国 内 外 管 道 防 腐 的 现 状 与 发 展
宋 秀 丽
摘 要 ：管道工程市场的日趋扩大 ，为管道防腐技术提出了越来越高的要求 。针对现阶段国内外管道防腐技术的状况 , 提出了今后的研究和发展方向 。指出在不久的将来 ，管道防腐技术会有新的突破 。 关键词 ：管道腐蚀 ，防腐涂料 ，粘结力 ，塑料 中图分类号 : T U991138 文献标识码 :A
蚀 ，耐石油及其产品溶解 ，抗土壤应力 ，抗植物根茎穿透 ，耐阴极
117 熔结环氧能阻挡氧的传输 ，能透过阴极保护电流 ，与钢铁基 体有良好的粘结力 ，特别是在较低温度和较高温度下仍具有较好
的抗物理损伤 、
耐腐蚀和抗水渗透性能 。
管道的内腐蚀在我国刚刚起步 ，与发达国家相比还有一定差 距 。管道内腐蚀不仅保护管道不受腐蚀介质的侵害 ，而且改善管 道内部流体运动状态 ，提高管内表面光洁度 ，减少水力摩阻 ，从而
使输送动力降低 ，输送量增加 ，降低运输成本 。内防腐主要有聚 乙烯粉 、环氧聚乙烯双涂层 、POA 、POE 、POF 、环氧粉末 ( F BE ) 。 2 对管道防腐层性能评估与比较
管道的腐蚀在内外壁都会发生 ，外壁腐蚀主要是土壤腐蚀 、 硫酸还原菌腐蚀及管道附近杂散电流腐蚀造成的 ，腐蚀过程基本 属于化学腐蚀 ，内腐蚀主要取决于输送介质 。目前大部分输送介 质中含水量及 C l 、H 2 S 、CO 2 腐蚀介质等的含量较高 ，管道的内腐 蚀速度不断增加 ，防止管道腐蚀的有效方法就是利用保护涂层隔 离管道与腐蚀介质的接触 ，屏蔽腐蚀环境 ，隔断阴极与阳极之间 的联系 ，使电路中断 。
基于上述原因对各防腐层可按 10 个考察因素进行评估 , 以
10 分为满分 。考察因素及满分标准如下 (有代表性的) :
211 土壤应力 ：管道埋地后 ，周围土壤在季节性的板结溶解和气
候干湿交替变化过程中 ，发生相对移动 ，对防腐层表面产生推拉
应力 ，可能导致防腐层褶皱 、下垂或开裂 。混炼机
212 粘结力 ：粘结力使防腐层紧密粘附在钢管表面 , 不发生剥
离 ，以有效保护钢管 。同时良好的粘结力还是防腐层抵抗土壤应 力破坏的基础 ，对内壁来说 ，则是防腐层对抵抗输送介质应力破 坏的基础 ，以防腐层对钢管的粘结力最强为好 。
213 表面处理要求 ：涂装前对钢管的表面处理成本占整个防腐 层施工成本的 2Π
3 ，防腐层失效的重要原因又往往是施工时表面
处理未达到设计要求所致 ，故较低的表面处理要求是降低施工成
本和保证防腐层质量的前提 ，涂装前对钢管的表面处理要求以最
低为好 。
214 阴极保护电流屏蔽 ：一旦防腐层剥离水分渗入防腐层和钢
管之间 ，就可能对钢管产生腐蚀 ，此时如阴极保护电流能超过剥
离的防腐层到达钢管表面 ，形成保护回路 ，就可抑制腐蚀发生 ，但
剥离的防腐层往往会阻止阴极保护电流的穿过 ，产生屏蔽作用 , 以防腐层对阴极保护的屏蔽作用最小为好 。
215 阴极保护电流密度阴极保护电流可补充防腐层对钢管保护
步进梁式加热炉不足的部分 ，共同形成对钢管的有效保护 。在钢管得到有效保护 的前提下 ，阴极保护电流密度越小 ，则运行成本越低 ，管道运行时
引言
随着油气田的不断开发 ，各种用途的油气水管道不断增加 , 管线的腐蚀越来越严重 ，管道腐蚀给油气田生产带来严重的经济 损失 。胜利油田在 1982 年 ～1988 年期间 , 集输系统因腐蚀穿孔
更换 1 533 次 ，少生产原油 125 000 t ，仅 1988 年注水管道破漏 202
次 ，有的注水管道投产不到半年即出现穿孔 ，一年时间管线全部 更换 ，管道腐蚀严重影响油气田生产 ，造成巨大经济损失 ，并污染
环境 ，影响人类生存环境 。腐蚀已成为管道工程中亟待解决的问 题 。 1 管道防腐现状
目前 ，管道防腐设计主要考虑外防腐 ，内防腐还没有引起足 够重视 。外防腐普遍采用防腐涂层与阴极保护同时使用的联合 保护措施 。在管道上应用的防腐涂料有石油沥青 、煤焦油沥青 、 环氧沥青 、聚氨酯石油沥青 、煤焦油磁漆 ( C TE ) 、环氧粉末 ( F BE ) 、 底胶加聚烯烃 ( P OA ) 、环氧底漆加底胶加聚烯烃 ( POE ) 、环氧粉末 加改性聚烯烃 ( P OF ) 。国内现在主要防腐涂料是石油 、沥青 、煤焦 油沥青 、聚氨酯石油沥青 、煤焦油磁漆 、F BE 以及内衬塑料等 , 国 外目前常用的各类防腐涂料为 CTE 、F BE 、POA 、POE 、POF 等 , 其 中 :
