钢质管道内壁腐蚀及防腐层.docx

钢质管道壁腐蚀与防腐层管道壁腐蚀与介质的化学性质、温度、压力、流速有关，介质中所含的酸、碱、盐和其 它化学物质与管道壁发生化学和电化学反应，直接腐蚀管道化工厂、炼油厂、油田污水中 所含的油和溶剂会使涂层溶胀、溶解，使其降低防腐性能介质的流速和固体颗粒的磨损会 加速涂层的破坏，介质温度升高会增加介质的腐蚀性，而且使涂层变软，降低机械强度，失 去粘结力，降低电性能，加速涂层老化所以要根据介质的上述性质、状态，设计选择涂层 的材料、涂层结构和涂层厚度为了更合理更经济的选择涂层，输水管道应分为输送常温普 通水和输送油田、炼厂的含油、含化学添加剂、含酸碱盐而且带有一定温度的工业污水两类， 对后者的防腐层需要提高等级并有某些特殊要求1.1常温普通水管道防腐层1.1.1腐蚀环境本节钢质输水管道输送的是饮用水、江河水、海水、湖水和生活污水，温度为常温，流 速处于层流速状态1.1.2腐蚀等级根据上述输送介质的化学性质和物理状态，腐蚀等级可分为弱腐蚀、中等腐蚀和强腐蚀 三个等级，见表4-1表4-1腐蚀环境和防腐层等级腐蚀环境输送介质防腐层等级弱腐蚀环境江河水，湖水、地表水、饮用水普通级中等腐蚀环境海水、盐碱地区湖水、生活污水、回收中水加强级强腐蚀环境工业污水、盐湖卤水、盐碱水、酸性水质特加强级1.1.3防腐层要求管道防腐层有两个功能，一是防腐，二是减阻。

管道防腐层的要求与外防腐层基本相同， 见本书第三章3.1.3节，包括：电性能、机械性能、稳定性、抗微生物破坏性能、施工工艺 性能、经济指标和低碳、节能环保要求因管有流动的液体，液体中含固体颗粒，管衬层要 抵抗固体颗粒的磨蚀，要有一定的耐磨性能，其测试方法包括国标GB/T 1768-1979《漆膜耐 磨性测定法.》和国际标准 ASTM D969-93 （路标漆渗色程度的实验室试验方法》衬层要有 减阻作用，随着表面粗糙度的降低，摩擦系数也相应地减小，摩擦系数降低的比率随着雷诺 数的增加及管径的减小而增加管径对减小摩擦系数的影响，随着雷诺数的增高而有所减少、 当雷诺数在15~107时，摩擦系数的变化最大表面粗糙度为4.5|am的工业管道涂后可提 高液态介质输送能力22%，输气管道则是24%，在相同输量下液体压降低将减少、33%，或 者可缩小管径8%管道涂衬将带来减少输送能耗、增加输量、缩小管径等经济收益1.1.4防腐层的种类与标准管道防腐层主要有环氧类、聚氨酯类、水泥砂浆和聚合物砂浆村里早在1957年，美国天然气协会（AGA）进行了一项称^NB14的天然气管道表面涂层研 究，对38种不同类型的用于天然气管道涂层的材料进行了对比和筛选，最后得出结论，环 氧树脂涂料最优异。

环氧树脂涂料是以化学键与金属结合，粘结力大，涂层坚硬，柔韧性好， 抗渗透性强，耐水、耐溶剂性好，化学性质稳定，耐酸碱盐侵蚀，收缩率低、热膨胀系数小， 可常温施工，施工工艺简便易行（详见第7章7.10节液体环氧涂料防腐层）目前尚无用于管道防腐的液体环氧涂料国家标准，有中石油行业标准 SY/T 0457-2010 《钢质管道液体环氧涂料防腐层技术标准》，但此标准是针对石油化工行业较严酷的腐蚀情 况而制定的在油田、炼厂、石油化工厂的污水中含有石油、石油制品、苯类和氯化烷烃， 这些物质会溶解、溶胀有机涂层在污水中还含有在酸洗、碱洗工艺汇总产生的酸、碱、盐 及各种化学添加剂若生产车间和装置出现生产事故，还会有高温的油品和有机化工产品排 人污水管网因此提高了管道涂层的防腐性能若在输送常温普通水质、生活污水、海水等 情况下，选用此标准会过度提高涂料的成本，提高涂层的造价，不适当地增加工程投资，不 宜采用美国国家标准协会/美国自来水厂协会的ANSI/AWWAC210-07《钢质水管道液体环 氧外防腐层》比较全面科学地制定了输水管道液体环氧涂料的技术要求，经济实用，完全适 合与我国的普通输水管道ANSI/AWWA C210-07 部分容摘录：2）本标准特别说明本标准对供水工业提供选择和评定用在自来水供水工业系统的液体环氧涂料的指导原则，并对在自来 水供水工业钢质水管道使用的衬里和涂层设定最低要求。

