管道防腐 第二讲 覆盖层2012.pptVIP

埋地金属管道腐蚀与防护 重庆科技学院 涂层定义 广义定义：用物理的、化学的、或者其它方法，在金属或非金属基体表面形成的一层具有一定厚度、不同于基体材料且具有一定的强化、防护或特殊功能的覆盖层。 油气管道涂层技术发展历史回顾 我国自古就有用生漆保护埋在土壤中棺木的方法，在公元前就已经开始使用油漆来防腐. 1822年《Dinglers Polytechnischem Journal》杂志上发表了现代第一篇关于防锈漆的报告，报告建议使用油漆、树脂和植物油喷涂钢表面 涂层技术是伴随着涂料工业的发展而发展起来的 在我国，现代涂料工业的开创距今也只有80多年的历史 历史发展阶段 1940~1960年管道防腐涂层主要是煤焦油、石油沥青及乙烯基胶带 1960~1970年，为煤焦油、沥青、高密度聚乙烯及 PE胶带 1980~1990年为高密度聚乙烯茄克、环氧粉末 1990年以后主要是环氧粉末和 PE组成的三层系统 管道外涂层技术进展 国内外涂层应用现状 目前，全世界涂料的种类多达5000多种，而我国据粗略估计，防腐蚀涂料品种已超过1000多种 经常用于管道防腐的却大致可以分为以下几类：石油沥青（包括各种改性石油沥青）、煤焦油瓷漆、聚乙烯类（包括聚乙烯胶带、挤出聚乙烯等）、环氧粉末、环氧煤沥青、复合涂层、混凝土和聚氨酯泡沫等 表1 《Pipeline Digest》1992~1996年度管道涂层用量调查汇总 表2 1985~1998年国内主要长输管道防腐层各种涂层所占比例 从表1我们可以发现： （1）在国外，这几年环氧粉末的使用都是排在首位，说明它已经成了各用户的首选涂料，表明它的性能令人满意； （2）石油沥青的使用在国外已经越来越少了。但由于其工艺和技术现在都相当成熟，更重要的是其价格低廉，一次性投入低，而且货源比较广，因此，在第三世界国家还有一定的市场； （3）环氧煤沥青的使用在国外也受到了一定的限制。和石油沥青的情况类似； （4）煤焦油瓷漆尽管也存在环境保护的问题，但由于其优良的防腐性能仍然占据了很大的市场； （5）尽管3PE等复合涂层有着优良的防腐性能； （6）聚氨酯类涂层的应用在油气管道中也不够广泛； 从表2中我们可以得到如下信息： （1）在过去石油沥青一直都是我们的首选涂层。 （2）在上个世纪90年代后期，煤焦油瓷漆成了国内的首选涂层； （3）在发达国家广泛使用的环氧粉末在我国还没有得到大力推广； （4）3PE由于其极佳的防腐性能已在国内开始使用了； （5）我国在选择涂层时，除了经济上的要求外，已经加大了对性能和环保要求的力度。 管道常用外防腐涂层性能特性的基本要求 （1）良好的电绝缘性 （2）良好的粘接性，耐阴极剥离 （3）良好的稳定性。 要求耐老化性能好；化学稳定性好；耐化学和微生物腐蚀；耐水性好，吸水率低；有足够的耐热性，确保其在热输（原油）温度下不变形，不加快老化速度；耐低温性能好，确保其在低温下堆放、拉运和施工时不产生龟裂和脱漆现象；要能抵御由于环境介质与涂层反应而导致涂层性能变差，达不到保护要求 。 （4）足够的机械强度。 要求有一定的抗冲击强度，以避免在搬运、安装敷设等施工环节中对涂层的机械损坏；有良好的抗弯曲性，以确保管道弹性敷设或冷弯时不致损坏；能耐土壤应力，以防止土壤、岩石等摩擦而损伤；还要求能抗植物根茎穿透 要将涂层实际应用到工程上，还需满足以下几个要求 ： （1）能机械化连续生产，满足工程建设需要 （2）涂料来源广泛，质量可靠 （3）易于现场补口补伤 （4）经济上合理 常用防腐层的特点及其适用条件 （1）石油沥青 优点主要是施工技术比较简单、在国内比较成熟、取材容易、造价较低（国内造价约为70元/m2左右） 缺点主要是：吸水率高、易老化、机械性能差、耐土壤应力差、绝缘电阻低、耐热性差、不耐微生物、不耐深根作物、使用寿命较短、防腐工劳动条件差、对环境有一定的污染等 可用于对涂层性能要求不高的一般土壤环境，如：沙土，粘土等，适用温度为-15℃~80℃。在碎（卵）石土壤、石方段、土壤含水量高和水下，生物活动频繁，植物根茎发达地区慎用或禁用 （2）环氧煤沥青 优点主要为：覆盖层固化后机械强度高、电性能好、化学性质稳定、使用寿命长久，施工方便，可常温冷冻施工、自然固化，可以机械化、半机械化和手工施工，耐土壤应力好，耐水、耐微生物及植物根茎穿透。这种防腐层的抗土壤应力能力仅次于熔结环氧粉末防腐层，其抗外力穿透能力良好。此外，其造价较低廉，在相同除绣条件下，其综合造价（含运输、加工、损耗等）可与石油沥青相媲美. （2）环氧煤沥青 缺点主要是：固化时间长至少需要24h，低温（0℃）下固化时间更长，涂