输气管道的腐蚀与防护技术5、6

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二.管道外壁防腐蚀层
•
在管道防腐蚀材料的研究中， 在管道防腐蚀材料的研究中，都着眼于 发展复合材料或复合结构。 发展复合材料或复合结构。强调防腐蚀层要 具有良好的介电性能、物理性能， 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。达到防腐、 学性能和较宽的温度适应性能等。达到防腐、 绝缘、保温、增加强度等多种功能。 绝缘、保温、增加强度等多种功能。各国根 据本国的资源情况、管道工作环境、 据本国的资源情况、管道工作环境、技术水 平等发展自己的防腐材料， 平等发展自己的防腐材料，逐步形成了石油 沥青、煤焦油、聚烯烃、 沥青、煤焦油、聚烯烃、环氧树脂等高分子 聚合物的防腐材料系列。 聚合物的防腐材料系列。
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常见的四种外防腐层的性能及适用条件
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三.埋地管道的阴极保护
•
阴极保护就是要消除金属结构上的腐蚀电 而防止电化学腐蚀。根据国内外的时实践， 流，而防止电化学腐蚀。根据国内外的时实践， 为使埋地管道得到有效的保护，阴极保护必须 为使埋地管道得到有效的保护， 满足下述要求： 满足下述要求：
2）防腐蚀层应具有一定的耐阴极剥离强度 的能力
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3）足够的机械强度
• • • • • 有一定的抗冲击强度， 有一定的抗冲击强度，以防止由于搬运和土壤压力 而造成损伤； 而造成损伤； 有良好的抗弯曲性， 有良好的抗弯曲性，以确保管道施工时受弯曲而不 致损坏； 致损坏； 有较好的耐磨性，以防止由于土壤摩擦而损伤； 有较好的耐磨性，以防止由于土壤摩擦而损伤； 针入度达到足够的指标，以确保涂层可抵抗较集中 针入度达到足够的指标， 的负荷； 的负荷； 与管道有良好的粘结性。 与管道有良好的粘结性。
主要优点 粘结力强， 粘结力强，适用 温度范围宽（ 温度范围宽（30~110℃） 耐 ，耐 ℃ ， 土壤应力和耐阴 极剥离性能好 能防止植物根茎 穿入， 穿入，抵御细菌 及碱类的腐蚀， 及碱类的腐蚀， 防水及抗老化性 能好，成本低 能好， 电绝缘性能好， 电绝缘性能好， 机械强度高， 机械强度高，吸 水率低， 水率低，耐土壤 应力好 兼有大熔结环氧 粉末和二层聚乙 烯结构的优点
• 2.防止地下金属管道内壁腐蚀的控制措施 2.防止地下金属管道内壁腐蚀的控制措施
• 1）控制管输天然气的腐蚀性 –脱水 脱水 –脱除H2S 脱除H 脱除 –添加缓蚀剂 添加缓蚀剂
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2.防止地下金属管道内壁腐蚀的控制措施 2.防止地下金属管道内壁腐蚀的控制措施
5）防腐层破损后易于修补 6）抗微生物性能好
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2.防腐蚀层材料选择因素 2.防腐蚀层材料选择因素
• 粘结力、抗老化性能、化学稳定性能是否优良； 粘结力、抗老化性能、化学稳定性能是否优良； • 施工工艺的先进性； 施工工艺的先进性； • 管道的地理位置和地势情况，包括城市、山区、 管道的地理位置和地势情况，包括城市、山区、 沼泽、河流等； 沼泽、河流等； • 管道通过地区的土壤或回填类型； 管道通过地区的土壤或回填类型； • 管道运行的温度和施工过程中的环境温度； 管道运行的温度和施工过程中的环境温度； • 装卸要求和储存条件； 装卸要求和储存条件； • 防腐蚀层的费用，包括材料、涂敷、修补以及 防腐蚀层的费用，包括材料、涂敷、 防护损坏等费用。 防护损坏等费用。
第五章 腐蚀控制方法
• 一.基本方法 • 1.正确选用金属材料 1.正确选用金属材料 • 2.合理设计金属结构 2.合理设计金属结构
–结构件形状应尽可能简单和合理 结构件形状应尽可能简单和合理 –防止残余水分积存的腐蚀 防止残余水分积存的腐蚀 –防止电偶腐蚀 防止电偶腐蚀 –防止缝隙腐蚀 防止缝隙腐蚀 –防止流体流动形式造成的腐蚀 防止流体流动形式造成的腐蚀
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一.基本方法
• 3.加缓蚀剂 3.加缓蚀剂
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一.基本方法
• 4.采用电化学保护 4.采用电化学保护
–阴极保护 阴极保护
• 牺牲阳极法 • 强制电流法
–阳极保护 阳极保护
• 5.表面覆盖层保护 5.表面覆盖层保护
–金属镀层 金属镀层
