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阀门管道外壁防腐蚀层
2018-8-16
来源:未知
点击数:  470        作者:未知
  • 阀门的防腐——阀门管道外壁防腐蚀层
    防腐的重要性
    阀门管道常见的腐蚀是碳钢和低碳合金钢的腐蚀。不论阀门管道是铺设在地上、地下或水下(包括海底),都要受到外界空气、土壤、水(特别是海水)对阀门管道外壁的腐蚀,以及输送介质对阀门管道内壁的腐蚀。外界空气特别是当空气中含有二氧化硫、硫化氢等有害气体时,将产生化学腐蚀。地下土壤也能产生化学腐蚀,地下杂散电流还能产生电化学腐蚀。海水是含有多钟盐类的电解质溶液,另外还含有溶解氧、海洋生物,其电阻率很小,故腐蚀速度比在土壤中快得多。在某些缺氧得土壤中,还会产生由厌氧细菌引起得细菌腐蚀。另外还有由金属表面产生物理溶解引起的物理腐蚀。
    在国民经济和国防各部门中,每年都有大量金属构件和设备因腐蚀而损耗。据2000年不完全统计,我国当年因腐蚀造成的损失达5000多亿人民币,约占当年国民生产总值(GDP)的6%。随着科学技术的进步,各种防腐蚀措施的采用,近年因腐蚀造成的经济损失有新的下降。
    阀门管道的腐蚀,不仅会造成油、气的跑漏损失,还可能引起火灾,特别是天燃气还可能引起爆炸;不仅会带来巨大的经济损失,而且会威胁人身安全、污染环境。因此阀门管道工程的防腐是极为重要的。
    阀门管道外壁防腐蚀层
    20世纪70年代以来,由于油气长输管道向极地、海洋、冻土、沼泽、沙漠等严酷环境延伸,对防腐层性能提出了更严格的要求,因此在阀门管道防腐材料研究中,各国都着眼于发展复合材料或复合结构。强调防腐层具有良好的介电性能、物理性能、稳定的化学性能和较宽的温度适应性能等,满足防腐、绝缘、保温、增加强度等多种功能要求。
    (1)常用外壁防腐蚀层
    ① 各种外壁防腐蚀层的性能和使用条件:各国根据本国的资源情况,管道工作环境和技术水平等,逐步形成了各种防腐蚀材料系列,其技术性能和使用条件如表2- 所示。

    表2- 外防腐蚀层的技术性能和使用条件简表

    涂层类别

    石油沥青

    煤焦油瓷漆

    环氧煤沥青

    塑料胶粘带

    聚乙烯包覆层(夹克)

    环氧粉末涂层

    底漆 
    材料

    沥青底漆

    焦油底漆

    煤沥青、601#环氧树脂混合剂等

    压敏型胶粘剂或丁基橡胶

    丁基橡胶和乙烯共聚物

    涂层 
    材料

    石油沥青,中间材料为玻璃网布或玻璃毡等

    煤焦油沥青,中间材料为玻璃网布或玻璃毡等

    煤沥青、634#环氧树脂混合剂、玻璃布等

    聚乙烯、聚氯乙烯(带材)

    高(低)密度聚乙烯(粒料)

    聚乙烯、环氧树脂、酚醛树脂(粉末)

