第六章管道及儲罐防腐層應(yīng)用技術(shù)2012

腐蝕與防護(hù)

章管道及儲罐防腐層應(yīng)用技術(shù)2021/6/271第一節(jié)油田管道、儲罐腐蝕的嚴(yán)重性

油田設(shè)施由于長期與強(qiáng)腐蝕介質(zhì)接觸，其中有許多是在高溫、高壓和高流速等條件下服役，其腐蝕問題顯得更為突出和嚴(yán)重。隨著世界油氣工業(yè)的迅猛發(fā)展，腐蝕的危害日趨明顯。腐蝕不僅造成管道、儲罐、鉆桿、深井泵等設(shè)施的破壞和原油泄漏等直接經(jīng)濟(jì)損失，而且還會引起火災(zāi)、爆炸等災(zāi)難性事，以及環(huán)境污染、停工停產(chǎn)等嚴(yán)重后果，極大地影響了油氣工業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益。2021/6/272第二節(jié)影響管道、儲罐腐蝕的各種因素

油田管道中，腐蝕最為嚴(yán)重的是“三水一熱”管，即摻水管、注水管、回水管以及拌熱管。另外，油井管、套管、油氣輸送管的腐蝕也很嚴(yán)重。在儲罐當(dāng)中，以污水罐、高含水油罐、注水罐、沉降罐、壓力濾罐等腐蝕最為嚴(yán)重，原油罐、成品油罐的腐蝕程度次之。由于管道和儲罐所處的工作環(huán)境、介質(zhì)條件、材料品種各不相同，受到的腐蝕程度也不一樣，所以，對腐蝕的原因不能一概而論，只能對影響腐蝕的各種因素進(jìn)行一些分析。2021/6/273一、化學(xué)因素1.溶解氧

在中性或微酸性溶液中，溶解氧是促進(jìn)腐蝕的有害成分，即使是在氧濃度很低的情況下，也能引起嚴(yán)重的腐蝕。不論是清水還是污水中，隨著溶解氧量的增加，腐蝕速度加快。當(dāng)溶解氧量由0.02mg/L增加到0.065mg/L時，金屬的腐增加到蝕速度將增加5倍；含氧量增加到1mg/L時，腐蝕速度將增加20倍。油田污水中含氧量與腐蝕速度的關(guān)系如圖1-1所示。溶解氧增加，腐蝕速度加快。圖1-1油田污水中含氧量與腐蝕速度的關(guān)系2021/6/274一、化學(xué)因素2.二氧化碳2021/6/2752021/6/276一、化學(xué)因素3.硫化氫

在油氣田中，硫化氫是普遍存在的，對油氣設(shè)施的腐蝕很嚴(yán)重。通常在水中發(fā)現(xiàn)有懸浮的黑色微粒和聞到硫化氫特有的臭味，就意味著該水質(zhì)腐蝕性較強(qiáng)，同時也可能存在著大量的硫酸鹽還原菌。一般情況下，在含硫石油氣或含硫原油中，硫化氫與二氧化碳總是共存的。二氧化碳的存在，使鋼材的吸氫量增大，從而提高了氫致開裂的敏感性。值得注意的是，在油田污水中通常出現(xiàn)硫化氫、二氧化碳和溶解氧共存的情況，所造成的腐蝕則更為嚴(yán)重。如果水中有硫酸鹽還原菌大量繁殖時，硫化氫含量就會劇增，不僅會加速金屬上述兩個方面的腐蝕，而且S2-與污水中的金屬離子生成硫化物沉淀，很容易形成垢層，造成管線堵塞。2021/6/277一、化學(xué)因素4.氯離子

由于氯離子的極化度高，半徑小，因此，具有很高的極性和穿透性，易優(yōu)先吸附于金屬表面，特別是在金屬表面成膜有缺陷或薄弱處，或者在有縫隙的地方及應(yīng)力集中的小孔處富集，造成孔蝕、垢下腐蝕和縫隙腐蝕。5.礦化度介質(zhì)中礦化度高，其中所含的無機(jī)鹽濃度大，介質(zhì)的導(dǎo)電率高，電化學(xué)腐蝕速度加快。在高礦化度的水中，所含的鈣、鎂離子濃度和碳酸根離子、硅酸根離子、硫酸根離子、磷酸根離子的濃度也比較高，因此，容易引起垢下腐蝕。2021/6/278二、物理因素1.溫度

一般地講，金屬的腐蝕速度總是隨溫度的升高而增加。溫度升高，介質(zhì)中物質(zhì)的擴(kuò)散系數(shù)增大，而過電位和介質(zhì)的粘度均減小。擴(kuò)散系數(shù)增大，意味著有更多的氫離子或溶解氧擴(kuò)散到金屬表面的陰極區(qū)，加快陰極去極化反應(yīng)過程。根據(jù)電化學(xué)理論，界面反應(yīng)速度常數(shù)和擴(kuò)散系數(shù)都與溫度呈指數(shù)關(guān)系，因此，溫度的升高將大大加快金屬的腐蝕速度。

