一、引言
埋地管道采用外防腐層與電法保護(hù)是延長管道運行壽命、減少管道運行故障的有效手段。七十年代初,自美國首次立法開始,一些國家相繼立法,規(guī)定埋地管道必須采用防腐涂層與陰極保護(hù)的雙重保護(hù)措施。近年來,國內(nèi)對埋地管道的雙重保護(hù)問題日漸重視,各地就埋地管道的腐蝕與防護(hù)問題召開各種專題研討會,對管道進(jìn)行陰極保護(hù)的必要性和可行性進(jìn)行了深入細(xì)致的研討,并在管道保護(hù)的理論和實踐方面發(fā)展了許多新技術(shù)、新工藝和新產(chǎn)品。本文擬結(jié)合北京市埋地燃?xì)夤艿赖墓こ虒嵺`,就埋地管道的外防腐層與陰極保護(hù)的有關(guān)問題進(jìn)行初步探討,并對工程實踐中有關(guān)問題提出拙見,以拋磚引玉。
二、現(xiàn)狀與分析
目前北京市埋地燃?xì)夤艿劳ǔ2捎玫耐夥栏瘜影ㄒ韵聨追N:
a)石油瀝青+玻璃布
b)環(huán)氧煤瀝青+玻璃布
c)塑化瀝青防蝕帶
d)無機(jī)富鋅+環(huán)氧煤瀝青+玻璃布
e)環(huán)氧粉末噴涂(+聚乙烯粘膠帶)
石油瀝青、環(huán)氧煤瀝青及塑化瀝青防蝕帶主要用于中壓干線及小區(qū)中低壓燃?xì)夤艿赖姆栏?。塑化瀝青防蝕帶近二年才開始在北京市的燃?xì)夤艿郎鲜褂?,且價格偏高,目前仍以前二種方式為主。環(huán)氧煤瀝青在防止細(xì)菌腐蝕和植物根系方面比石油瀝青優(yōu)越,對環(huán)境污染也較小,使用較普遍。但由于操作溫度和固化時間的限制,冬季施工困難較多,因此冬季施工的工程,在環(huán)境允許的條件下,仍沿用石油瀝青防腐層。隨著塑化瀝青防蝕帶的大面積推廣使用,其價格會適當(dāng)降低,而且其施工受環(huán)境溫度影響較小,逐漸會成為常用防腐方式的一種。
無機(jī)富鋅+環(huán)氧煤瀝青是隨著華北油田進(jìn)京天然氣復(fù)線工程進(jìn)入燃?xì)夤こ虘?yīng)用領(lǐng)域的,主要用于1.0MPa高壓管線。原因是燃?xì)夤艿狸帢O保護(hù)得到重視,但實施管道陰極保護(hù)需要設(shè)置檢測樁,而在城區(qū)道路上設(shè)置檢測樁有一定難度,所以采用無機(jī)富鋅底漆做為管道雙重保護(hù)的一種措施。而且當(dāng)時對采用陰極保護(hù)方案,從運行管理方面能否得到預(yù)期保護(hù)效果的疑慮,也是采用無機(jī)富鋅的原因之一。
環(huán)氧粉末噴涂(及以環(huán)氧粉末為底層的PE三層做法)是目前國際上公認(rèn)的防腐方式之一。九十年代初在北京液化石油氣三油線上首次使用,從近幾年運行情況看,效果良好。陜甘寧進(jìn)京天然氣工程中2.5MPa高壓市內(nèi)公路環(huán)線上采用了這種防腐方式。
在埋地管道的陰極保護(hù)方面,城區(qū)一般是采用犧牲陽極陰極保護(hù)方案。外加電流陰極保護(hù)在北京市郊的液化石油氣管道和天然氣管道上也均有使用的實例。但由于對管道的陰極保護(hù)重視不夠,運行管理跟不上,久而久之,外加電流陰極保護(hù)形同虛設(shè),被保護(hù)管道的運行壽命未能達(dá)到設(shè)計要求。隨著對埋地管道陰極保護(hù)問題的重視,近幾年正在對原有的陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)和更新。
三、存在問題及對策
每種防腐涂料和每種陰極保護(hù)方案都有其優(yōu)缺點,但它們有一個共同特點,就是對埋地管道給予保護(hù)。而它們對管道的保護(hù)效果又取決于從選料至施工的各個工序質(zhì)量。如果在各個階段均按照標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的要求進(jìn)行,那么無論哪種外防腐層、哪種陰極保護(hù)方案,都會對埋地管道起到一定的保護(hù)作用。相反,不論多么優(yōu)質(zhì)的涂料,多么先進(jìn)的防腐手段,花費多高的投入,也不能確保對埋地管道起到應(yīng)有的保護(hù)作用。