当输送水的含沙量或流速超过通常水平时，建议此标准的使用者考虑增加衬层厚度，成用水渠代替如果预计已经涂敷的管子会在地面上存成相当长时间，应采取措施使涂层不受紫外线和大气、环境及 其他条件的影响发生降解b） 涂料和衬里结构① 一层双组份化学固化的环氟底漆和一层多多层不同型号的双组价、化学固化的环氟面漆② 两层或多层同型号的双组价、化学固化的环氧涂料，在此情况下，第一层可认为是底漆③ 单层、双组价、无溶剂、化学固化的环氧涂料c） 液体环氧涂料本标准使用的涂料是呈液体状态、化学固化的环氧涂料固化剂可以是胺类、胺加成物、苯甲氨基醇、 聚胺类或其他环氟固化剂环氟树脂可以用煤焦油、酚醛树脂或其他改性材料进行改性用在底漆和面漆 的材料应由同一生产厂生产d） 涂层厚度外涂层和衬里的最小和最大干膜厚度（简称 DFT）由用户规定最小干膜厚度应为406 um（ 14 mils ）e） 防腐层要求在固化后、埋地前，涂层体系应是一个连续的涂膜，没有针孔，没有第5.1节所描述的缺陷，并应通 过第5.1.5条的电检测f） 涂敷管防腐层检验在车间或现场涂敷的环氧涂层体系的检测试验要求试验项目最低要求试验方法电检测（针孔）2500V见 5.1.5粘结性a. ASTM D 3359(A 法)b. ASTM D 45414A级800psi ( 5.5MPa)见 5.1.6见 5.1.6干膜厚度16mils ( 406 pm)见 4.3.2.1 和 5.1.4g）实验室涂敷试件检验在实验室涂敷试件的检测试验要求试验项目最低要求最高值试验方法浸泡试验（液下和气相）（30d）a. 脱离子水b. 1%（w）硫酸溶液c. 1%（w）氢氧化钠溶液通过通过通过—见 5.2.1.1阴极剥离—剥离半径9.53mm见 5.2.1.2h）涂敷施工优先使用无气喷涂法或离心叶轮式涂敷机。

