明士濤 郝 放 崔 斌(中石化管道儲運有限公司華東管道設計研究院，江蘇 徐州 221008）

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埋地鋼質管道外防腐層失效及大修

明士濤 郝 放 崔 斌
(中石化管道儲運有限公司華東管道設計研究院，江蘇 徐州 221008）

摘 要：針對埋地鋼質管道外防腐層大修存在的實際問題，本文結合管道外防腐層失效原因、舊防腐層清除及防腐層大修材料的選擇，提出了采用黏彈體膠帶＋外防護層的方式提高防腐層大修質量的建議。

關鍵詞：外防腐層 失效 大修 管道

0 引言

我國早期的油氣長輸管道始建于上世紀70年代，距今已有40年左右的歷史。由于當時技術水平的限制，早期建設的埋地管道外防腐層大都采用石油瀝青防腐，隨著超長時間的服役，不可避免的出現(xiàn)防腐層嚴重老化和管體腐蝕穿孔等問題。近年來，隨著技術的發(fā)展，新建的埋地油氣長輸管道外防腐層大都以三層PE和熔結環(huán)氧粉末為主，然而由于在原材料和施工質量上存在的一些問題，也出現(xiàn)了外防腐層與管體粘結力差，甚至整體剝離，導致管體腐蝕的現(xiàn)象。為保證在役長輸管道的安全運營，延長埋地管道的使用壽命，研究管道外防腐層大修技術具有重要的意義。

1 管道外防腐層失效原因

由于技術條件等因素限制，早期建設的油氣長輸管道外防腐層大都采用石油瀝青防腐，隨著服役時間的增長，石油瀝青不可避免的出現(xiàn)老化失效。主要表現(xiàn)為防腐層變硬、變脆、針孔率上升、粉末化、與鋼管表面粘結力下降等現(xiàn)象，這都是由石油瀝青材料本身的性質決定的。此外，由于受到土壤的不均勻應力、溫度變化、濕度變化、土壤微生物的侵蝕、地面植物根莖的影響，導致石油瀝青防腐蝕性能逐年下降。

三層PE和熔結環(huán)氧粉末是目前國際上鋼質管道防腐領域廣泛使用的防腐材料，具有與鋼管表面粘結力強、良好的耐化學侵蝕性能、耐溫性能等優(yōu)點。在國內由于種種原因，管道投入運行不久，也出現(xiàn)了防腐層大面積失效的情況。以某管道為例，該段管道原防腐層采用加強級熔結環(huán)氧粉末防腐，在現(xiàn)場調查過程中我們發(fā)現(xiàn)，防腐層與鋼管表面粘結力很差，存在大面積剝落現(xiàn)象，從圖1和圖2中可以看出，人工用鋼尺、平鏟即可將防腐層翹起和剝落。據(jù)了解，該管道投入運行不足十年時間，分析這種情況出現(xiàn)的主要原因有：

（1）鋼管表面處理不滿足規(guī)范要求。噴砂除銹過程中所用的磨料不達標，磨料的顆粒直徑大小不一，導致噴砂后管體表面的錨紋深度不滿足要求。此外，磨料中可能含有大量的雜質和灰塵，噴砂除銹后管體表面留有大量難以清除的灰塵；

圖1 鋼尺翹起防腐層

圖2 平鏟清除防腐層

（2）環(huán)氧粉末材料性能不滿足規(guī)范要求。在國內，環(huán)氧粉末生產廠家為降低成本，采用劣質的環(huán)氧樹脂作為原料，以次充好，大大降低了熔結環(huán)氧粉末與鋼管表面的粘結力；

（3）防腐廠涂敷工藝不滿足要求。在涂敷過程中，鋼管表面未達到預熱溫度要求，導致環(huán)氧粉末在鋼管表面未完全熔融。

2 舊防腐層的清除和表面處理

在國內，管道舊防腐層基本靠人工用鏟、刮刀等進行清除，鋼管表面處理大都用砂紙或采用電動鋼絲刷進行打磨，不僅效率低而且效果不理想。原防腐層與鋼管表面粘結較好的管段，依然存在鋼管表面殘余舊防腐層的難題。近幾年有采用有機溶劑去除管道石油瀝青防腐層的案例，效果比較明顯，但也出現(xiàn)一些新的問題，比如：溶劑揮發(fā)太快，不得不加大有機溶劑用量，才能將石油瀝青清除干凈，抹布的用量較大，溶劑與石油瀝青反應后，在鋼管表面會留有殘留物，這些殘留物對鋼管表面后續(xù)的防腐是否有影響仍需進一步研究等。

國外目前采用高壓水去除管道舊防腐層，其技術已經(jīng)成熟，可有效去除鋼管表面90%以上的舊防腐層，機械化程度高，效果較為理想。目前國內也研制出了類似設備，可實現(xiàn)高壓水噴射去除舊涂層、噴砂除銹等技術[1]，由于施工條件及成本等因素限制，尚未得到廣泛應用。