2021/6/279二、物理因素2.流速

油田上“三水一熱”管線的腐蝕速度與流速的大小有著直接的關(guān)系。在起初一個階段內(nèi)，金屬的腐蝕速度隨液體流速的增加而增加，這是因為水的流速增加，水?dāng)y帶到金屬表面的溶解氧量隨之增加的原因。當(dāng)水的流速足夠高時，有足量的氧到達(dá)金屬表面，使金屬部分或全部鈍化，這時金屬的腐蝕速度將下降。如果水的流速繼續(xù)增加，水對金屬表面上鈍化膜的沖擊腐蝕將使金屬的腐蝕速率重新增大。2021/6/2710

如果水中的氯離子濃度很高，則在任何流速下，金屬都不會發(fā)生鈍化，因為氯離子對表面膜有很強(qiáng)的破壞作用。此時，金屬的腐蝕速度將隨流速的增加而增加。流體對金屬表面有較強(qiáng)的沖擊作用，容易造成磨損腐蝕，尤其是在管道折彎處。另外，在流速較高的情況下，經(jīng)常使離心泵的葉輪等構(gòu)件發(fā)生空泡腐蝕。2021/6/2711二、物理因素3.壓力

油氣集輸管和注水管等都有一定的壓力，一般注水管的壓力都在10MPa以上。石油煉制設(shè)備、化工設(shè)備、液化石油氣儲罐等都承受很高的壓力。壓力是影響應(yīng)力腐蝕開裂的主要因素之一。硫化物應(yīng)力腐蝕開裂（氫致開裂（氫腐蝕）等都與壓力大小直接有關(guān)，壓力越高，使用壽命越短。2021/6/2712二、物理因素4.電偶

在石油天然氣設(shè)施中，不同金屬或合金材料之間的接觸或連接往往是不可避免的。在液體中，可以發(fā)現(xiàn)電位較負(fù)的金屬腐蝕速度加大，而電位較正的金屬則得到了保護(hù)，這種現(xiàn)象就是電偶腐蝕。比如，在銅板上裝鐵鉚釘，由于鐵的電極電位比銅負(fù)，所以鐵鉚釘為陽極被加速腐蝕，而銅板則為陰極，得到了保護(hù)。一般地講，兩種金屬或合金的電極電位差越大，電偶腐蝕越嚴(yán)重。此外，電偶腐蝕還與材料的極化率、腐蝕電池中陽極面積與陰極面積的比值、溶液電阻的大小、介質(zhì)條件等因素有關(guān)。尤其應(yīng)該指出的是，在大陰極、小陽極的情況下，電偶腐蝕將大大加劇，在實際生產(chǎn)中，一定要注意避免。2021/6/2713二、物理因素5.焊縫

在石油天然氣設(shè)備中，通常焊縫處的腐蝕比其他部位更為嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計表明：油田上“三水一熱”管，幾乎60%以上的蝕孔發(fā)生在焊接區(qū)；液化石油氣容器的開裂事故，多數(shù)也出現(xiàn)在焊接區(qū)。其原因主要有以下幾點：（1）

由于焊接時急熱急冷，引起母材的組織發(fā)生變化而產(chǎn)生電偶腐蝕；另外，由于焊接殘余應(yīng)力的存在，容易引起應(yīng)力腐蝕開裂。（2）管道焊縫補口時，由于補口技術(shù)難度較大，要求標(biāo)準(zhǔn)較高，往往在施工時難以達(dá)到，而導(dǎo)致焊接區(qū)穿孔。（3））經(jīng)固溶處理過的奧氏體不銹鋼，焊接后，在離焊縫一定距離的一條帶狀區(qū)域內(nèi)，該處在焊接時恰好處于敏化溫度區(qū)，引起鉻的碳化物在晶界處析出而導(dǎo)致晶間腐蝕。2021/6/2714二、物理因素6.土壤環(huán)境

油田的埋地管道可謂密如蛛網(wǎng)、縱橫交錯，這些號稱“地下動脈”的管道一旦腐蝕損壞，就會帶來重大損失。不少國家僅僅為了保養(yǎng)和更換管道所支付的費用，每年都要花費數(shù)億美元。因此，對金屬的土壤腐蝕和保護(hù)問題受到極大的重視。7.微生物2021/6/27152021/6/2716一、防腐層的保護(hù)作用及影響防腐層保護(hù)效果的因素1、防腐層對金屬的保護(hù)的作用隔離作用電化學(xué)保護(hù)作用緩蝕作用

將金屬與腐蝕性介質(zhì)隔離，以達(dá)到防腐蝕的目的。借助涂料的內(nèi)部組分(如鉻鋅黃等阻蝕性顏料)與金屬反應(yīng)，使金屬表面鈍化或生成保護(hù)性物質(zhì)，提高防腐層的保護(hù)作用。在涂料中使用比鐵活性高的金屬作填料(如鋅等)起到犧牲陽極保護(hù)作用，減緩腐蝕。2021/6/2717金屬+土壤 腐蝕2021/6/2718金屬+土壤 腐蝕涂層將金屬與土壤隔離開2021/6/2719

