概述:本文针对目前各类海洋管道的腐蚀防护问题,从实际应用角度客观分析了目前各类海洋管道的防腐现状及存在问题。并对目前随着科学技术的发展而诞生的一些新技术,进行了可行性应用分析,以期引起相关行业对海洋管道防腐的重视,提高防腐新技术的应用水平。
目前海洋管道有几大类:跨海供水管道、采油的输油管道、深海排污管道。由于海洋潮汐流动所造成的不稳定性,对管线的自体强度有较高的要求。所以,海洋管道一般均采用钢质管道。然而,钢质管道耐腐蚀性较差,一旦出问题,修复难度极大,特别是海底输油管道,往往抢修一个漏点就要花费近亿元。如此高的费用,对于输水和排污管道几乎不存在抢修的可能。因此,要想有效延长海洋管道的使用寿命,海洋管道的腐蚀与防护问题就显得格外重要。
1、目前我国海洋管道的防腐现状
在以上几类海洋管道,要属输油管道的防腐等级最高了。它采用的是目前防腐界普遍采用的三PE防腐,它是三层结构,喷沙除锈后喷涂环氧粉沫,然后涂共聚物胶,再缠上PE带,其中的共聚物胶会与环氧涂层和PE带发生化学反映,使三层材料相融为一体,每节管道留出焊口,管道焊接连接后采用热收缩套封装焊口,完成管道的整体防腐工作,检测电压1.5万伏。由于技术上原因,内防腐不做。
海洋供水管道现在大多也采用三PE防腐,内涂环氧类瓷器或采用水泥沙浆防腐。三类管道中,最属污水排海管道防腐等级低,目前仍沿用着几十年前的常规防腐方法,环氧煤沥青防腐,存在问题也最多,但大多是近海排放,更换费用不高。近年来,为保护近海环境,国家规定污水一定要深海排放。排海管道的大幅延长,使腐蚀更换的费用大幅增加。那么,大幅提高防腐等级,已显得尤为重要。
2、目前海洋管道防腐技术存在的问题探讨
2.1、三PE防腐技术上存在的缺陷与目前市场上材料的质量问题
2.1.1、技术问题。环氧粉沫防腐涂层厚度,国际标准是250微米,是抛丸除锈最深处70微米的三倍以上,而我们的国家标准是150微米,达不到抛丸除锈最深处70微米的三倍,其次是环氧粉沫喷涂的温度要求应达到200度以上,而我们的许多防腐加工企业却将喷涂温度控制在100度到120度之间,影响环氧粉沫的凝结强度,此外,在环氧粉沫与PE薄膜之间应该使用聚乙烯接枝胶,为了降低工程成本,而现在许多加工企业使用的是常规热熔胶,使胶和PE材料的使用寿命不统一,质量次的热熔胶寿命只有3-5年。如果现在铺设管道施工中采用的是螺旋焊管,焊缝的高度是两毫米,采用T模缠绕法PE胶带不能将焊缝两侧造成的沟槽完全覆盖,空气不能全部排出,是防腐工艺中的大忌。而且如果铺设的管道是自重较大的大口径钢管,遇到管沟中石块等硬物,必将搁伤PE和脆性的环氧粉沫层造成管道腐蚀隐患。接口密封性也是值得商榷的,PE带缠绕搭接部分留下了错台,收缩套很难将其完全密封,尤其是用在海洋管道防腐,一处接口渗漏,便是百分之百的事故隐患。
2.1.2低价竞标造成的人为质量隐患
世界上任何事物都具有两面性,工程招标也是一样,在许多工程甲方一味坚持以低价中标的原则下,迫使参标工程企业和原料生产方为中标,违反经济规律竞报低价。在生产成本上大做文章,因为赔钱生意谁都不会做,故此,造成了防腐工程市场上许多防腐技术名不符实。
问题一、环氧粉沫中漆加20%至40%的滑石粉,降低工程成本,采用这种材料防腐后的钢管,未埋地之前电火花检测合格,埋地一周后,地下潮气使滑石粉分解,再检测全是电火花,防腐效果完全不合格。
问题二、市场上大量应用的二PE和三PE采用的不是防腐效果和寿命良好的聚乙烯接枝胶,而是采用成本较低,寿命只在3-5年的EVA胶或普通热熔胶,几年后造成PE胶带的离骨松脱,严重影响防腐质量。
由此看来,任何一项新技术的应用总结都是非常重要的环节。
2.2、水泥内涂质量上易发生的问题。水泥做内涂材料在我国供水管道上属大量应用,至今在球墨管内壁上还在大量应用,其易龟裂脱落,造成灰份污染水质的情况是众所周知的。其次。由于其表面粗糙且吸水存留的特性,容易形成细菌大量滋生,产生大量的硫酸盐厌氧菌,造成水质的二次污染。因此,国际上有些发达国家已停止使用水泥内涂防腐。应该引起我国相关部门的高度重视。此外,小口径管件内接口处无法处理的问题也是防腐的重要隐患。
环氧煤沥青防腐存在的技术质量问题。
2.3.1、薄脆易损,强度不够。
重防腐涂层的抗冲击强度应该是一项非常重要的技术指标,加拿大的著名管道公司NOVA公司认为,如果管道埋在一般性的土壤中,涂层的抗冲击强度不应低于5。6J,若埋在多石地层中,则涂层的抗冲击强度不应低于17J。美国NACERP0169-96《埋地或水下金属管道系统的外腐蚀控制》标准的第五章第5.1.2.1条第(7)款规定:涂层必须“能够抵御搬运、储存和安装期的损坏”。实际应用中,环氧煤沥青涂层很难达到以上标准。今年十月份笔者在去温州某DN1200供水钢管安装工程现场时看到,现场将已做好两布四油环氧煤沥青防腐的两根长6米的管道在马路上滚动对接焊接时,打眼的石块及路面上的小石子将防腐涂层许多地方都咯坏了,露出了管体。问及怎么修补时,工人说,用漆一抹就行了,没有问题。试想,这样的防腐强度怎么会没有问题呢?在实际安装中,没有哪个工程队伍会将沟底的石块捡净,将回填时的土过筛!管道工程投资巨大,防腐涂层还不到总投资的5%。但是它起到的作用却何止是百分之五!
