??? 管道的安全性是一個非常重要的問題,而腐蝕往往是造成事故的主要原因之一。對于天然氣埋地管道的外腐蝕,通常是采用在管道外壁涂防腐層來進行防護。
??? 天然氣管道外防腐蝕層材料通常要求要有良好的電絕緣性、一定的耐陰極剝離強度的能力、足夠的機械強度、良好的穩(wěn)定性、破損后易于修補、抗微生物性能好等性能。據(jù)美國1993年統(tǒng)計,各種防腐層按面積計算所占的比例為:熔結環(huán)氧粉末為29.12%,擠塑聚乙烯為39.27%,煤焦油瓷漆為15.94%,瀝青瓷漆為0.37%,煤焦油環(huán)氧為0.8%。下面將對這些外防腐涂層工藝做一個簡單的介紹。
??? (1) 石油瀝青
??? 用石油瀝青作鋼質管道的外防腐涂層,曾經(jīng)在我國占據(jù)壟斷地位。石油瀝青的防腐性能較好,材料來源充足,施工技術成熟。主要缺點是:石油瀝青低溫時硬易脆,隨著溫度的升高硬度急劇下降;壓痕硬度低,受到壓力后極易產生冷流現(xiàn)象;機械強度低,吊裝、運輸、施工各環(huán)節(jié)稍有不慎極易損傷;隨著輸送介質溫度的升高,老化速度明顯加快;抗植物根穿透能力差;不耐微生物腐蝕;熬制過程中對環(huán)境有一定的污染。因此目前用量呈大幅下降趨勢。
??? (2) 煤焦油瓷漆
??? 煤焦油瓷漆是由高溫煤焦油分餾得到的重質餾分和煤瀝青,添加煤粉和填料(比如滑石粉)加熱熬制而成。
??? 煤焦油瀝青是西方傳統(tǒng)的外防腐涂層材料,早期為純煤焦油瀝青,加強物黃麻織品,為提高防腐涂層的熱穩(wěn)定性和機械性能,改進為煤焦油瓷漆。它具有優(yōu)異的防腐性能、耐植物根穿性能、耐細菌腐蝕性能;但與石油瀝青一樣,低溫時硬易脆,隨著溫度的升高硬度迅速下降,壓痕硬度低、機械強度差,對操作人員和環(huán)境具有一定的毒副作用
??? (3) 聚烯烴膠黏帶
??? 早期聚烯烴黏膠帶的致命弱點是對未作極化處理的背材黏結力低,基于使用過程中出現(xiàn)的問題,20世紀90年代發(fā)展起來一批自黏性膠黏帶、雙面膠黏帶等改進型產品,解決了背材的黏結性問題,但聚烯烴膠黏帶的致命弱點是耐土壤應力差。溫度較高時發(fā)軟、抗沖擊耐劃傷性能差等缺陷沒有得到根本的改善,所以20世紀80年代中期起,聚烯烴膠黏帶就很少在長距離、中口徑以上的管道防腐中使用;由于聚烯烴膠黏帶施工方便,目前廣泛用于涂層管道翻修、埋地三通、彎頭等短、小管道的外防腐。
??? (4) 熔結環(huán)氧粉末(FBE)
??? 單層FBE陰極剝離半徑小、抗土壤應力好、原材料耗量小、成本相對便宜;但涂層薄易脆,水氣滲透率高,與擠壓聚烯烴涂層相比,機械強度低,運輸、施工過程中極易產生貫穿性損傷。為提高FBE涂層的耐水性和耐磨性,美國OBRIEN公司于1992年推出了雙層熔結環(huán)氧粉末涂層,內層還是原有的粉末環(huán)氧,外層添加了約15%聚烯烴的粉末環(huán)氧。根據(jù)對西氣東輸和陜京二線工程熱煨彎管防腐涂層抗沖擊的實測值(材料為美國3M公司生產的環(huán)氧粉末),雙層FBE的抗沖擊性能較單層FBE提高了50%以上。