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水下管道外壁腐蚀及防腐层

水下管道
1. 水下腐蚀环境
敷设在江、河、湖、海水下的管道统称为水下管道,水下管道分为单层管、多层管和三层管。

单层管通常用于输送水、煤气、天然气和低凝固点、低粘度的油品。

双层管用于输送粘度大、凝固点高、高含蜡的原油或重油,要求热损失少,温度变化小,防止结蜡、凝管,三层管或带有电伴热的管道是用于输送过程中需要加热的介质。

由内钢管和外钢管组成,在两管之间的环向空间填充聚氨酯泡沫保温层,保温层厚度越大,保温效果越好,但保温层厚度增加意味着外管径的增加,钢材耗量和施工费用大大增加,根据经验和经济计算,推荐30~50㎜厚度。

2.水下腐蚀等级
水下管道长期浸泡在水、盐碱水、海水、污水中,腐蚀等级应定为特强级。

水下管道腐蚀破坏的原因有如下几种:
①水质。

水和海水、盐湖水、污水对防腐层的浸蚀,穿透防腐层后造成管道的外壁腐蚀。

②机械损伤。

船舶的锚和铁链、拖网等造成防护层和防腐层的破坏。

③冲刷。

由于水流、潮流、风浪的作用,管道基础被冲蚀,造成管道悬空,使配重层、防护层、防腐层破坏,甚至管道断裂。

④灾害。

由于地震、海床位移造成水下管道的破坏和腐蚀。

3.水下防腐层要求
水下管道所处的环境恶劣,而且施工维修难,要以安全、长效为前提,提高防腐层的要求和等级。

在SY/T 0004-98《油田油气集输设计规范》和SY/T 10037-2010 《海底管道系统》标准中,对水下管道的外防腐层除满足埋地管道外防腐层的各项要求外,还应与混凝土配重层及保温层相匹配。

4.水下防腐层种类与标准
对当前国内多种外防腐层评价,用于水下管道,尤其是海底管道应首选挤出缠绕法聚乙烯防腐层,即三层PE。

必须强调指出,第一层熔结环氧粉末底层厚度必须超过抛丸除锈后的锚纹深度,其它性能指标不得低于SY/T 0413《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》,并提高管道接口的外防腐层质量,确保水下管道的安全。

水下管道外防腐层还可以选用煤焦油瓷漆、熔结环氧粉末或挤出聚乙烯。

煤焦油瓷漆按SY/T 0379《埋地钢质管道煤焦油瓷漆外覆盖层技术标准》制造、施工和验收。

熔结环氧粉末涂层,按SY/T 0315《钢质管道熔结环氧粉末外涂层技术标准》制造、施工、验收,应选用双层环氧粉末结构,涂层厚度应在500μm以上。

早在八十年代,国外有一种用于水下管道的外防腐保护层,是以树脂砂浆为基料,用钢丝网增强,在敷管船上挤压缠绕成型,既是防腐层,又是外保护层,又称石夹克。

石夹克以环氧树脂为胶粘剂,用石英砂等无机填料为骨料,用钢丝网或高强度纤维网增强,形成高粘结力、高强度、高韧性的防腐防护层,已在英国北海油田的一条原油输送管线上采用,取得了较好的保护效果。

目前国内已研制成功并申请了专利,但有待推广应用。

另外要提醒一点,海底管线内管的外表面应涂敷一层防锈底漆,防止其外层的聚氨酯类保温材料在海水的作用下产生水解产物(如氨类等物质)腐蚀管壁,此防锈底漆应是环氧类底漆,不得采用普通的醇酸防锈漆。

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