2.3.2、成本与质量易受人为因素影响
环氧煤沥青从诞生至今,已沿用了几十年,却始终没有环氧含量的标准与检测方法。而环氧却又是该涂层的耐蚀和成本构成的重要成份。对于人为降低涂层的有效成份,获取不当得利的低质工程。却无检测方法!在科学飞速发展的今天,对于影响管道使用寿命的涂层成份含量没有科学检测方法的产品,大面积应用应该是不科学的。加之环氧煤沥青涂层工艺复杂,却操作方便,一个轨道轮架,一把刷子一个桶即可操作,操作工人的责任心便成了防腐涂层质量的关键因素。为加快操作速度,两层玻璃丝布一次缠绕,第一层油不待干透便涂二遍,然后一块晾干。且不论有没有漏点,单多层一起风干,溶剂挥发留下的针孔便成了重大质量隐患。2005年南方某市煤气公司管道检漏普查时发现,有条管道每十米左右便有一处泄漏点,雨水大时,有些地段还能看见跑气造成的气泡,很是吓人。据曾经参加过这条管道安装的师傅讲,当时为了赶工期,接口没按规范严格操作,出现了问题。试想,涂层这么容易受人为因素影响,怎么能够保证防腐质量呢?况且分层固化与多层一块固化又很难识别,特别是从管厂就加工好运到现场的涂层,更无法检验了。环氧煤沥青在25℃的环境下每道漆表干要4小时,实干要16小时,气温低时,固化所需时间更长。那么全年究竟有多少天气温在25℃以上呢。严格按规定操作带来漫长的固化干燥时间,使得环氧煤沥青无法大规模机械化涂敷,在工期与利润成反比的今天,哪个施工队又能严格按照施工规范操作呢?
2.3.3、吸水率高,耐电冲击指标超低
在我国,各类埋地管道除了个别临时线外,均是永久性管道,使用寿命越长越好。也就是说,防腐蚀涂层的耐蚀等级越高越好。吸水率和耐电冲击是检测涂层的重要指标。环氧煤沥青的吸水率是0.4%。电火花检测3000伏。与煤焦油瓷漆缠带,热挤压的石油沥青胶带和目前市场上大量应用的环氧粉沫喷涂,三PE防腐等级相差甚远。防腐等级低带来的电阻参数低,又大幅提高了目前国家强制实行的阴极保护成本的投入。也就是说,防腐涂层的电阻值越高,阴极保护所须施加的保护电流越小,投资与维护成本也就越小。由于环氧煤沥青涂层的防腐层电阻远低于其它涂层,仅5000Ω。㎜2.势必将大大增加阴极保护的投资成本与维护成本。因此,全面综合地设计防腐工艺是至关重要的,可以避免顾此失彼情况发生。目前市场上使用较多的几种重防腐材料的电阻值分别是:
1)热挤压石油沥青\煤焦油瓷漆:10000Ω。㎜2.
2)塑料覆盖层:50000Ω。㎜2.
3)环氧粉沫:50000Ω。㎜2.
4)三层复合结构:100000Ω。㎜2.
5)环氧煤沥青:5000Ω。㎜2.
环氧煤沥青自五十年代诞生以来,一直受到了世界各国防腐蚀行业的高度重视,并被列在世界各国防腐蚀规范中的推荐使用目录中。1969年由美国腐蚀工程师协会制定的NACERP0169《埋地或水下金属管道系统的外腐蚀控制》标准推荐使用目录中便有了环氧煤沥青的身影,并在其后1972、1976、1983年的三次标准修订中均被重新推荐。然而环氧煤沥青在该规范的1992年修订中被删除了,由此看来,环氧煤沥青自身存在的技术缺陷是其被删除的重要原因。
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