金屬+土壤 腐蝕涂層將金屬與土壤隔離開陰極保護(hù)針對有的缺陷涂層2021/6/2720整流器將交流電流轉(zhuǎn)變成脈動直流電流2021/6/2721通過涂層以及陰極保護(hù)系統(tǒng)，最終形成一個完整的管道保護(hù)系統(tǒng)。2021/6/27222、影響防腐層保護(hù)效果的因素環(huán)境因素材料因素施工因素涂敷環(huán)境，使用環(huán)境。被涂敷設(shè)施的材質(zhì)、表面狀態(tài)、涂料性能及防腐層的配伍性(如底漆和面漆的配伍性等)。施工方法及施工質(zhì)量2021/6/2723二、管道及儲罐防腐層的基本性能要求穩(wěn)定的耐化學(xué)性。良好的耐水性。足夠的抗沖擊、抗彎曲、耐磨等機(jī)械性能。有效的電絕緣性與金屬有良好的粘結(jié)性良好的抗陰極剝離的性能較好的抗老化性和耐溫性防腐層材料及施工工藝對被涂敷的母材不應(yīng)有不良影響。在地面儲存、運物期內(nèi)具有良好的性能穩(wěn)定性。具有良好的易修復(fù)性。在施工及使用中對環(huán)境無害。2021/6/2724采用長效耐久的復(fù)層包覆技術(shù)進(jìn)行腐蝕防護(hù)2021/6/27252021/6/2726儲罐、氣柜：石油化工行業(yè)的常用容器2021/6/2727儲罐、氣柜邊緣板存在嚴(yán)重的腐蝕和開裂2021/6/2728復(fù)層包覆前后效果2021/6/2729三、環(huán)境腐蝕性石油管道及儲罐所處的腐蝕環(huán)境主要有：大氣、土壤及水介質(zhì)。確定環(huán)境的腐蝕性對合理選擇防腐層的種類及結(jié)構(gòu)十分重要。2021/6/2730四、選用防腐層主要考慮的因素及防腐層系統(tǒng)的評價①環(huán)境因素②施工、運輸、儲薦因素③地理位置、自然場所及系統(tǒng)可接近性。④該系統(tǒng)原有防腐層類型。⑤費用(包括施工費用、維護(hù)費用、材料費用等)。⑥工程預(yù)期壽命。2021/6/2731五、防腐層與陰極保護(hù)采用防腐層與陰極保護(hù)的聯(lián)合保護(hù)，將在防腐層缺陷等處的基露金屬表面上進(jìn)行集中的陰極保護(hù)，是最佳的、經(jīng)濟(jì)的保護(hù)形式。

聯(lián)合保護(hù)的優(yōu)點在于：①降低陰極保護(hù)的電流密度，縮短陰極極化的時間。②改善電流的分布，擴(kuò)大保護(hù)范圍。③延長防腐層的使用壽命，特別是對于地下、水下的金屬構(gòu)筑物聯(lián)合保護(hù)效果更明顯。2021/6/2732

實踐證明防腐層是決定保護(hù)效果的第一要素，因此這種“聯(lián)合保護(hù)”也可理解為“以防腐層為主，陰極保護(hù)為輔”的保護(hù)方式。在防腐層與陰極保護(hù)的聯(lián)合保護(hù)中，應(yīng)注意防腐層與陰極保護(hù)的匹配。一味追求高性能的材料、或過于相信陰極保護(hù)、不合理降低對防腐層的墓本要求，都是不適宜的。嚴(yán)重的可造成保護(hù)的失敗。2021/6/2733第二節(jié)埋地鋼質(zhì)管道外防腐一、種類及使用條件我國石油行業(yè)經(jīng)過幾十年的研究、開發(fā)及引進(jìn)，在埋地管道外防腐層應(yīng)用技術(shù)上已形成了系列技術(shù)，建立了八大埋地鋼質(zhì)管道外防腐層應(yīng)用技術(shù)，即石油瀝青，環(huán)氧煤瀝青，煤焦油瓷漆，聚乙烯膠粘帶，熔結(jié)環(huán)氧粉末，兩層、三層聚乙烯防腐層及硬質(zhì)聚氨醋泡沫塑料防腐保溫層等。2021/6/27342021/6/27352021/6/27362021/6/27372021/6/2738二、埋地管道外防腐層的性能指標(biāo)及評價①防腐層原材料的檢側(cè)及評價

目的:抓住原材料質(zhì)量關(guān)。②防腐層性能檢測及評價。作用:不僅能檢驗最終防腐層產(chǎn)品的性能指標(biāo)，也能起到檢驗預(yù)制廠施工工藝的合理性及原材料配伍性的目的。是防腐層評價的核心。③預(yù)制廠施工檢驗