在完整的工序質(zhì)量控制過程中,有以下幾個重要的控制環(huán)節(jié):
1、原料質(zhì)量
原料的質(zhì)量是所有后續(xù)質(zhì)量的基礎(chǔ)。在目前市場經(jīng)濟(jì)條件下,經(jīng)濟(jì)效益是人們共同追求的目標(biāo)。一種產(chǎn)品有市場,由于利益驅(qū)動,眾多廠家一哄而上,產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。而要從眾多廠家選擇合格或者優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品,就成為關(guān)鍵的一環(huán)。同時,在產(chǎn)品由施工單位選擇的前提下,業(yè)主的質(zhì)量監(jiān)督就顯得尤為重要。因此,建立嚴(yán)格的產(chǎn)品調(diào)研和采購制度,強(qiáng)化程序管理,就成為原料質(zhì)量的制度保證。在工程實踐中大大小小的產(chǎn)品質(zhì)量問題,產(chǎn)生的經(jīng)驗教訓(xùn)是深刻的。
2、涂層質(zhì)量
一種好的產(chǎn)品,應(yīng)該有一套完善的涂敷工藝和要求,涂敷質(zhì)量不高,就會影響產(chǎn)品的使用性能。例如以無機(jī)富鋅為底漆的防腐方式,其涂敷質(zhì)量的關(guān)鍵之一就是涂層厚度應(yīng)均勻,而要涂層厚度均勻,就要選擇合理的涂敷方案,以避免厚薄不均的現(xiàn)象發(fā)生。筆者曾對要求厚度為50~70μm的試驗管段進(jìn)行檢測,實際檢測結(jié)果,其厚度范圍為25~125μm,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了規(guī)定的涂層厚度范圍。究其原因,該結(jié)果與工作人員素質(zhì)、責(zé)任心、施工的機(jī)械化、自動化程度、施工工具及施工工藝要求不無關(guān)系。又如環(huán)氧粉末噴涂防腐方式,其涂層質(zhì)量的兩個關(guān)鍵指標(biāo)就是粘結(jié)力和厚度。涂層與管子的粘結(jié)力主要取決于鋼管表面的除油、除銹質(zhì)量。這與鋼管的原始狀態(tài),除銹用料的選擇和更換頻度又有直接關(guān)系。環(huán)氧粉末是一種價格昂貴的防腐原料,其用量的多少直接決定著該種防腐方式的經(jīng)濟(jì)性。在涂層設(shè)計厚度確定的前提下,實際涂層薄,達(dá)不到設(shè)計要求,實際涂層厚,又造成浪費。在陜京市內(nèi)工程中,就發(fā)生了涂層粘結(jié)力不好、厚度不均的問題。粘結(jié)力問題經(jīng)過分析討論,認(rèn)為關(guān)鍵之一就是鋼管表面除油效果不好,同時拋丸除銹用鋼砂又造成聯(lián)鎖負(fù)效應(yīng)。加強(qiáng)鋼管除油工作,又徹底替換了鋼砂之后,粘結(jié)力問題徹底解決。涂層厚度問題,經(jīng)現(xiàn)場分析討論,認(rèn)為與電源的穩(wěn)定性、噴腔內(nèi)的工作條件以及噴槍的排放和噴槍口的清理等因素有關(guān),經(jīng)過技術(shù)改進(jìn),涂層厚度基本得到控制,但仍無法完全控制到設(shè)計要求的經(jīng)濟(jì)厚度范圍內(nèi)。這也許是因為該種防腐方式的實踐經(jīng)驗還不多,但也正是工程技術(shù)人員努力攻關(guān)的一個方向。