• 1）在通电的情况下，管线相对于饱和铜-硫酸铜参比 在通电的情况下，管线相对于饱和铜电极间的负电位至少为0.85 0.85伏 电极间的负电位至少为0.85伏； • 2）通电情况下产生的最小负电位值与自然电位间的负 300毫伏 偏移至少为300毫伏。当有硫酸盐还原菌存在时， 偏移至少为300毫伏。当有硫酸盐还原菌存在时，外加 负电位应增至0.95 0.95伏 负电位应增至0.95伏。
防腐蚀层种类 聚乙烯包覆层(夹克 夹克) 聚乙烯包覆层 夹克 加强级沥青防腐蚀层 普通级沥青防腐蚀层 旧沥青防腐蚀层 裸钢管 所需保护电流密度,mA/m2 所需保护电流密度 0.001~0.007 0.01~0.05 0.05~0.25 0.5~0.35 5~50(平均 30) 平均
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4）有良好的稳定性
耐大气老化性能好； 耐大气老化性能好； 化学稳定性好； 化学稳定性好； 耐水性好，吸水率小； 耐水性好，吸水率小； 有足够的耐热性，确保其在使用温度下不变形、 有足够的耐热性，确保其在使用温度下不变形、不 流淌、不加快老化速度； 流淌、不加快老化速度； • 耐低温性能好，确保其在堆放、 耐低温性能好，确保其在堆放、拉运和施工时不龟 不脱落。 裂、不脱落。 • • • •
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防腐层种类及材料 熔结环氧粉末（ 熔结环氧粉末（聚 乙烯、环氧树脂、 乙烯、环氧树脂、 酚醛树脂） 酚醛树脂）
煤焦油瓷漆（ 煤焦油瓷漆（底漆 +瓷漆 内外包扎 瓷漆+内外包扎 瓷漆 带）
（ 二层聚乙烯结构 胶 粘剂+聚乙烯 聚乙烯） 粘剂+聚乙烯）
（ 三层聚乙烯结构 环 氧粉末+共聚物 共聚物+聚 氧粉末 共聚物 聚 乙烯） 乙烯）
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3.防腐蚀层综合性能评价 3.防腐蚀层综合性能评价
1）用防腐蚀层面电阻评价防腐蚀层质量等级
防腐蚀层质量等级 面电阻,Ω·m2 面电阻Ω 极好 ＞10000 好 中等 5000~10000 2000~5000 劣 50~2000 极劣 ＜50
2）用阴极保护所需的保护电流密度对防腐蚀层质量做评价
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四.杂散电流腐蚀的防护
•
埋地管道经常遇到的杂散电流是直流电力系统的 漏泄电流和来自其他阴极保护系统的干扰电流， 漏泄电流和来自其他阴极保护系统的干扰电流，其干 扰范围大，腐蚀速度快，且受多种因素的影响， 扰范围大，腐蚀速度快，且受多种因素的影响，防护 难度较大。 难度较大。 • 管道附近是否存在杂散电流和其强度大小， 管道附近是否存在杂散电流和其强度大小，以及 是否需要采取防护措施，各国都有相应的标准。 是否需要采取防护措施，各国都有相应的标准。我国 的《埋地钢质管道直流排流保护技术标准》的规定是： 埋地钢质管道直流排流保护技术标准》的规定是： 当管道上任意点的管地电位（ 当管道上任意点的管地电位（以附近大地为基准所测 的管道对地的电位）正向偏移100毫伏， 100毫伏 的管道对地的电位）正向偏移100毫伏，或管道附近土 壤的电位梯度大于2.5毫伏/米时，管道应及时采取直 2.5毫伏 壤的电位梯度大于2.5毫伏/米时，管道应及时采取直 或其他防护措施。 流排流保护或其他防护措施 流排流保护或其他防护措施。
主要缺点 易受冲击破坏， 易受冲击破坏， 吸水敏感， 吸水敏感，耐光 老化性能差， 老化性能差，对 涂装过程要求严 格，成本高 抗土壤应力及热 稳定性差， 稳定性差，与阴 极保护的相容性 差，污染环境 粘结力较差， 粘结力较差，阳 光下易老化
成本高， 成本高，涂敷工 艺复杂
适用地区 大部分土壤环 境，不能用于石 方段、 方段、地下水位 高及土壤含水量 较高处 大部分土壤环 水位高、 境，水位高、植 物根茎多、 物根茎多、微生 物活动多的沼泽 或灌木地区 大部分土壤环 境，机械强度要 求高， 求高，土壤应力 破坏大的地区 适用于苛刻环 如碎石土、 境，如碎石土、 石方段、 石方段、土壤含 水高、 水高、植物根系 多的地区
• 2）选用耐腐蚀金属材料 • 3）管道内表面覆盖层 • 4）定期清管
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第六章 管道外壁腐蚀层和阴极保护
• 一.防腐蚀材料的基本要求
• 1.材料性能 1.材料性能 • 1）良好的电绝缘性
防腐蚀层相对两面之间一定面积的电阻不应小于 10000Ω 10000Ωm2； 耐击穿电压强度不得低于电火花检测仪检测的电压 标准； 标准；
• 阳极性镀层 • 阴极性镀层
–非金属镀层 非金属镀层
• 有机涂层 • 无机涂层
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二.地下管道腐蚀的防护
• 1.防止地下管道外壁腐蚀的措施 1.防止地下管道外壁腐蚀的措施
• 1）管道外壁防腐绝缘层 • 石油沥青、煤焦油瓷漆、环氧煤沥青、 石油沥青、煤焦油瓷漆、环氧煤沥青、聚乙烯 胶粘带、聚乙烯、聚丙烯、环洋粉末等。 胶粘带、聚乙烯、聚丙烯、环洋粉末等。 • 2）管道的阴极保护