目的:控制預(yù)制廠施工的質(zhì)量。④施工中的檢驗

作用:控制防腐層管在搬運，儲存及下溝等過程中防腐層的損傷。是防腐層管的最終質(zhì)量保證。2021/6/2739（1）石油瀝青防腐層

在選擇石油瀝青作為埋地管道外防腐層時，應(yīng)按管道輸送介質(zhì)很度來選擇材料。表6-4石油瀝青材料選擇要求2021/6/2740表6-5管道防腐石油瀝青質(zhì)量指標(biāo)（SY/T0420）2021/6/2741表6-6三種瀝青基本性能對比2021/6/2742（2）煤焦油瓷漆防腐層

煤焦油瓷漆防腐層在國外應(yīng)用的歷史較長，但國內(nèi)石油行業(yè)只是在90年代才開始應(yīng)用。由于煤焦油瀝青是芳香族，以及分子結(jié)構(gòu)等特點，其吸水率低，與金屬的粘結(jié)性、抗細(xì)菌性能均優(yōu)于石油瀝青。但其仍屬熱塑性材料，具有低溫脆性，高溫流淌等特點。2021/6/2743表6-7煤焦油瓷漆性能指標(biāo)（SY/T0379）2021/6/2744表6-8煤焦油瓷漆和底漆組合性能指標(biāo)（SY/T0379）2021/6/2745（3）環(huán)氧煤瀝青防腐層

此防腐層是用環(huán)氧樹脂改性煤瀝青，改性后的防腐層系統(tǒng)無論在與金屬的枯結(jié)性方面，還是耐溫性方面較煤焦油瓷漆均有進(jìn)一步的改善。但此防腐層對施工質(zhì)量要求較高，較易受機(jī)械損傷。2021/6/2746表6-9環(huán)氧煤瀝青防腐層性能指標(biāo)2021/6/2747（4）熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐層

熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐層在性能上最突出的優(yōu)點是與金屬的粘結(jié)力好，耐腐蝕性能強(qiáng)，適應(yīng)溫度范圍廣，耐土壤應(yīng)力和陰極剝離性能好。但由于該防腐層較薄，所以抗機(jī)械損傷能力較差。2021/6/2748表6-10熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐層性能指標(biāo)（SY/T0315）2021/6/2749（5）聚乙烯防腐層

此類防腐層可分為兩層結(jié)構(gòu)的聚乙烯防腐層(底膠-聚乙烯)及三層結(jié)構(gòu)聚乙烯防腐層(熔結(jié)環(huán)氛粉末或環(huán)氧涂料-膠粘劑-聚乙烯)。二層結(jié)構(gòu)聚乙烯防腐層的主要性能特點：機(jī)械性能高，防腐蝕性能好，施工技術(shù)較成熟。但如果底膠的粘結(jié)性不好，就會便剝離的聚乙烯層對陰極保護(hù)產(chǎn)生屏蔽作用。2021/6/2750

三層聚乙烯是集中了熔結(jié)環(huán)氧粉末和聚乙烯的優(yōu)點，即吸收了熔結(jié)環(huán)氧粉末附著力好的優(yōu)點，又引入了聚乙烯(國外此類外防腐層也有用聚丙烯材料)機(jī)械性能強(qiáng)的優(yōu)勢。使組合后的防腐層系統(tǒng)可適用于各種腐蝕性強(qiáng)、多石方區(qū)等惡劣土堆環(huán)境。同時由于電絕緣性能好，可擴(kuò)大陰極保護(hù)站的保護(hù)范圍，節(jié)省維修費用。對惡劣土壤環(huán)境、長距離、長壽命管道工程尤為經(jīng)濟(jì)、適用。2021/6/2751（6）聚乙烯膠粘帶防腐層

聚乙烯膠粘帶防腐層其粘結(jié)性有較大改善。同時此材料還具備電絕緣性能好、吸水率低、易施工、價格低的優(yōu)勢。但據(jù)國外有關(guān)報道，在聚乙烯膠帶的埋地管道上，處于高pH值或近中性pH值的土壤中易發(fā)生應(yīng)力腐蝕破裂(SCC)。此類腐蝕除與管道金屬材料材質(zhì)、所受拉應(yīng)力、土壤環(huán)境有關(guān)外，還與防腐層的粘結(jié)性密切相關(guān)。由于材料、施工等原因，聚乙烯膠粘帶在焊縫等處易出現(xiàn)剝離，所以此類腐蝕需引起注意。2021/6/2752（7）硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料防腐保溫層硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料防腐保溫層發(fā)展到今天是目前同類防腐保溫層中較經(jīng)濟(jì)、有效的一種防腐保穩(wěn)層系統(tǒng)。在我國油田中、小口輸送原油、重質(zhì)油的加熱管道上得到了較廣泛應(yīng)用?？偨Y(jié)近十幾年該技術(shù)的發(fā)展經(jīng)驗，主要在以下幾方面有所改進(jìn)。①材料方面

②結(jié)構(gòu)方面③配套技術(shù)

