埋地管道3PE防蚀层的阴极剥离性能

国内外标准规范对阴极保护电位规定了最小电位准则,但没有设定最大电位准则。本文通过对阴极剥离原理的分析,阐述了3层pe管道阴极剥离产生的条件,通过实验验证了阴极保护电位与阴极剥离的关系,最后对通电电位的设置提出了几点看法。

阐述了油气输送管3pe防腐层的结构完整性内涵,分析了阴极剥离的发生机理及产生条件,通过试验研究了涂层厚度对抗阴极剥离性能的影响,并结合防腐层涂敷工艺总结了可能影响该性能的几个因素,对相关工艺提出了建议。

采用阴极保护联合3pe防腐蚀层的方法对埋地钢质管道进行了防护。试验模拟了管道3pe防腐蚀层底漆存在、金属基体暴露、金属暴露孔处未与土壤介质接触及与土壤介质完全接触的不同情况,探讨了阴极电流与通电电位之间的关系,研究了通/断电位的负移对试样3pe防腐蚀蚀层阴极剥离的影响。结果表明,试样阴极保护电流的变化与管道3pe防腐蚀层的缺陷存在、土壤接触方式、通电电位密切相关。通/断电电位正于-0.85v(cse)时,难以阻止试样发生腐蚀,通/断电位过度负移将造成3pe防腐蚀层的阴极剥离,使3pe防腐蚀层提前失效。

通过分析钢管防腐层发生阴极剥离的条件、3pe防腐层的特性,得出牺牲阳极阴极保护不会导致3pe防腐层发生阴极剥离。

探讨了3pe防腐涂层的机械式剥离方法及其操作流程。通过对埋地钢管外腐蚀成因和3pe防腐涂层缺陷的分析,提出了电化学防腐涂层剥离方法和已有大管径管道外防腐层剥离机小型化的建议。

在对管道3pe防腐层的行业标准sy/t4013—95进行修订过程中,根据实际生产应用需要,对防腐层厚度指标进行了重新研究。通过详细研究国外pe防腐层厚度确定依据,并调研分析国内3pe防腐管的实际应用情况,认为应该继续沿用依据德国din30670标准制定的3pe防腐层厚度指标;同时通过实际涂敷试验和检测分析,认为可以适当降低焊缝部位防腐层的厚度要求(不得低于管体防腐层厚度规定值的70%)。该研究结果作为新版技术标准sy/t0413—2002及有关的管道工程企业标准的内容,在近两年的实际应用中取得了良好的社会和经济效益

分析探讨了管道补口用环氧底漆在钢体表面产生阴极剥离的条件和机理;模拟试验了管道在实际运行温度下,不同厚度和不同环氧当量的环氧底漆的抗阴极剥离能力,研究表明:涂层厚度对阴极剥离性能影响很大,在相同试验条件下,涂层厚度越大,阴极剥离半径越小;环氧当量越大,阴极剥离半径越大。根据试验结果,对国内管道补口技术规范提出了修改建议。

介绍了热收缩带补口和液态环氧补口的施工程序与要求,并对这两种补口方式的优缺点进行了分析、比较。介绍了解决液态环氧与3pe防腐层粘结问题的具体措施:改变工厂预制环氧底漆的留头方式,提高液态环氧与3pe防腐层的粘结力。建议用液态环氧替代热收缩带补口,以提高3pe管道的补口质量。

钢质管道3pe防腐结构以其优越的防腐性能和良好的加工工艺性,被广泛应用于石油天然气管道建设中。钢管的表面处理质量和聚乙烯类材料的熔体行为直接影响着防腐层的使用寿命。从聚乙烯材料的结构和钢管的表面处理质量方面,对影响钢质管道3pe防腐层性能的因素进行了分析。

埋地管道的阴极保护

针对3pe涂层在国内管道工程应用中存在剥离的现象,对国内外3pe涂层相关标准及技术规格书进行了对比分析。从涂层结构、原材料指标、涂装工艺评定和涂装表面要求及质量检验等四个方面,对比分析了主要技术指标的差异,重点考察了环氧层、表面要求以及长期阴极剥离等指标对3pe涂层质量控制的影响,提出了今后需要进一步改进的性能指标。

