明士涛 郝 放 崔 斌(中石化管道储运有限公司华东管道设计研究院，江苏 徐州 221008）



埋地钢质管道外防腐层失效及大修

明士涛 郝 放 崔 斌
(中石化管道储运有限公司华东管道设计研究院，江苏 徐州 221008）

摘 要：针对埋地钢质管道外防腐层大修存在的实际问题，本文结合管道外防腐层失效原因、旧防腐层清除及防腐层大修材料的选择，提出了采用黏弹体胶带＋外防护层的方式提高防腐层大修质量的建议。

关键词：外防腐层 失效 大修 管道

0 引言

我国早期的油气长输管道始建于上世纪70年代，距今已有40年左右的历史。由于当时技术水平的限制，早期建设的埋地管道外防腐层大都采用石油沥青防腐，随着超长时间的服役，不可避免的出现防腐层严重老化和管体腐蚀穿孔等问题。近年来，随着技术的发展，新建的埋地油气长输管道外防腐层大都以三层PE和熔结环氧粉末为主，然而由于在原材料和施工质量上存在的一些问题，也出现了外防腐层与管体粘结力差，甚至整体剥离，导致管体腐蚀的现象。为保证在役长输管道的安全运营，延长埋地管道的使用寿命，研究管道外防腐层大修技术具有重要的意义。

1 管道外防腐层失效原因

由于技术条件等因素限制，早期建设的油气长输管道外防腐层大都采用石油沥青防腐，随着服役时间的增长，石油沥青不可避免的出现老化失效。主要表现为防腐层变硬、变脆、针孔率上升、粉末化、与钢管表面粘结力下降等现象，这都是由石油沥青材料本身的性质决定的。此外，由于受到土壤的不均匀应力、温度变化、湿度变化、土壤微生物的侵蚀、地面植物根茎的影响，导致石油沥青防腐蚀性能逐年下降。

三层PE和熔结环氧粉末是目前国际上钢质管道防腐领域广泛使用的防腐材料，具有与钢管表面粘结力强、良好的耐化学侵蚀性能、耐温性能等优点。在国内由于种种原因，管道投入运行不久，也出现了防腐层大面积失效的情况。以某管道为例，该段管道原防腐层采用加强级熔结环氧粉末防腐，在现场调查过程中我们发现，防腐层与钢管表面粘结力很差，存在大面积剥落现象，从图1和图2中可以看出，人工用钢尺、平铲即可将防腐层翘起和剥落。据了解，该管道投入运行不足十年时间，分析这种情况出现的主要原因有：

（1）钢管表面处理不满足规范要求。喷砂除锈过程中所用的磨料不达标，磨料的颗粒直径大小不一，导致喷砂后管体表面的锚纹深度不满足要求。此外，磨料中可能含有大量的杂质和灰尘，喷砂除锈后管体表面留有大量难以清除的灰尘；

图1 钢尺翘起防腐层

图2 平铲清除防腐层

（2）环氧粉末材料性能不满足规范要求。在国内，环氧粉末生产厂家为降低成本，采用劣质的环氧树脂作为原料，以次充好，大大降低了熔结环氧粉末与钢管表面的粘结力；

（3）防腐厂涂敷工艺不满足要求。在涂敷过程中，钢管表面未达到预热温度要求，导致环氧粉末在钢管表面未完全熔融。

2 旧防腐层的清除和表面处理

在国内，管道旧防腐层基本靠人工用铲、刮刀等进行清除，钢管表面处理大都用砂纸或采用电动钢丝刷进行打磨，不仅效率低而且效果不理想。原防腐层与钢管表面粘结较好的管段，依然存在钢管表面残余旧防腐层的难题。近几年有采用有机溶剂去除管道石油沥青防腐层的案例，效果比较明显，但也出现一些新的问题，比如：溶剂挥发太快，不得不加大有机溶剂用量，才能将石油沥青清除干净，抹布的用量较大，溶剂与石油沥青反应后，在钢管表面会留有残留物，这些残留物对钢管表面后续的防腐是否有影响仍需进一步研究等。