2021/6/2753三、施工要求及補口（1）埋地管道外防腐層施工要求對防腐層施工要重視以下幾點。①嚴(yán)格金屬表面預(yù)處理。②注意環(huán)境因素。③嚴(yán)格按防腐層標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的涂敷程序進(jìn)行施工。④達(dá)到防腐層規(guī)定的厚度。⑤嚴(yán)格進(jìn)行預(yù)制廠出廠檢測、防腐層管下溝前后檢測及補傷等。2021/6/2754（2）補口①補口的重要性。②補口材料及施工要求材料與結(jié)構(gòu)補口處鋼管表面處理補口施工環(huán)境要求補口施工一般要求補口質(zhì)量檢測2021/6/2755第三節(jié)管道及儲罐內(nèi)防腐層一、防腐層種類及使用環(huán)境

油氣田管道及儲罐內(nèi)防腐層或襯里作為內(nèi)腐蝕控制的重要手段及措施之一，形成了多種材料及系統(tǒng)產(chǎn)品，即形成了液體涂料(包括環(huán)氧涂料、聚氨酯涂料等)，環(huán)氧粉末涂料，玻璃續(xù)片防腐層，水泥砂漿襯里，玻璃鋼襯里，富鋅涂料等應(yīng)用技術(shù)。同時為了油田防腐蝕的多方面需要開發(fā)、引進(jìn)了鉆桿內(nèi)防腐層涂料、防銹可焊涂料、防靜電涂料等。2021/6/2756表6-16介質(zhì)與防腐層的選用2021/6/2757二、內(nèi)防腐層的性能指標(biāo)（1）液體環(huán)氧涂料

以環(huán)氧樹脂作為主要成膜物并且含有機(jī)溶劑的環(huán)氧樹脂涂料稱為液體環(huán)氧涂料。

優(yōu)點：與金屬的附著力強(qiáng)，有優(yōu)異的耐蝕性能(耐酸、堿、鹽、有機(jī)溶劑，耐水等)，較好的機(jī)械性能及電絕緣性能。適用介質(zhì)溫度：<100℃

儲罐設(shè)計壓力：<1.6MPa2021/6/2758（2）管道熔結(jié)環(huán)氧粉末內(nèi)防腐層

優(yōu)點：具有良好的防腐蝕性能、粘結(jié)性能、耐磨性能，使用壽命長，絕緣性能好，是一種較為理想的石油管道內(nèi)防腐層材料。適用介質(zhì)溫度：-30~100℃

它不僅能用作防腐層，而且還能起到減阻、降低管道輸送動力消耗的作用。2021/6/2759（3）管道水泥砂漿襯里水泥砂漿襯里是一種應(yīng)用歷史悠久、材料來源廣泛、施工方便、無毒、經(jīng)濟(jì)的內(nèi)防腐層，在我國石油工業(yè)中應(yīng)用較廣泛的材料。此材料主要應(yīng)用于清水、污水管道，所輸送水的pH值不得低于5，并且溫度不宜高于60℃。2021/6/2760（4）特殊環(huán)境的涂料應(yīng)用主要包括富鋅涂料、防靜電涂料及耐溫涂料等。①富鋅涂料

富鋅涂料是一種含大量活性鋅粉的涂料，其于膜鋅粉的質(zhì)量百分含量在85%-95%之間。一般作為底漆，特別對惡劣的大氣，油、水腐蝕環(huán)境具有優(yōu)異的防銹及防腐作用。

2021/6/2761表6-26無機(jī)富鋅涂料技術(shù)指標(biāo)2021/6/2762②防靜電涂料分為添加型和非添加型。

目前油田較多應(yīng)用的是有機(jī)添加型防靜電徐料。主要由合成樹脂(包括環(huán)氧、聚氨酷、酚醛聚醋等)、導(dǎo)電填料(包括銀粉、銅粉、鋁粉、鎳粉、導(dǎo)電炭黑、導(dǎo)電云母、石墨等)、溶劑及添加劑組成。

性能特點：耐油性好、對油品無污染；有良好的導(dǎo)電性；具有良好的防腐性及耐熱性；韌性、附著力、抗沖擊、耐磨性好。

2021/6/2763③漆酚環(huán)氧耐溫防腐層

a.化學(xué)穩(wěn)定性好，耐水及沸水，特別在潮濕環(huán)境中耐腐蝕性可超過艦乙烯漆。長期使用溫度可達(dá)120℃。

b.與金屬附著力強(qiáng)，韌性、耐磨性好，使用壽命較長。

c.干燥快、毒性低、施工方便。2021/6/2764④有機(jī)硅耐高溫防腐層

純有機(jī)硅涂料的特性：耐高溫、耐氧化、耐腐蝕、耐候、僧水、防霉、絕緣。缺點：強(qiáng)度較低、與金屬附著力差，耐溶劑性差。因此常與醇酸樹脂，環(huán)氧樹脂，漆酚樹脂等樹脂加以改性。有機(jī)硅涂料的耐溫性一般在300-500℃，最高可達(dá)800-900℃。2021/6/27652021/6/2766第四節(jié)架空管道及儲罐外防腐層一、聚氨酯防腐涂料聚氨酯涂料是以聚氨基甲酸酯樹脂為基料的涂料，具有優(yōu)良的防腐蝕、機(jī)械等性能。①優(yōu)良的耐化學(xué)介質(zhì)性能。耐油、酸、溶劑、水、堿，鹽等介質(zhì)性能良好。②優(yōu)良的機(jī)械性能。漆膜堅硬、柔韌、耐磨、與金屬附著力較好。③耐熱性及電絕緣性能良好。④可與多種樹脂進(jìn)行改性，可低溫或室溫固化。