    涂层 
    结构

    采用薄涂多层结构

    同左

    同左

    普通:1层内带 
    1层外带 
    加强:2层内带 
    1层外带 
    特强:2层内带 
    2层外带

    涂料连续紧密粘结在管壁上,形成硬质外壳

    涂层熔化在管壁上,形成连续坚固的薄膜

    厚度 
    /mm

    普通≥4.5
    加强≥5.5
    特强≥7

    普通≥3
    加强≥4.5
    特强≥5.5

    普通≥0.2
    加强≥0.4
    特强≥0.6

    0.7~4

    1~3.5

    0.2~0.3

    适用温 
    度/℃

    –20~70

    –20~70

    一般:–30~60
    特殊:–60~100

    –40~80

    –40~107

    施工及 
    补口 
    方法

    工厂分段预制或现场机械连续作业,补口多用石油沥青现场补涂

    多采用工厂预制,补口多用热烤带

    工厂分段预制或现场机械连续作业,补口用相同材料涂刷

    主要采用现场机械连续作业

    采用模具挤出或挤出缠绕法,工厂预制,补口用热收缩套

    采用静电喷涂等离子喷涂工厂分段预制,用热收缩套或喷涂后固化补口

    优、 
    缺点

    技术成熟,防腐蚀可靠,物理性能差,且受细菌腐蚀

    吸水率低,防腐蚀可靠,物理性能差,抗细菌腐蚀,现场施工时略有毒性

    机械强度高,耐热、耐水、耐介质腐蚀能力强、常温固化时间长,要求除锈严格,表面干燥

    绝缘电阻高,易于施工,物理性能差

    很好的通用防腐层,物理性能和低温性能好,技术复杂,成本较高

    防腐蚀性能好,粘结力强,强度高,抗阴极剥离好,技术复杂,成本高

    适用 
    范围

    材料来源丰富地区

    同左

    适用于普通地形及海底管道

    干燥地区

    各类地区

    大口径、大型工程、沙漠热带地区


    常用外壁防腐蚀层
    a.石油沥青防腐蚀层:石油沥青用作管道防腐材料已有很长历史。由于这种材料具有来源丰富、成本低、安全可靠、施工适应性强等优点,在我国应用时间长、使用经验丰富、设备定型,不过和其他材料相比,已比较落后。其主要缺点是吸水率大,耐老化性能差,不耐细菌腐蚀等。
    b.煤焦油瓷漆防腐蚀层:煤焦油瓷漆(煤沥青)具有吸水率低、电绝缘性能好。抗细菌腐蚀等优点,即使在新型塑料防腐蚀层迅猛发展的近30年,美国油、气管道使用煤焦油瓷漆仍占约半数。目前我国只在小范围内使用,有待进一步推广。主要原因是热敷过程毒性较大,操作时须采取劳动保护措施。
    c.环氧煤沥青防腐蚀层:由环氧树脂、煤沥青、固化剂及防锈颜料所组成的环氧煤沥青所组成的环氧煤沥青涂料,具有强度高、绝缘好、耐水、耐热、耐腐蚀介质、抗菌等性能,适用于水下管道及金属结构防腐蚀。同时具有施工简单(冷涂工艺)、操作安全、施工机具少等优点,目前已在国内油气管道推广应用。不过这种防腐蚀层属于薄型涂层,总厚度小于1mm,对钢管表面处理、环境温度、湿度等要求很严,稍有疏忽就会产生针孔,因此施工中应特别注意。
    d.塑料胶粘带防腐蚀层:在制成的塑料带基材上(一般为聚乙烯或聚氯乙烯,厚0.3mm左右),涂上压敏型粘合剂(厚0.1mm左右)即成压敏型胶粘带,是目前使用较为普遍的类型。它是在掺有各种防老化剂的塑料带材上,挂涂特殊胶粘剂制成的防腐蚀材料,在常温下有压敏粘结性能,温度升高后能固化,与金属有很好的粘结力,可在管道表面形成完整的密封防腐蚀层。
    胶粘带的另一种类型为自融型带,它的塑料基布薄(0.1mm左右),粘合剂厚(约0.3mm),塑料布主要起挂胶作用,粘合剂则具有防腐性能。由于粘合层厚,可有效地关闭带层之间地间隙,防止水分从间隙侵入。
    e.聚乙烯包覆层:通过专用机具将聚乙烯塑料热塑在管道表面,形成紧密粘接在管壁上的连续硬质塑料外壳,俗称“夹克”。其应用性能、机械强度、适用温度范围等指标均较好,是性能优良的防腐涂层之一,我国自1978年以来,陆续在各油田试用。夹克防腐层的补口,一般可采用聚乙烯热收缩套(带、片)。
    f.环氧粉末涂层:环氧粉末涂层是将严格处理过的管子预热至一定温度,再把环氧粉末喷在管子上,利用管壁热量将粉末融化,冷却后形成均匀、连续、坚固的防腐薄膜。热固性环氧粉末涂层由于其性能优越,特别适用于严酷苛刻环境,如高盐高碱的土壤,高含盐分的海水和酷热的沙漠地带的管道防腐。环氧粉末涂层喷涂方法自20世纪60年代静电喷涂研究成功到现在,已形成了完整的喷涂工艺,正向高度自动化方向发展。

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