚀防护效果钢管材质及制造工艺、应力水平。管道的腐蚀破坏是上述诸因素相互影响的结果。

1埋地燃气管道的防腐综合评价

1.1评价指标

基于埋地钢质管道外防腐层所应具备的性质，如良好的绝缘性、杭阴极剥离能力、保持恒定的电阻率、足够的强度以及良好的稳定性等，对于管道防腐层，主要评价指标有以下几项:绝缘层电阻率、破损点密度与大小、电流衰减率、电位分布等。综合考虑土壤对埋地钢质管道的影响，还应考虑土壤的电阻率、含水率、pH值、氧化还原电位、土壤中微生物含量等。除对防腐层及土壤腐蚀性进行评价外，还应对金属管体的损伤进行评价。防腐层、土壤腐蚀性的评价指标分别见表1、2。此外，对于杂散电流干扰的评价要求如下:①管道受到直②当管道任意点的管地电位较自然电位正向偏移大于20mV或管道附近土壤的地电位梯度大于0.5mV/m时，可确认受到直流干扰;③当管道任意点的管地电位正向偏移大于100mV或管道附近土壤的地电位梯度大于2.5mV/m时，应采取排流保护或其他防护措施。

根据检测出的埋地管道数据与以上评价指标进行比较，就可以得出管道防腐层、土壤环境的等级，并根据不同等级决定管道的修复或更换。管道外防腐层检测方法的原理、技术参数以及相应参数的后处理模型应纳入分级的范围。以上指标主要针对间接检测的评定。在直接检测中，不同的检测方法，如电火花检测、粘接力测试、防腐层厚度检测、物理性能检测等均应纳入到分级范中。

2防腐效果

腐蚀防护是控制管道是否会发生腐蚀破坏的关键因素。目前管道的腐蚀防护采用了双重措施，即防腐层与阴极保护(外加电流或牺牲阳极)。防腐层至关重要的是能抵御现场环境腐蚀，保证与钢管牢固粘，尽可能不出现阴极剥离。一旦发生局部剥离，就必须保证阴极保护电流的畅通，达到防护效果。

3钢管的材质与制造因素

钢管的材质与制造因素是管道腐蚀的内因，特别是钢材的化学组分与微晶结构，非金属组分含量高，如S、P易发生腐蚀，C、Si易造成脆性开裂。微晶细度等级低，裂纹沿晶粒扩展，易发生开裂，加入微量镍、铜、铬可提高抗腐蚀性。在钢管制造过程中，表面存在缺陷如划痕、凹坑、微裂等，也易造成腐蚀开裂。

4管道操作运行过程中的使用应力

管道操作运行时，输送压力与压力波动是应力腐蚀开裂的又一重要因素。过高的压力使管壁产生过大的使用应力，易使腐蚀裂纹扩展;压力循环波动也易使裂纹扩展。当裂纹扩展达到临界状态时，管道就会发生断裂破坏，甚至引起爆炸(燃气管道)。

5现行的主要防腐层

目前世界各国埋地钢质管道所使用的防腐层主要有石油沥青、煤焦油瓷漆、挤塑聚乙烯、PE胶带、熔结环氧树指(FBE)及复合覆盖层(含三层PE)。

石油沥青是使用历史最长的防腐涂料，如果腐蚀环境无微生物、无深根植物，那么仍不失为一种经济适用的防腐层，当然它的流淌性不适合高温环境。煤焦油瓷漆也是历史悠久的防腐涂料，它克服了石方腐涂油沥青的缺陷，但是在较低温度环境下的冷脆却限制了它的使用范围，而且它抗外界机械力破坏强度不高，石方山区不宜使用。熔结环氧树脂是所有防腐涂料中与钢管粘结力最强、抗各种环境腐蚀最好、抗机械冲击最高的防腐涂料，因而在管道应力腐蚀开裂调查中无腐蚀开裂案例，但由于涂敷层薄(不到1mm)，抗尖锐物体的冲击较差，在山区地段要慎用。为克服上述缺点，开发了三层PE结构，这是一种将环氧树脂的抗阴极剥离粘结性与聚乙烯的抗冲击强度相结合的复合结构。因此是我公司采用率较高的防腐形式。

各种防腐层有各自的优缺点，应根据管道线路的地质条件、腐蚀环境，因地制宜地选用，并不是价格高就一定好，而是以安全、适用、经济为原则。

6加强防腐质量的措施

6.1建立防腐层的综合评价方法

建议先行试用因素加权计分法择优选用，以解决管道的设计问题。此方法是先根据线路各段环境条件，列出选用因素，如第一腐蚀因素(主要的)、第二腐蚀因素(次要的)、第三腐蚀因素(更次要的)、地质因素、自然气候因素及价格因素等。然后将各种因素划分一定比例数(总和为1)，再将各类覆盖层对应于各因素按百分制打分，最后将覆盖层分数乘以比例数，得出加权计分，据此排列出覆盖层选用次序，供业主与设计者参考。当然，此种方法并不很科学，原因是比例划分与覆盖层评分都有人为因素，因此应请有经验的专业技术人员打分，求加权平均值，可能会更合理一些。

6.2加强钢管表面处理

管道发生应力腐蚀开裂(SCC)主要是由剥离或阴极剥离造成的。由于过去在管道防腐涂敷前对钢管表面除锈处理较简单，造成底漆粘结不牢，因此易发生剥离或阴极剥离。为此，涂敷前的钢管表面必须进行抛丸或喷砂处理，以达到标准要求的洁净度和锚纹深度，确保底漆粘结牢固。

6.3把好现场补口质量

①补口材料与管体防腐层有较好的相容性。②补口接合部应严密粘牢，必要时可作严密性试验。③必须认真处理补口处的钢管表面，达到管体表面洁净度的要求。

6.4固定式与移动式防腐作业线相结合

工厂固定式防腐作业生产，由于施工环境好，可提高防腐管的质量。但对于需要长途运输的管材，防腐层易损伤，而现场修补也很难达到满意的效果，故建立防腐作业线应考虑固定与移动相结合，以满足工程现实的需要。

7结语

本文针对埋地燃气钢质管道的防腐综合评价与修复技术进行了探讨。在评价时应当选择合适的综合评价方法，如层次评价法或模糊综合评价法等在修复技术中，新型高效的非开挖燃气管道修复技术由于具有施工速度快、环境交通影响小、经济性好等优点，是埋地燃气管道修复技术的发展趋势。

参考文献

[1]CJJ51-2001城镇燃气设施运行、维护和抢修安全技术规程.

[2]Q/SY93-2004.石油天然气埋地管道检验规程.

[3]TSGD7004-2010压力管道定期检验规则一一公用管道.