2021/6/2767聚氨酯涂料與環(huán)氧樹脂涂料不同之處：①聚氨醋涂料在0℃能固化良好，而環(huán)氧樹脂涂料在10℃以下固化緩慢。②聚氨酷涂料的耐堿性不如環(huán)氧樹脂涂料。③環(huán)氧樹脂涂料屬剛性涂料，耐聚氨酣涂料可調(diào)節(jié)配方制成剛性及彈性涂料。④聚氨酯涂料的耐候性較環(huán)氧樹脂涂料的好。⑤聚氨酯涂料的儲藏性能不如環(huán)氧樹脂涂料。⑥聚氨酯涂料中含有活潑的NCO基團(tuán)，對人呼吸道有刺激作用。2021/6/2768

聚氨酯防腐涂料在施工、儲存時應(yīng)注意以下幾點：①雙組分涂料必須準(zhǔn)確稱量，充分?jǐn)嚢?，并需熟?0min后方可施工。②取料完畢應(yīng)密封桶蓋，以免涂料吸潮變質(zhì)。③上道漆未干透前即涂敷下一道漆，使兩層間結(jié)合緊密。④噴涂時宜采用無空氣噴涂，不僅效率高，而且不會帶入壓縮空氣中的水、油等雜質(zhì)。2021/6/2769二、高氯化聚乙烯防腐層高氯化聚乙烯涂料性能特點如下:（1）優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性耐酸、堿、鹽、化學(xué)藥劑，耐水和油。（2）良好的耐溫及耐候性適用溫度為-20~80℃，可在-15℃條件下施工，耐濕熱老化及臭氧。（3）耐菌及耐火特性阻止細(xì)菌及霉菌的生長，阻燃。（4）優(yōu)異的機(jī)械性能與金屬附著力高，抗沖擊，柔韌性好。（5）施工性能好施工方便、費用低、成膜厚、價格適中?？傊渚C合防腐性能優(yōu)于氯成化聚乙烯、氯化橡膠等。適用于石油、石化、城市煤氣等管道、儲罐的外壁防腐蝕。2021/6/2770三、氯化橡膠防腐涂料氯化橡膠是由天然橡膠或異戊橡膠氯化而得的白色粉末狀產(chǎn)品，將它溶于有機(jī)溶劑(芳烴、鹵烴等)中，加入增塑劑、穩(wěn)定劑、防沉劑和顏料、填料(欽白、炭黑、滑石粉等)及根據(jù)需要加醉酸等樹脂，制成氯化橡膠涂料。

特點：化學(xué)穩(wěn)定性好，耐水、耐潮、耐磨、耐候性好；不耐溶劑和氧化性酸。2021/6/2771

氯化橡膠可采用刷涂、噴涂和滾涂等施工方法，自然干燥。施工時需注意以下兩點：

①由于此涂料揮發(fā)快，刷涂和滾涂時應(yīng)注意不要將刷子或輥筒來回移動，以免產(chǎn)生拉絲和起泡現(xiàn)象。②在重涂時應(yīng)盡量采用噴涂并在頭道漆膜干透后再涂下一道漆，以避免咬底現(xiàn)象。2021/6/2772四、熱噴涂鋅、鋁及其合金覆蓋層此被蓋層主要應(yīng)用于大氣和水腐蝕環(huán)境中，國內(nèi)外大量應(yīng)用實踐證明其壽命在20-30年，甚至長達(dá)50年。其防護(hù)原理是由于鋅、鋁及其合金的電極電位比鋼鐵負(fù)，一方面對鋼鐵基體能起陰極保護(hù)作用。另一方面因腐蝕速率比鋼鐵低得多，所以相對鐵基體具有良好的耐腐蝕性。2021/6/2773五、氯磺化聚乙烯防腐層此防腐層是以氧磺化聚乙烯橡膠為主要成膜基料，加入改性樹脂、促進(jìn)劑、穩(wěn)定劑、硫化劑等，充分溶于有機(jī)溶劑中配制而成。

性能特點：

(1)有明顯的耐候性及耐離子輻射性，抗氧化和臭氧作用。

(2)優(yōu)良的耐酸、堿、鹽，耐水、油，耐熱抗寒性能。

(3)良好的韌性和粘結(jié)性，耐磨、防霉、防植物根系穿透。

(4)施工方便，成膜厚。適用于石油架空管道、儲罐、鋼架等設(shè)施外壁防腐蝕，適用溫度小于100℃。2021/6/2774第五節(jié)管道防腐層修復(fù)技術(shù)一、修復(fù)原則、檢測及評價管線修復(fù)的內(nèi)容是根據(jù)保護(hù)對象腐蝕和防護(hù)的情況，對管道金屬及防腐層進(jìn)行修復(fù)。開展此項工作需本著“適當(dāng)?shù)牟牧?，適當(dāng)?shù)男迯?fù)方法、適當(dāng)時機(jī)”的原則，按照科學(xué)的程序進(jìn)行。2021/6/2775二、管道外防腐層修復(fù)（1）管道外防腐層修復(fù)的主要程序及材料

