3.《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》解析.doc

新疆油田防腐保温培训班资料(三)
《埋地钢质管道聚乙烯防腐层
技术标准》解析


2009年2月
一、说明
钢质管道是油气田常用的输送设施,采用防腐层能有效降低管道的腐蚀速率,延长管道的使用寿命。对管道外防腐的整个施工过程进行了解,对整个施工过程进行有效控制,对于增加管道的防腐能力,降低维护费用有重要作用。
国内外对埋地油气钢质管道进行腐蚀控制的普遍方法是采用防腐涂层和阴极保护的联合保护措施。其中,防腐涂层是油气管道腐蚀控制的第一步措施。

1)外防腐层的选择通常遵守以下原则
(1)技术可靠,防腐性能好,具有较好的机械性能和绝缘性能,水渗透率低,耐阴极剥离性好,耐植物根穿刺,耐微生物侵蚀,与钢管粘接力强,易于补口、补伤等。
(2)经济合理,做到既能达到防腐蚀的效果又可以节省投资。
(3)根据现有的技术装备和施工经验,能达到设计提出的要求,满足工程的需要。
以上为防腐层性能的基本要求,实际操作中,又分为施工与安装过程对涂层性能的要求和使用过程中对涂层性能的要求。
2)施工与安装过程对涂层性能的要求
抗弯曲性:在运输、使用过程中,管道往往产生弹性形变或塑性形变,比如弹性敷设、吊管机将沟边组装好的管道吊装下沟、冷弯,要求已涂敷的涂层不会产生裂纹或脱落。
硬度与耐磨性:管道在堆放或下沟后,往往下部有尖硬物体,回填物中也难免混有尖硬石块,涂层必须具有足够的硬度或变形能力承受回填物和管道自重所施加的集中压力,否则涂层会产生缺陷。管道在施工过程中或运行过程中,还会与土壤发生磨擦,为了保证涂层不致失去防腐功能,要求涂层应具有足够的耐磨功能。
抗冲击能力:涂层管在运输、施工过程中,可能受到外力的冲击,涂层抗冲击能力越好,损伤越少;抗冲击性能越差,损伤越多。过多的损伤不但现场补伤工作量大,而且漏补的点也多,加上回填料的冲击损伤,涂层的缺陷进一步增加,给阴极保护增加困难,为管道的长期安全运行留下隐患。
抗风化能力:涂层从防腐预制到管道下沟回填往往要间隔几个月甚至一年以上的时间,在储存、运输、施工过程中经历日晒雨淋甚至酷暑严寒,因此要求防腐层具有足够的抗风化能力,保证回填时涂层性能没有明显的变质。
补口与补伤难易程度:预制好的防腐管,在施工现场必须进行环形缝处的补口作业,运输、储存、施工过程中造成的涂层损伤必须修补;补口与补伤材料必须同主防腐层粘结密封良好,并且满足建造过程和操作条件对涂层的基本要求,因此各类防腐涂层的现场补与补伤难易程度不同。
3)使用过程对涂层性能的主要要求
粘结力:管道在运行过程中要求涂层对管道有好的粘结力,以防止运行过程中因外力作用而发生粘结失效事故,一旦涂层失去粘结力,潮气将会聚结在钢管与涂层之间,涂层失去防腐功能。
耐化学介质浸泡:由于土壤中成份复杂,各地土壤成份不一,含有不同类型和浓度的酸、碱、盐,若涂层不耐其中一种或多种化学介质浸泡,将过早失去防腐功能。
绝缘电阻和电气强度:长输管道单纯靠外防腐涂层来实现埋地管道的外防腐几乎是不可能的,性能优良的涂层在运行中不可避免地存在缺陷,涂层缺陷处的钢管必须由阴极保护来实现防腐,为了避免阴极保护电流通过完好的涂层有明显的漏失,保证阴极保护电流用于涂层缺陷点裸钢的负极化,要求涂层材料具有高电阻率且不随时间或涂层浸泡于水中有明显的下降。虽然涂层与土壤接触仅承受阴极保护时的1~3V持续电压,但涂层针孔检查时,必须承受大于涂层厚度的空气击穿电压的高压电检漏,因此涂层材料的电气强度必须大于干燥的空气。
抗阴极剥离:由于涂层和阴极保护联合用于埋地或水下钢质管道的外防腐,在涂层的破损和漏敷处,阴极保护可能在露铁点诱发氢气的生成(保护电位比-),增加水流到露铁点的机会,这两种作用以单独或联合的方式使涂层破损点边缘的涂层粘着力下降而失粘,试验时用阴极剥离半径来衡量涂层的抗阴极剥离性能,半径越小越好。
抗穿透能力:抗穿透能力与涂层的硬度有关,施工与运行都要求涂层有足够的硬度,硬度低的涂层植物根能够刺入。实验室试验用压痕硬度来表示涂层抗穿透能力,数值越小,表示涂层的硬度好,抗穿透能力强。
抗土壤应力:抗土壤应力差的涂层管道埋设在干湿交替的粘性土中受到土壤应力会引起变形和损伤。管道周围的粘土由于吸水而膨胀,失水干燥又收缩,粘结性很强的粘土在收缩、膨胀期间抓紧涂层产生很大的牵引力,抗土壤应力差的涂层(剪切强度差)将会发皱或脱落。

3PE防腐层系统在美国、欧洲等国家己有十多年的应用经验,是目前国际上较先进的管道防腐技术。这种三层涂层系统综合了单层环氧树脂和聚乙烯二种涂层的优良性能,提高了涂层系统的抗阴极剥离和附着力的强度,满足最高运行温度的要求。
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