111 石油沥青具有良好的粘结性 、不透水性和绝缘性 ，能够耐多 种腐蚀介质侵蚀 ，原料充足 、成本低 、技术成熟 ，只要在施工中严 格执行石油沥青防腐管道生产 。验收规范 ，可以得到较好的防腐 效果 。但石油沥青耐温变性能较差 ，低温易碎裂 ，高温易流淌 ，易 受微生物侵蚀 ，吸水率高 ，易老化 ，使石油沥青防腐层过早变质脱 落 ，失去保护作用 ，造成管道腐蚀破坏 。
112 煤焦油沥青以其使用寿命长 ，吸水率低 ，不受细菌吞噬 ，成 本低等优点被广泛采用 ，但其机械强度和低温韧性差 。
113 环氧煤沥青其性能优于石油沥青 ，具有一次成膜厚 、涂层致 密 、耐盐碱 、耐海水 、耐潮湿 ，与金属粘结好 、抗微生物侵蚀 、耐阴 极剥离的优点 ，是较理想的防腐涂料 ，只是目前应用较少 。可调高压电源>顶喷
114 聚氨酯石油沥青可用于管道或建筑构件等 ，石油沥青层的 常温补口补伤 ，同时也大量的用于石
油沥青层的大修 ，在煤气工 业中还大量的用于新管道的防腐涂敷 。
115 国产聚氨酯石油沥青橡胶能消化管道表面的潮气 ，有优良
的理化性和厚涂层的许多特殊性能 ，常温施工 ，短时间干燥 ，单组
份结构 ，不用固化剂 ，简化了施工程序 ，吸水率低 ，固化后有强防
水性 ，有优良的耐化学介质性能 ，涂层富有高伸缩性 ，从而保证了 补口补伤的质量 ，其应用领域极其广泛 。
116 煤焦油磁漆的粘结力强 ，吸水率低 ，绝缘性能好 ，耐细菌侵
收稿日期 :2002206225
作者简介 ：宋秀丽 (19732 ) ，女 ,1998 年毕业于山西大学化学专业 ，助教 ，太原师范学院 ，山西 太原 030012
第28 卷第9 期
2 0 0 2 年9 月宋秀丽：国内外管道防腐的现状与发展·89 ·
阴极保护电流密度最小为好。
216 贮运要求：涂敷完防腐层的管道还要经历存贮、搬运和敷设等环节，防腐层在后续工序时受到冲击在所难免，防腐层存储环境要求低可降低成本和保证质量，抗冲击能力强可减少损伤，此时对发生的损伤应容易发现以便于修补。以防腐管贮运要求低和损伤容易发现为好。
217 补伤、补口手段：防腐层应有简便可靠的补伤和现场补口手段，以使现场施工防腐层质量不低于管体水平为最好。
218 弯头管件防腐：弯头管件防腐应与管体相同或做更好的防腐层，弯头管件防腐手段与管体防腐层越匹配越好。
219 涂敷施工难度：施工要求宽松则意味施工成本较低，还意味着防腐层质量容易保证。涂敷施工难度按工厂预制和现场施工分别比较，要求越宽松越好。
3 管道防腐涂料发展趋势
随着管道铺设技术的不断提高和管道使用环境的恶化，开发防腐、绝缘、综合机械性能高、粘结力强的涂层材料是管道防腐的趋势, 塑料粉末涂料以其特有的性能在管道防腐工程领域发挥了巨大作用。
在国外塑料粉末涂料已成为油气管道防腐的首选材料，在国内塑料防腐管道已开始应用。目前用于管道防腐的塑料粉末有热塑性和热固性两大类。热塑性塑料分子链为直链或带有支链结构，众多分子链靠分子间力积聚在一起，受热后软化、溶解，冷却后可恢复原状，多次反复化学性能不变。热塑性粉末涂料是由热塑性树脂、颜料、增塑剂和稳定剂等成分干混或溶解混合，粉碎或分级得到的。热固性塑料分子结构为网状，各分子之间由化学链连接，受热后塑化或软化，发生化学变化，并固化定形，固化后再次受热不发生软化或熔化，强热则分解。热固性塑料粉末由热固性树脂、固化剂、颜料、填料和助剂等组成，应用广泛、性能好的塑料粉末有:
311 聚乙烯( P E) 粉末: 聚乙烯是一种应用最广泛、价格最低的热塑性塑料，由乙烯单体加聚而成的碳、氢两元素的高分子化合物为白石蜡状粉末，聚乙烯在80 ℃以下有优良的耐腐蚀性，能耐各种酸、碱、盐溶液，耐热，耐水，绝缘，但聚乙烯易发生光氧化、热氧化和卤化反应，耐环境氧化性能较差。
在聚乙烯原料中加入适当的流平剂、防老化剂等添加剂制成粉末，即可作为管道防腐涂料。聚乙烯粉末管道涂层绝缘物理化学性能稳定，耐腐蚀、耐水，使用寿命长，防护效果好，但涂层粘结力较差，不耐阴极剥离，使用温度范围小，聚乙烯涂层一般用于输油、输气管道外防腐和输水管道内防腐。