3 鋼質管道外防腐層大修材料

目前可有效用于管道外防腐層大修的材料品種屈指可數(shù)，因為管道防腐層大修工程具有分段施工、手工或半手工作業(yè)、現(xiàn)場條件惡劣、工期較緊等特點。由于現(xiàn)場施工條件的限制，鋼管處理表面很難達到與防腐廠一樣的效果，這就使得所選防腐層大修材料對鋼管表面的處理等級要求不能太高，還需保證大修后防腐層優(yōu)異的防腐蝕效果。

石油瀝青材料對鋼管表面處理要求不高，達到GB/T 8923.1中規(guī)定的Sa2級或St3級即可，但作為大修材料具有勞動強度大、效率低、質量難以控制等缺點[2]。

規(guī)范規(guī)定[3]，管道外防腐層修復材料應根據(jù)原防腐層類型、修復規(guī)模及管道運行工況等條件選擇。對于防腐層大修材料，可采用無溶劑液態(tài)環(huán)氧/聚氨酯、無溶劑環(huán)氧玻璃鋼、冷纏膠帶，也可采用經(jīng)過試驗驗證且滿足技術要求的其他防腐材料。

冷纏膠帶具有施工簡便、回填時間間隔短、無污染、安全無害等優(yōu)點，在近期石油長輸管道防腐層大修工程中，如東北石油管道，冷纏膠帶作為防腐層大修材料得到較廣泛的應用，但通過近幾年的開挖檢測，冷纏膠帶在管道防腐層大修后存在褶皺、與管體粘結力較低、絕緣性能下降等問題[4]。

無溶劑液態(tài)環(huán)氧等液體涂料與鋼管表面粘結強度高、耐陰極剝離、耐熱水浸泡性能優(yōu)異，但其施工工藝較為繁瑣，對鋼管表面處理要求較高，需達到

品，讓人耳目一新。

眾所周知，石油丶石化行業(yè)是使用閥門量最大的行業(yè)，面對石油丶石化行業(yè)不景氣的狀況，仍有很多的機迂，如國際油價偏低，各地方都在修建大型儲油庫儲油，我國是石油進口國，2015年我國原油對外依存度達60%，2016年將達到62%，這樣將要再建一批儲油庫，因此，需要大量性能優(yōu)越丶安全可靠的管道閥門。我國西北地區(qū)油氣田中油氣含硫量高，含泥沙重，需要大量耐磨損丶耐腐蝕的閥門，目前這些閥門仍在進口。我國天然氣資源豐富，在國家節(jié)能減排政策的支持下，”十三五” 期間天然氣的開發(fā)利用將有一個大發(fā)展，這給閥門行業(yè)提供了一個發(fā)展的機迂，目前，我國天然氣約占一次能源消費總量的5.6%，這與市場需求還有很大距離，如天然氣船和天然氣汽車的加氣站急待增設，需要大量安全可靠丶無泄漏的閥門。海上采油是石油丶石化行業(yè)發(fā)展方向，此次展會上，中外石油丶石化技術裝備制造行業(yè)展出了大量的海上鉆井平臺和成套技術裝備，雄偉壯觀，平臺上裝有各種管道丶閥門，特別是深海采油閥，要求嚴格，國內能生產的企業(yè)不多，需要閥門行業(yè)的精英們著力開發(fā)。

未來一段時期將是中國石油丶石化裝備制造業(yè)面臨嚴峻挑戰(zhàn)的陣痛期，但也是企業(yè)轉型升級求生存丶求發(fā)展的關鍵時期，只有順應時代潮流，開發(fā)適應市場需要的新產品，企業(yè)才能在激烈的國際競爭中贏得主動，實現(xiàn)持續(xù)健康的發(fā)展。

中圖分類號：TG174.46；TE988.2

文獻標識碼：A

DOI：10.13726/j.cnki.11-2706/tq.2016.04.029.02

作者簡介：明士濤（1983-），男，山東德州人，工程師，碩士，現(xiàn)從事油氣長輸管道防腐設計工作。

External Coating Failure and Overhaul of Buried Steel Pipeline

MING Shi-tao HAO Fang CUI Bin
( East-China Pipeline Design& Research Institute of Sinopec Pipeline Storage & Transportation Co., Ltd.Xuzhou 221008, China)

Abstract：According to the problems in the external coating overhaul of buried steel pipeline, in this paper, analyzed the causes of failure of external coating , remove old anti-corrosion layer and coating material selection of overhaul.Proposes using the sticky projectile anti-corrosive tape and outer protective layer to improve the quality of external coating overhaul for pipeline.

Keywords:external coating; failure; overhaul; pipeline