管道外防腐層修復(fù)主要有三大程序，即舊防腐層清除，金屬表面預(yù)處理及新防腐層施工。

第一程序：三種方法①人工機(jī)械法；②機(jī)械清除法；③水力清除法。第二和第三程序是相互聯(lián)系的，即選擇什么類型的防腐層修復(fù)材料就決定了其金屬表面預(yù)處理要求。2021/6/2776

目前我國管道外防腐層修復(fù)較多應(yīng)用如下幾種材料：①石油瀝青

優(yōu)點：價格相對便宜，貨源充足，對環(huán)境條件、施工條件、管體清理要求等均相對較低。

缺點：現(xiàn)場施工過程中，質(zhì)量控制難點較多?，F(xiàn)場修復(fù)施工工藝方法尚不成熟，質(zhì)量難以保證。2021/6/2777②聚乙烯膠粘帶等半預(yù)制型冷纏材料

優(yōu)點：在防腐蝕性能、理化性能上都高于石油瀝青，且質(zhì)量均勻易控制，施工簡便，對環(huán)境、施工條件的適應(yīng)性比石油瀝青高?？裳娱L可施工期，施工工藝簡便，手工機(jī)械、電動機(jī)械均能施工。

缺點：造價比石油瀝青稍高，但應(yīng)考慮對焊縫處的處理。2021/6/2778

③液態(tài)冷涂固化類材料

優(yōu)點：防腐蝕性能良好，只要選擇恰當(dāng)，其施工工藝、環(huán)境適應(yīng)性方面都能滿足在用管道防腐層更換的要求缺點：對管體表面清理、除銹、除脂，防塵等要求較高，價格較貴，對固化條件有一定要求。目前此類材料在國外管道外防腐層修復(fù)中用得較多的有高固體份、無溶劑環(huán)氧樹脂徐料、聚氨酯涂料等。2021/6/2779（2）管體外壁腐蝕損傷的修補

防腐層修復(fù)作業(yè)中，將伴隨管體腐蝕損傷修補的問題。修補工藝方法應(yīng)依據(jù)管體腐蝕損傷部分的剩余強(qiáng)度判斷。

2021/6/2780（3）防腐層更換中應(yīng)注意的問題①管子位移問題。②忽視“三穿”部位問題。③質(zhì)量控制問題。2021/6/2781三、管道內(nèi)防腐層修復(fù)（1）管道內(nèi)防腐層清除技術(shù)及管道內(nèi)表面清洗技術(shù)

內(nèi)防腐層清除技術(shù)：高壓水射流清洗技術(shù)，間歇浸泡清洗技術(shù)，連續(xù)雙向清洗技術(shù)，空氣爆破清洗技術(shù)等。

2021/6/2782（2）內(nèi)防腐層修復(fù)

技術(shù)主要有翻轉(zhuǎn)內(nèi)襯法、管內(nèi)涂布固化法、塑料管穿插法。表6-42管道內(nèi)襯修復(fù)工藝的比較2021/6/2783第七章管道及儲罐電法保護(hù)技術(shù)

第一節(jié)概述一、陰極保護(hù)原理金屬在電解質(zhì)溶液中，由于金屬本身存在電化學(xué)不均勻性或外界環(huán)境的不均勻性，都會形成腐蝕原電池。在原電池的陽極區(qū)發(fā)生腐蝕，不斷輸出電子，同時金屬離子溶入電解液中。陰極區(qū)發(fā)生陰極反應(yīng)，視電解液和環(huán)境條件的不同，在陰極表面上析出氫氣或接受正離子的沉積。如果給金屬通以陰極電流，整個腐蝕原電池體系的電位將向負(fù)的方向偏移，使金屬陰極極化，這就可以抑制陽極區(qū)金屬的電子釋放，從根本上防止金屬腐蝕。2021/6/2784二、陰極保護(hù)主要參數(shù)與保護(hù)準(zhǔn)則（1）自然電位自然電位是金屬埋入土壤后，在無外部電流影響時的對地電位。自然電位隨著金屬結(jié)構(gòu)的材質(zhì)、表面狀況和土質(zhì)狀況,含水量等因素不同而異,一般有涂層埋地管道的自然電位在-0.4～0.7VCSE之間,在雨季土壤濕潤時，自然電位會偏負(fù)，一般取平均值-0.55V。（2）最小保護(hù)電位

金屬達(dá)到完全保護(hù)所需要的最低電位值。一般認(rèn)為，金屬在電解質(zhì)溶液中，極化電位達(dá)到陽極區(qū)的開路電位時，就達(dá)到了完全保護(hù)?！霸谕姷那闆r下,埋地鋼鐵結(jié)構(gòu)最小保護(hù)電位為-0.85V