地震、滑坡等自然灾害都可能引起管道变形。文章结合抗大变形钢管的应用要求,试验研究了不同拉伸、弯曲变形对3pe防腐层的剥离强度、阴极剥离性能和冲击强度等的影响。结果表明:随着基材变形量的增大,3pe防腐层的剥离强度和阴极剥离性能变差,但变形对冲击强度的影响不显著;变形对于3pe防腐层的层间附着力影响较大,对底涂层fbe与基材的附着力影响最大。

埋地管道沿线不同的地形地貌和土壤分布造成对管道的腐蚀差异。介绍了沿线土壤腐蚀环境，管道采用三层ｐｅ防护层及阴极保护系统的设计、施工及调试情况。阴极保护系统采用强制电流和牺牲阳极两种保护形式。在高电阻率的石方段采用伴随管道同沟敷设的柔性辅助阳极；在山区段采用带状和块状的镁阳极做牺牲阳极。该系统调试运行正常，应用效果良好。

埋地管道阴极保护技术

就目前情况而言,输送天然气石油的钢质管道基本上全部埋置在土壤中,输送的介质具有强烈的腐蚀性,不仅腐蚀管道的内壁,还对外壁有一定的腐蚀,若管道腐蚀得严重出现孔洞,那么会引发事故,产生危害的机率是非常高的。重点探讨阴极保护技术在埋地钢质管道中的应用情况,其参考意义重大。

西气东输二线部分管道采用x80直缝钢管,常规的3pe防腐层涂敷过程会对x80直缝钢管力学性能产生不利的影响。针对x80直缝钢管对防腐层的涂敷温度要求,研究了可在低温下(在185～195℃温度范围内)固化的3pe防腐涂层及低温涂敷工艺,而涂层的性能能够达到常规涂敷(200～230℃涂敷)的3pe防腐层性能,满足西气东输二线管道工程对3pe防腐层的防腐性能要求。

阴极保护和防护涂层的联合应用是埋地钢质管道腐蚀防护普遍采用的一项技术,已在国内数万公里管道上应用,并取得了显著效果。文章介绍了阴极保护的参数、目前采用较先进的3pe防护涂层(三层结构聚乙烯涂层,底层是熔结环氧粉末,面层是聚乙烯)下的阴极保护参数。通过对实例的研究分析,介绍阴极保护对3pe环氧粉末涂层的影响。

近年来随着城市规模的不断扩大，工业的快速发展，管道的应用规模不断扩大，埋地钢质管道阴极保护技术在应用范

介绍了国外3pe防腐技术的开发、应用以及我国3pe防腐设备的引进、吸收、国产化的发展过程和在石油天然气管道建设中的使用情况。阐述了3pe防腐标准的制订过程,埋地钢质管道防腐采用3pe结构的可靠性。在市场经济条件下,对3pe防腐采用的原料质量和要求、现用标准存在的问题、涂敷工艺过程的质量控制等提出了意见和建议。

管道3pe防腐涂层使用的聚乙烯专用料在国内外输油、气工程中得到了广泛的应用,但对其热性能的研究鲜见报道。采用热重分析,结合coats-redfern法对热分解过程进行了研究,用红外光谱、力学拉伸等方法考察了不同加热温度对聚乙烯专用料的性能和组成的影响。研究结果表明:当热分解温度达到315℃以上时,聚乙烯专用料的失重速率迅速变大,371℃时失重速率达到最大;coats-redfern法适用于聚乙烯专用料的热分解动力学分析,整个热分解过程可分为四个阶段,其中第三失重阶段范围为316～402℃,活化能最高达到167.9kj/mol,样品质量分数变化也最大,即从96.1%降低到12.0%;在245℃以上处理1h时,聚乙烯专用料的力学性能呈明显下降趋势,性能的下降主要是由于芳香族化合物及氧化产物的生成。

针对埋地管道的特点,对阴极保护施工程序进行研究,提高对阴极保护设备和设施的管理水平,发挥阴极保护措施的应用效率,降低对金属管道的腐蚀,延长金属管道的使用寿命,促进管道输送效率的提高。

简要介绍先进的埋地管道防腐工艺——管道三层pe防腐,在埋地天然气管道、给排水管道中的应用,三层pe管道防腐工艺逐渐取代传统的管道防腐工艺。