用于管道防腐的液体环氧涂料品种很多，涂料中成份不同，价格不同，性质也有差异， 用途上各有侧重，加环氧煤沥青主要用于污水、海水、工业用水，环氧钛白漆、环氧瓷用于 饮用水、江河水，环氧玻璃鳞片用于酸、碱、盐水等强腐蚀性水质根据水质的性质，选择 普通级、加强级和特加强级结构，见表4-2、表4-3和表4-4表4-2普通级防腐层结构应用围方案涂层种类涂层结构遍 数每遍厚度（um）合计用量 （kg/m）弱腐蚀环境 普通水 中水（40°C以 下）1溶剂型环氧煤沥青涂料①环氧铁红底漆1^400.15②溶剂型环氧煤沥青涂 料4>800.8总厚度＞4002环氧瓷涂料（黑色）环氧瓷涂料（黑）1>4000.8总厚度＞400弱腐蚀环境 饮用水（40°C以下）1溶剂型环氧 钛白漆（无毒型）①环氧铁红底漆1N400.15②溶剂型环氧钛白漆4>800.8总厚度＞4002环氧瓷涂料（白色、无毒）环氧瓷涂料（白）1>4001.0总厚度＞400表4-3加强级防腐层结构应用条件 方案涂层种类| 涂层结构 遍数每遍厚度|合计用量.1溶剂型环 氧煤沥青 涂料①环氧铁红底漆②溶剂型环氧煤沥 青涂料16总厚度〉600(pm)^40>80-(kg/吊)0.151.5①环氧铁红底漆1N400.15弱腐蚀水质②环氧玻璃鳞片涂(40~80°C)2环氧玻璃料（含环氧煤沥青4>1000. 8鳞片涂料玻璃鳞片涂料）③环氧清漆1N600.15总厚度＞5003环氧瓷环氧瓷涂料1>6001.2总厚度〉6001厚浆型环氧煤沥青①环氧铁红底漆②厚浆型环氧煤沥14N4080-1200.150. 8涂料青涂料总厚度〉600①环氧铁红底漆1N400.15中等腐蚀条②环氧玻璃鳞片涂件2环氧玻璃料（含环氧煤沥青4>1001.0（40°C以下）鳞片涂料玻璃鳞片涂料）③环氧清漆1N600.15总厚度＞500环氧瓷涂料1>6001.53环氧瓷（双组份喷涂）总厚度〉600表4-4特强级防腐层结构应用条件方案涂层种类涂层结构遍 数每遍厚度（pm）合计用量 （g/m）强腐蚀环境（40°C以 下）1无溶剂环氧瓷 涂料无溶剂环氧瓷涂料1>10002.5总厚度N10002无溶剂环氧玻 璃鳞片涂料①环氧铁红或环氧富 锌底漆1N400.15②无溶剂环氧玻璃鳞 片涂料（含环氧煤沥青 玻璃鳞片涂料）1>10002.2③环氧清漆2N600.15总厚度N1000（2）熔结环氧粉末防腐层用高分子环氧树脂制成固体粉末涂料，喷涂在加热后的钢管上，环氧粉未受热后熔融， 并发生固化交联反应，形成防腐层。

其技术要求详见中国石油天然气集团公司编制的SY/T 0442-2010《钢质管道熔结环氧粉末防腐层技术标准》3） 聚氨酯类涂料聚氨酯类涂料根据配方的化学组成分为聚脲、聚氨酯（脲）和聚氨酯涂料其技术要求 见中国石油行标SY/T 4106-2005 （管道无溶剂聚氨酯涂料外防腐层技术规》（4） 水泥砂浆衬层钢管、铸管的水泥砂浆衬层与管壁紧密结合，耐冲击性能很高，不易损坏，不仅给管壁 提供了物理性屏障，使水与管壁隔离，还给管表面提供防腐蚀的化学环境水泥砂浆含氢氧 化钙，是强碱性，PH值在12~13之间，在如此高PH值环境下，钢铁表面形成氢氧化铁保 护膜，使表面钝化，减缓和防止腐蚀的发生当输送含Cl-、S/C/HC等离子浓度高水质偏酸部精况下，水泥砂浆衬将 被腐蚀、碳化，失去对钢铁的保护作用水泥砂浆被腐蚀、胀裂、破坏的原因详见3.6章钢 筋混凝土管防护近年来，国外采用水泥砂浆中加入高分子树脂或在水泥砂浆表面再涂液体 环氧对水泥砂浆进行保护采用水泥砂浆村里，尤其是聚合物水泥砂浆村里是防止水管线腐蚀的最常使用的方法， 技术标准包括：国家标准《球墨铸铁管水泥砂浆离心法衬层一般要求》（GB/T 17457-98 ）， 石油行业标准《钢质管道水泥砂浆村里技术标准》（SY/T 0321-2000 ）。

5） 聚合物砂浆村里输送盐水、海水、酸碱污水不能采用水泥砂浆村里，介质中的SO 4- .ClCO 2-、HCO3 等离子会浸蚀水泥砂浆，造成管道的腐蚀在水泥砂浆中加入聚合物配制成聚合物砂浆，增 加了抗水性能，涂层密实、粘结力大、机械强度高，耐腐蚀中国山核电站三期工程海水管 道采用聚合物砂浆村里，增加了抗蚀能力，满足电站安全运行40年的要求金山石化总厂 DN1800m。