312 聚苯硫醚( P PS) 粉末: PPS 粉末是近年来新开发的粉末涂料，是一种白对苯基硫的聚合物，交
联前为链状高分子结构，带有支链，无结晶熔点，呈热塑性，经化学交联处理后呈热固性塑料特征。PPS 具有良好的耐腐性，能耐无机酸碱等侵蚀，在175 ℃以下不溶于任何溶剂，具有良好的热稳定性、极好的粘结性能，对钢材、玻璃、陶瓷都有很好的粘结力，耐蠕变性好，电绝缘性能好。313 环氧树脂( EP) 粉末：环氧树脂粉末是—种典型的热固性塑料，未交联的环氧树脂本身呈热塑性，性能也很差，加入固化剂交联固化后，才能获得较好的材料性能，其熔融粘度低，涂膜流平性好，涂层致密无气孔，表面光滑，防腐性强。由于环氧树脂内的烃基对被涂物附着力好, 涂层粘结力高, 另外涂膜硬度高, 耐划伤性、耐剥离性、绝缘性、化学稳定性也很好，环氧树脂结构中的双酚骨架和柔韧的醚链使涂层抗弯曲、机械性能高，同其它粉末涂料相比，防护性能最好。但环氧粉末耐候性不好，粉化后涂层防腐性能没有多大变化。正是环氧粉末突出的性能在国外已大量用于输油、输气、输水管道的内外壁防腐。
314 环氧/ 聚乙烯双涂层: 由于塑料存在种种缺点，在日益恶化的使用环境中单一塑料涂层的防护性能不够理想，双涂层、多涂层复合材料的复合结构已成为防腐技术的一个发展方向。环氧/ 聚乙烯双涂层保持各自原有的长处，克服或改善原来的不足，得到原先所没有的良好性能。聚乙烯涂层化学性能稳定，耐水、绝缘性能强，有效防止湿气、水分和氧的侵蚀，但涂层与钢管表面的附着性及耐阴极剥离性能差，使用温度较低，一般不超过80 ℃。环氧粉末能耐高温, 可在177 ℃～260 ℃下使用, 有极好的粘结力，抗剪强度可达15 MPa～25 MPa ，但环氧涂层能吸收少量水分, 吸水率为0105 %～011
% ，也允许微量氧透过, 屏蔽作用较差。环氧/ 聚乙烯两种涂料之间的最佳组合作用及各自所提供的优良性能使涂层具有更卓越的防护性能，更长的使用寿命。
4 结语
塑料粉末涂层有良好的防腐性能，复合材料的复合结构涂层性能卓越，是今后的发展方向。
参考文献:
1 居滋善1 涂料工艺M 1 北京：化学工业出版社,1994127324481
2 杨印臣1 管道防腐层性能评估和比较J 1 国外石油机械,
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3 高莉敏1 管道技术与设备J11997 , (5) :7291
Present state and devel opment of home and a broa d pipes
anti2corrosion technol ogy
dota重金属SO N G X iu2li
( Taiyuan Teach er College , Taiyuan 030012 , C hina)
Abstract :With g radu ally expand ing of project market , m ore hig h requ isitions for pipe an ti2corrosion techn olog y have b een broug ht forw ards. Aimed at present state of h ome and abroad pipes anti2corrosion technolog y fu ture research and d evelopment trend are also g iven. And the au thor b elieves that pipes anti2corrosion technolog y certainly has new breakthrou g h in short fu ture .
K ey w ords :pipe an ti2corrosion , anti2corrosion pain ting , cohesive force , plastic
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