国外目前采用高压水去除管道旧防腐层，其技术已经成熟，可有效去除钢管表面90%以上的旧防腐层，机械化程度高，效果较为理想。目前国内也研制出了类似设备，可实现高压水喷射去除旧涂层、喷砂除锈等技术[1]，由于施工条件及成本等因素限制，尚未得到广泛应用。

3 钢质管道外防腐层大修材料

目前可有效用于管道外防腐层大修的材料品种屈指可数，因为管道防腐层大修工程具有分段施工、手工或半手工作业、现场条件恶劣、工期较紧等特点。由于现场施工条件的限制，钢管处理表面很难达到与防腐厂一样的效果，这就使得所选防腐层大修材料对钢管表面的处理等级要求不能太高，还需保证大修后防腐层优异的防腐蚀效果。

石油沥青材料对钢管表面处理要求不高，达到GB/T 8923.1中规定的Sa2级或St3级即可，但作为大修材料具有劳动强度大、效率低、质量难以控制等缺点[2]。

规范规定[3]，管道外防腐层修复材料应根据原防腐层类型、修复规模及管道运行工况等条件选择。对于防腐层大修材料，可采用无溶剂液态环氧/聚氨酯、无溶剂环氧玻璃钢、冷缠胶带，也可采用经过试验验证且满足技术要求的其他防腐材料。

冷缠胶带具有施工简便、回填时间间隔短、无污染、安全无害等优点，在近期石油长输管道防腐层大修工程中，如东北石油管道，冷缠胶带作为防腐层大修材料得到较广泛的应用，但通过近几年的开挖检测，冷缠胶带在管道防腐层大修后存在褶皱、与管体粘结力较低、绝缘性能下降等问题[4]。

无溶剂液态环氧等液体涂料与钢管表面粘结强度高、耐阴极剥离、耐热水浸泡性能优异，但其施工工艺较为繁琐，对钢管表面处理要求较高，需达到

品，让人耳目一新。

众所周知，石油丶石化行业是使用阀门量最大的行业，面对石油丶石化行业不景气的状况，仍有很多的机迂，如国际油价偏低，各地方都在修建大型储油庫储油，我国是石油进口国，2015年我国原油对外依存度达60%，2016年将达到62%，这样将要再建一批储油庫，因此，需要大量性能优越丶安全可靠的管道阀门。我国西北地区油气田中油气含硫量高，含泥沙重，需要大量耐磨损丶耐腐蚀的阀门，目前这些阀门仍在进口。我国天然气资源丰富，在国家节能减排政策的支持下，”十三五” 期间天然气的开发利用将有一个大发展，这给阀门行业提供了一个发展的机迂，目前，我国天然气约占一次能源消费总量的5.6%，这与市场需求还有很大距离，如天然气船和天然气汽車的加气站急待增设，需要大量安全可靠丶无泄漏的阀门。海上采油是石油丶石化行业发展方向，此次展会上，中外石油丶石化技术装备制造行业展出了大量的海上钻井平台和成套技术装备，雄伟壮观，平台上装有各种管道丶阀门，特别是深海采油阀，要求严格，国內能生产的企业不多，需要阀门行业的精英们着力开发。

未来一段时期将是中国石油丶石化装备制造业面临严峻挑战的阵痛期，但也是企业转型升级求生存丶求发展的关键时期，只有顺应时代潮流，开发适应市场需要的新产品，企业才能在激烈的国际竞争中赢得主动，实現持续健康的发展。

中图分类号：TG174.46；TE988.2

文献标识码：A

DOI：10.13726/j.cnki.11-2706/tq.2016.04.029.02

作者简介：明士涛（1983-），男，山东德州人，工程师，硕士，现从事油气长输管道防腐设计工作。

External Coating Failure and Overhaul of Buried Steel Pipeline

MING Shi-tao HAO Fang CUI Bin
( East-China Pipeline Design& Research Institute of Sinopec Pipeline Storage & Transportation Co., Ltd.Xuzhou 221008, China)

Abstract：According to the problems in the external coating overhaul of buried steel pipeline, in this paper, analyzed the causes of failure of external coating , remove old anti-corrosion layer and coating material selection of overhaul.Proposes using the sticky projectile anti-corrosive tape and outer protective layer to improve the quality of external coating overhaul for pipeline.

Keywords:external coating; failure; overhaul; pipeline