??? 管道的安全性是一个非常重要的问题,而腐蚀往往是造成事故的主要原因之一。对于天然气埋地管道的外腐蚀,通常是采用在管道外壁涂防腐层来进行防护。
??? 天然气管道外防腐蚀层材料通常要求要有良好的电绝缘性、一定的耐阴极剥离强度的能力、足够的机械强度、良好的稳定性、破损后易于修补、抗微生物性能好等性能。据美国1993年统计,各种防腐层按面积计算所占的比例为:熔结环氧粉末为29.12%,挤塑聚乙烯为39.27%,煤焦油瓷漆为15.94%,沥青瓷漆为0.37%,煤焦油环氧为0.8%。下面将对这些外防腐涂层工艺做一个简单的介绍。
??? (1) 石油沥青
??? 用石油沥青作钢质管道的外防腐涂层,曾经在我国占据垄断地位。石油沥青的防腐性能较好,材料来源充足,施工技术成熟。主要缺点是:石油沥青低温时硬易脆,随着温度的升高硬度急剧下降;压痕硬度低,受到压力后极易产生冷流现象;机械强度低,吊装、运输、施工各环节稍有不慎极易损伤;随着输送介质温度的升高,老化速度明显加快;抗植物根穿透能力差;不耐微生物腐蚀;熬制过程中对环境有一定的污染。因此目前用量呈大幅下降趋势。
??? (2) 煤焦油瓷漆
??? 煤焦油瓷漆是由高温煤焦油分馏得到的重质馏分和煤沥青,添加煤粉和填料(比如滑石粉)加热熬制而成。
??? 煤焦油沥青是西方传统的外防腐涂层材料,早期为纯煤焦油沥青,加强物黄麻织品,为提高防腐涂层的热稳定性和机械性能,改进为煤焦油瓷漆。它具有优异的防腐性能、耐植物根穿性能、耐细菌腐蚀性能;但与石油沥青一样,低温时硬易脆,随着温度的升高硬度迅速下降,压痕硬度低、机械强度差,对操作人员和环境具有一定的毒副作用
??? (3) 聚烯烃胶黏带
??? 早期聚烯烃黏胶带的致命弱点是对未作极化处理的背材黏结力低,基于使用过程中出现的问题,20世纪90年代发展起来一批自黏性胶黏带、双面胶黏带等改进型产品,解决了背材的黏结性问题,但聚烯烃胶黏带的致命弱点是耐土壤应力差。温度较高时发软、抗冲击耐划伤性能差等缺陷没有得到根本的改善,所以20世纪80年代中期起,聚烯烃胶黏带就很少在长距离、中口径以上的管道防腐中使用;由于聚烯烃胶黏带施工方便,目前广泛用于涂层管道翻修、埋地三通、弯头等短、小管道的外防腐。
??? (4) 熔结环氧粉末(FBE)
??? 单层FBE阴极剥离半径小、抗土壤应力好、原材料耗量小、成本相对便宜;但涂层薄易脆,水气渗透率高,与挤压聚烯烃涂层相比,机械强度低,运输、施工过程中极易产生贯穿性损伤。为提高FBE涂层的耐水性和耐磨性,美国OBRIEN公司于1992年推出了双层熔结环氧粉末涂层,内层还是原有的粉末环氧,外层添加了约15%聚烯烃的粉末环氧。根据对西气东输和陕京二线工程热煨弯管防腐涂层抗冲击的实测值(材料为美国3M公司生产的环氧粉末),双层FBE的抗冲击性能较单层FBE提高了50%以上。