管道防腐

第五章管道防腐

第一节基础资料

1、管道沿线的土壤腐蚀性

输气管道西起涩北一号气田，东至格尔木市，全长约188.56Km。管道经过地段为波状平原、盐湖平原、湖积冲积平原及冲积扇平原。地下水位较浅，易溶盐含量较高，多属超氯盐渍土及卤水，部分地段属硫酸盐渍土，对钢铁及钢筋混凝土有强腐蚀。各地段的土壤电阻率为：

波状平原：2~20Ω.m

盐湖平原：0.9~3Ω.m

湖积冲积平原和冲积扇平原：0.9~18Ω.m

各地段土壤的PH值为7.4，最高为8.5。通过土壤和地层水的化学分析，对管道的腐蚀主要以盐浓差腐蚀、生物腐蚀、微电池腐蚀和植物根系穿透为主，都有很强的腐蚀破坏性。全线属强腐蚀环境。其中以盐湖地区对管道的腐蚀最强，属超强腐蚀区。因此对管道防腐材料的筛选和防腐结构的设计显得极为重要。

2、输送天然气的工艺条件

1)涩北一号气田天然气物性如下：

CH4 97.72~99.9%

C2H6 0.06~0.09%

C3H8 0.01~0.07%

N2 0.06~2.18%

H2S <20mg/m3

密度(标准状态):0.6897Kg/m3

相对密度: 0.564

爆炸上限: 14.667%

爆炸下限: 4.887%

水露点 : -15℃

烃露点 : -80℃

2)工艺条件：

工作压力：起点4.5Mpa

终点1.0Mpa

设计压力：起点6.4Mpa

工作温度：0~30℃

设计温度：-15~60℃

3、工艺站场的分布和电源状况

管道全线自然交通条件差，基本上属无人居住区。只在距涩北首站90Km处设中间清管站一座，格尔木末站一座。沿线设线路截断阀室9座。管线穿越青臧铁路一处，穿越铁路专用线一处；穿越215国道一处；穿越其它公路二处；穿越卤渠四处；穿越河系、沼泽、泊塘一处，宽约45Km。首站末站具备可靠电源，中间站属无电源区。

4、管道概况

本工程管材选用X65双面螺旋缝埋弧焊钢管，一、三级地区管线规格为Ø610×6.5，四级地区管线规格为Ø610×7.9 。

5、管道沿线杂散电流干扰源的分布

第二节管道防腐层的选择

1、管道防腐的意义

据国外有关数据资料统计显示，在我国，每年因腐蚀而造成的经济损失达数百亿元，占国民生产总值（GNP）的4%。与此同时，腐蚀也是造成许多灾难性事故的主要原因。在注重环保的当代，“腐蚀”更是人们所关心的问题。因此，防腐工作愈来愈受到国内外有关部门的重视。

在埋地石油、天然气管道建设中，管道防腐是一项不容忽视的重要技术措施。正确运用此项技术可以获得可观的经济效益和社会效益。减缓管道周围环境对管道的腐蚀，从而延长管道的使用寿命，保证管道长期、安全、平稳运行。

2、管道防腐层的选择

国内外的实践证明，并已在标准中规定了腐蚀控制最佳方案，即覆盖层和阴极保护技术相结合的方案。对于管输干天然气，管内介质对管道的内腐蚀可不考虑，只考虑做好管道与周围土壤环境的外防腐，即管道外防腐是关键。覆盖层的种类较多，下面结合涩-格输气管道实际情况，对其防腐层进行对比选择。

根据国内外管道建设经验和管道外壁覆盖层的应用情况，现选择石油沥青、煤焦油瓷漆、环氧煤沥青、塑料粘胶带、环氧粉末、挤塑聚乙烯的二层PE结构和三层PE结构等防腐材料的性能进行介绍和比较。

石油沥青覆盖层在我国埋地钢质管道中是用量最多的一种防腐覆盖层。其材料来源广泛，经过长期应用已有成熟的技术和经验并已形成了大规模机械化生产作业。但该防腐覆盖层机械强度低，在管段运输、吊装等施工过程中容易损伤，其抗细菌腐蚀和防水渗透能力较差，易被植物根系穿透、剥离，使用寿命较短，因而只在一些土壤腐蚀较轻的地区应用，近期大型管道工程均未采用石油沥青覆盖层。

煤焦油瓷漆是早期管道建设中使用较多的防腐材料之一。它具有粘结力强、吸水率低、抗细菌腐蚀、防腐性能可靠；但其物理性能差，施工时带有一定毒性。

环氧煤沥青涂料是一种将环氧树脂优良的化学性能与煤焦油沥青优良的耐水、抗微生物腐蚀性能结合于一体的防腐材料，但其对钢管表面除锈要求高，且在常温状态下固化时间长，施工过程中质量难以得到控制。

塑料粘胶带是目前管道外壁防腐的主要材料之一，其绝缘电阻高，易于施工，且物理性能比较稳定。

挤塑聚乙烯是比较好的通用防腐层，物理性能稳定且低温性能好，机械强度高，按防腐层结构分为二层结构和三层结构。目前，广泛运用于埋地油、气、水管道外壁防腐。但施工技术复杂，成本较高。

环氧粉末防腐性能好、粘结力强、强度高、抗阴极剥离能力强，但施工技术复杂，成本高。

管道外壁覆盖层主要性能及适用条件见表5.2-1。

表5.2-1管道外壁覆盖层主要性能及适用条件表

从上述适用于本管道的防腐涂层材料比较中不难看出：煤焦油瓷漆虽然价格较低，但物理性能差，且施工过程中会产生有毒气体，不仅损害周围环境，而且对职工健康产生不利影响；环氧煤沥青涂料对涂敷操作条件要求较高，对施工环境要求较严；塑料粘胶带和挤塑聚乙烯二层和三层结构则不但具有比较好的防腐性能和现场施工的可操作性，而且性能价格比较好，因此，推荐上述二种防腐材料为管道外防腐覆盖层。

结合本工程所经地区为强腐蚀地区，因此，管道防腐采用加强型防腐。又因为周围土壤环境多属盐渍土及卤水区，所以选择适合各类地区的挤塑聚乙烯三层结构。管道补口采用CEP型热缩防腐材料。防腐施工及验收严格按照《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》SY/T4013-2002、《钢质管道聚乙烯胶粘带防腐层技术标准》SY/T0414-98、《辐射交联聚乙烯热收缩带现场补口工法》YJGF-97-005和《埋地钢质管道挤塑聚乙烯三层结构防腐涂层施工及验收规范》Q/BT003-95要求进行。

第三节阴极保护