丁小菊　王新祥

摘 要：本文主要分析鋼制天然氣閥井閥體腐蝕特點，已采取較為有效的防腐措施，并通過STAC防腐礦脂帶對球閥本體的防腐技術實踐分析，提出天然氣鋼制球閥防腐工藝新材料的應用

關鍵詞：天然氣;鋼制球閥;玻璃鋼井體;STAC防腐技術

漢中市天然氣投資發(fā)展有限公司自2009年成立以來，建設的各種壓力級制的鋼制天然氣管道已超過上百公里，鋼制埋地閥井近20座。隨著時間推移，鋼制管道及附屬設施的防腐管理成為運行維護的重點之一。。漢中位于陜西南部，在緯度上仍屬北方，但由于秦嶺巴山山脈和漢中盆地地形的影響，該區(qū)域氣候為亞熱帶的氣候特征，降水明顯，濕度較同緯度地區(qū)相對偏高，建成的鋼制球閥地下閥井內長期運行在積水潮濕的環(huán)境中，為了避免鋼制管線球閥腐蝕泄漏或銹死控制失效，漢中市天然氣投資發(fā)展有限公司引進STAC復層包覆技術對地下閥井內的鋼制球閥進行防腐處理。實踐證明防腐效果良好，已在公司建設鋼制閥井防腐處理時主要選擇STAC進行加強級的防腐處理。

1 閥井內設施的腐蝕的類型

天然氣鋼制閥井井體結構一般為磚混結構，在地下水位較高的南方地區(qū)或北方雨季時期，閥井內易產生不同程度積水，形成閥井內設施（閥門、法蘭、連接管道、放散閥）部分長期浸泡在水中，部分暴露在潮濕的空氣中，且井內積水流動性很差，發(fā)酵產生多種微生物，在氧濃差電池、微生物的作用下，管道法蘭連接處縫隙及螺栓發(fā)生強烈的局部腐蝕。其腐蝕類型有以下幾種。

1.1 宏觀氧濃差電池

閥井內鋼制的燃氣設施在長期積水或潮濕的環(huán)境下，處于潮濕區(qū)域內的閥井設施氧含量較低，該處自然電位較低，處于干燥區(qū)域閥井設施，由于氧氣充足，自然電位相對較高，因此在處于積水和非積水（潮濕與干燥）的閥井設施之間由于氧含量的差異導致存在電位差而形成了腐蝕電池，理論上腐蝕最為嚴重的位置位于積水和空氣的交界面處。

1.2 縫隙局部腐蝕

閥井內設施閥體與管道及放散閥有多處采用法蘭、螺栓連接，在這些連接件或焊接接頭缺陷處可能出現(xiàn)狹窄縫隙，其縫寬足以使電解質溶液進入，在縫隙內部貧氧，縫外富氧，使縫內金屬與縫外金屬構成短路原電池，縫內金屬相對縫外金屬是陽極，腐蝕反應使得縫內的氧很快耗盡，加劇濃差，在縫內發(fā)生強烈腐蝕，形成縫隙局部腐蝕，該類腐蝕多發(fā)生在法蘭連接面，螺母壓緊面、管道銹層下金屬表面。這類腐蝕長期作用下導致法蘭連接處的密封失效、螺栓預緊失效。

1.3 微生物腐蝕

土壤中的硫酸鹽還原菌誘發(fā)的厭氧腐蝕是常見的微生物腐蝕，閥井內潮濕、積水的環(huán)境，易發(fā)酵產生各種微生物，由其在處于農田或植被豐富區(qū)域的閥井，在施工建設回填過程中，植被等有機物會有助于微生物的活動，有利于硫酸鹽還原厭氧生活和繁殖，微生物一般在閥井內設施的局部附著。金屬表面附著的部位難以和氧氣接觸，進而產生氧濃差電池使附著物下面的金屬被強烈腐蝕。與此同時，好氧菌在代謝作用下也會消耗大部分氧氣而造成氧濃差差異加劇，消耗氧氣量大的區(qū)域相對于其他區(qū)域為陽極，產生局部腐蝕。