CSE或更負(fù),在有硫酸鹽還原菌存在的情況下，最小保護(hù)電位為-0.95VCSE，該電位不含土壤中電壓降（IR降）”。

2021/6/2785二、陰極保護(hù)主要參數(shù)與保護(hù)準(zhǔn)則

（3）最大保護(hù)電位

保護(hù)電位不是愈低愈好,是有限度的,過低的保護(hù)電位會造成管道防腐層漏點處大量析出氫氣,造成涂層與管道脫離，即，陰極剝離,不僅使防腐層失效,而且電能大量消耗,還可導(dǎo)致金屬材料產(chǎn)生氫脆進(jìn)而發(fā)生氫脆斷裂,所以必須將電位控制在比析氫電位稍高的電位值,此電位稱為最大保護(hù)電位,超過最大保護(hù)電位時稱為"過保護(hù)"。最大保護(hù)電位的限制應(yīng)根據(jù)覆蓋層及環(huán)境確定，以不損壞覆蓋層的粘結(jié)力為準(zhǔn),一般瞬時斷電電位不得低于-1.10VCSE。（4）最小保護(hù)電流密度使金屬腐蝕下降到最低程度或停止時所需要的保護(hù)電流密度,稱作最小保護(hù)電流密度,其常用單位為mA/m2表示。處于土壤中的裸露金屬，最小保護(hù)電流密度一般取10mA/m2。2021/6/2786三、電法保護(hù)類型在管道及儲罐電法保護(hù)工程中，經(jīng)常使用的電法保護(hù)類型有：外加電流陰極保護(hù)、犧牲陽極陰極保護(hù)、直流雜散電流排流保護(hù)，交流雜散電流排流保護(hù)等。2021/6/2787三、電法保護(hù)類型（1）外加電流陰極保護(hù)外加電流陰極保護(hù)又稱強(qiáng)制電流陰極保護(hù)。它是根據(jù)陰極保護(hù)的原理，用外部直流電源作陰極保護(hù)的極化電源，將電源的負(fù)極接被保護(hù)構(gòu)筑物，將電源的正極接至輔助陽極。在電流的作用下，使被保護(hù)構(gòu)筑物對地電位向負(fù)的方向偏移，從而實現(xiàn)陰極保護(hù)。2021/6/2788

（2）犧牲陽極陰極保護(hù)在腐蝕電他中，陽極腐蝕，陰極不腐蝕。根據(jù)這一原理，把某種電極電位比較負(fù)的金屬材料與電極電位比較正的被保護(hù)金屬構(gòu)筑物相連接，使被保護(hù)金屬構(gòu)筑物成為腐蝕電池中的陰極而實現(xiàn)保護(hù)的方法稱為犧牲陽極陰極保護(hù)。2021/6/2789外加電流和犧牲陽極兩種方法的比較優(yōu)點外加電流1．輸出電流、電壓連續(xù)可調(diào)2．保護(hù)范圍大3．不受環(huán)境電阻率限制4．工程規(guī)模越大越經(jīng)濟(jì)5．保護(hù)裝置壽命長1．需要外部電源2．對鄰近金屬構(gòu)筑物干擾大3．維護(hù)管理工作量大

犧牲陽極1．不需要外部電源2．對鄰近金屬構(gòu)筑物無干擾或很小3．投產(chǎn)調(diào)試后可不需管理4．工程規(guī)模越小越經(jīng)濟(jì)5．保護(hù)電流分布均勻、利用率高1．高電阻率環(huán)境不宜使用2．保護(hù)電流幾乎不可調(diào)3．覆蓋層質(zhì)量必須好4．投產(chǎn)調(diào)試工作復(fù)雜5．消耗有色金屬方法缺點2021/6/2790（3）直流排流保護(hù)將管道中流動的直流雜散電流排出管道，使管道免受電蝕的方法稱為直流排流保護(hù)。依據(jù)排流接線回路的不同，排流法可分為直接、極性、強(qiáng)制、接地四種排流方法。（4）交流排流保護(hù)將管道中流動的交流雜散電流排出管道，使管道免受電蝕與損壞，避免在管道上施工作業(yè)的人員遭受電擊的方法稱為交流排流保護(hù)。2021/6/2791四、陰極保護(hù)在油氣田的應(yīng)用陰極保護(hù)技術(shù)主要用于以下方面：

a．埋地長輸鋼質(zhì)管道的陰極保護(hù)。

b．管網(wǎng)的區(qū)域性陰極保護(hù)。

c．大型鋼質(zhì)儲罐底板外壁。

d．容器內(nèi)壁陰極保護(hù)。

e．海洋油氣田開發(fā)環(huán)境中鋼結(jié)構(gòu)和海底管線2021/6/27921.埋地長輸鋼質(zhì)管道的陰極保護(hù)

針對埋地管線發(fā)生電化學(xué)腐蝕破壞的特點,陰極保護(hù)技術(shù)是埋地管道土壤腐蝕控制一項經(jīng)濟(jì)、有效的措施，與防腐涂層聯(lián)合使用，能有效地彌補涂層缺陷造成的腐蝕，成倍地延長管道的使用壽命。