2 閥井內設施腐蝕的處理難點

閥井內設施主要包含閥門、法蘭、連接關鍵、主管道、旁通管道、放單閥門等，其工件尺寸不一，形狀各異，出廠防腐在安裝施工過程中十分容易遭到破壞，且閥井內空間受限，采光受限。發(fā)生腐蝕后表面處理困難，管線采用的強制電流或犧牲陽極保護很難達到。且每一次閥井內受限空間的檢維修將消耗大量的人力和精力，同時閥井設施頻繁防腐處理維護作業(yè)風險較高，易發(fā)生窒息、淹溺等事故。

3 閥井內常用的防腐措施

目前燃氣閥井針對防腐失效集中問題，有多種應對措施，在此僅簡述幾種我公司已采用并行之有效的措施。

3.1 采用直埋式全焊接閥門

直埋式全焊接球閥采用特殊的結構設計，具有免維護的特點，埋地前在閥門外涂敷PU特殊防腐涂層，同時將3根分別為閥座和閥桿緊急注脂的注入管、中腔放空管及閥桿根據(jù)埋地深度適當延長，安裝時將閥體及大部分管道直接埋入地下。

3.2 采用防水性更高的玻璃鋼井體

公司在2014年在一條工業(yè)供氣專線建設時引進玻璃鋼井體，效果較為顯著，后期也對存在類似的其他閥井井體進行改造。玻璃鋼井體按照閥井的尺寸采用圓形玻璃鋼在廠一次性預制到位，現(xiàn)場安裝時根據(jù)管道埋深進行現(xiàn)場開孔，其中管道穿井壁處采用玻璃絲綿填塞，并用聚氨酯密封膠密封防水。

3.3 使用STAC礦脂油性防腐蝕膠帶防腐

STAC礦脂油性防腐蝕系統(tǒng)包括油性底漆、膩子、油帶、保護帶四個部分。這個系統(tǒng)是一種基于油性礦脂憎水的防腐蝕機理，使得工件表面形成幾個連續(xù)層次的油性防護層，使得腐蝕因子（水、空氣）無法滲透，能夠阻止腐蝕的產生和蔓延。這種防腐系統(tǒng)由于材料的特殊性，使得其具有優(yōu)于其他防腐措施的一些特性：

（1）材質以飽和的惰性礦脂為主要成分，能夠長期耐酸、堿、鹽物質的腐蝕。

（2）材料具有不固化、不硬化、不開裂的特點。

（3）材料是礦脂類，具有優(yōu)異的可塑性和柔韌性。

（4）可以在有水及水下環(huán)境進行在線防腐，操作也較為簡單，且材料可反復多次使用。

（5）同時這種材料也滿足對環(huán)境無害、人體無害的一些基本要求。

4 STAC防腐技術的工藝處理

結合漢臺分公司漢中末站至新希望LNG氣化站天然氣管道1#閥井內設施STAC礦酯油性防腐膠帶系統(tǒng)施工案例，現(xiàn)將該工藝處理過程和步驟進行簡要介紹：

（1）對閥井內設施表面進行除銹。

（2）施涂STAC底漆：用手直接向井內管道及附屬設施表面均勻的涂刷一薄層STAC底漆（也可使用刷子、手套等工具）。

（3）施用STAC膩子：涂覆膩子時可以使用油灰刀或帶手套進行。

（4）纏繞STAC油帶：STAC油帶每纏一道應保證與前一道有至少25mm的搭邊。

（5）纏繞STAC外保護帶，在STAC防腐油帶外再螺旋纏繞一層自粘性的外防護帶或塑料膜。

5 結語

漢臺分公司漢中末站至新希望LNG氣化站天然氣管道1#閥井內設施STAC礦酯油性防腐膠帶系統(tǒng)施工后半年撥開防腐層，防腐層性能完好，無老化、龜裂等現(xiàn)象，被保護的管道表面無銹跡。STAC系統(tǒng)防腐目前已在公司地埋式燃氣管道、閥門設施及出地管道工程建設和生產過程加強級防腐中推廣應用。

參考文獻：

[1]城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范 GB50028-2006.

[2]燃氣工程施工.北京：中國計劃出版社，2001.2.