浅谈涂层防腐失效的原因和应对措施

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  摘要:和其他的运输方式相比较而言,管道运行的优势明显,但是,在管道运行的过程中也存在着一系列的问题,比如,常见的管道腐蚀现象,如果不能对这一问题进行恰当的处理,就会威胁到管道的安全运行,同时,腐蚀也会在一定程度上对管道的材质带来较大的损伤,如果有泄露故障出现,还会带来巨大的经济损失,严重影响到管道的运输效率,阻碍人们的正常生活。鉴于此,本文就涂层防腐失效的原因和应对措施展开探讨,以期为相关工作起到参考作用。
  关键词:防腐涂层;现状;发展趋势
  引言
  管道的防腐施工直接决定着管道的使用年限,因此,需要对管道的防腐施工措施予以优化,并且,还应该严格把控管道的施工质量以及施工过程中的关键点。石油企业应该加大对管道防腐质量施工的检验以及监测力度,确保管道不被破坏或者不易被腐蚀。实验表明,有效落实管道的防腐施工作业,合理控制关键点,能够在一定程度上降低管道腐蚀以及所产生损失出现的几率,从而将管道的价值充分发挥出来,确保管道的生态效益、社会效益以及经济效益[1]
  1.有关管道防腐措施的介绍
  对于管道的腐蚀现象,常见的方法是在管道的防腐涂层增加阴极保护的方法,这同样也是现下防腐效果最好的方法。所谓的涂层也就是在管道的表面涂刷具有保护作用的隔离层,其能够确保管道中的金属和土壤、空气以及水分隔离开来,以免管道被侵蚀。涂层是腐蚀控制中的第一道防线,而阴极保护则是管道防腐最为关键的方法。由于管道的涂层材料其通透性良好,能够确保涂层更加透水、透气,而且管道自身也存在空缺的洞。其次,在运输管道的过程中,对管道的装卸和施工很容易使涂层受到破损,在将管道埋置地下之后,因受到人类一些行为以及周围土壤的影响,都有可能损害管道,因此,使用涂层无法完全对管道起到隔离效果,还需要用到阴极保护技术实施管道的防腐处理工作。所谓的引进计划防腐措施,也就是将阴极电流施加到管道上,以此来给受腐蚀的环境提供电子,从而有效避免金属被腐蚀[2] 。在此过程中,土层保护是第一道防线,而阴极保护是第二道防线。土层的运用能够很好地维护阴极极化需要的电流,这样一来就能够在管道防腐过程中用到阴极保护。其中,涂层和阴极保护之间是相互关联的关系,阴极保护能够有效解决存在于涂层中的缺陷,并且在管道防腐中发挥着非常关键的作用,能够控制管道中的腐蚀现象。
  2.管道腐蚀形成的原因
  所谓的腐蚀也就是,金属长时间和环境中的物质相接触产生了化学反应,从而使金属受损。很多管道都是由金属材质组成的,因此,在管道实际运行的过程中,很容易和环境中的物质发生反应,使管道快速老化,对管道的使用寿命产生严重的影响。在化学腐蚀的过程中,电极比较高的一端因得到电子就会成为阴极,而电极比较低的一端由于失去电子就会成为阳极,因此,就伴随化学反应出现。如果将铁长时间的暴露在空气湿度较大的环境中,就会使其和空气中的水分和氧气发生氧化反应,从而形成氧化铁,最后加剧管道的腐蚀现象[3]
  3.目前我国管道防腐技术的应用现状
  3.1管道涂层防腐技术
  防腐涂层法是目前我国在防腐领域使用比较广泛的防腐技术,该项技术的使用已经取得了很好的成果,并且形成了一套完备的防腐施工方法,最近这些年,在现代材料科学快速发展的时代背景下,该方法也逐渐得到了完善,但是,防腐涂层法的使用仍然存在一定的缺陷,一旦防腐部位是管道内壁,就需要使用化学聚合物或者有机涂层来实现防腐效果,在对管道进行焊接的过程中,高温会使防腐涂层出现脱落或者断裂的现象,因此,涂层脱落的位置将会和介质以及环境直接接触,从而是金属介质和材质发生化学反应,最终在管道中出现腐蚀现象。面对这种情况,为了能够进一步提高防腐施工质量,就需要做好焊接口周围的保护工作,但是,如今我国所用的几种保护焊接口的方法局限性较高。就以形状记忆合金举例而言,尽管记忆合金的使用能够有效保护焊接口的涂层,以免焊接口出现脱落的现象,但是,这种记忆合金材料的价格相对较高,很多工程项目承担不起高昂的材料费用[4] 。现下,从理论层面对这种技术的使用进行研究,该项技术在管道焊口防腐保护中并没有得到合理的运用。
  3.2管道衬塑修复技术
  该项技术是针对一些未落实开挖施工的旧管道而使用的一种技术。该技术的使用可以实现对旧管道的修复,从而达到提升管道修复成本,并且减少管道修复过程中物力以及人力投资的目的。一旦运用以往的修复方法,在实施修复工作的过程中,就需要做好管道的二次开挖工作,这样一来不仅会损坏部分道路,而且会影响到周围居民的正常生活。然而,在地下管道网络逐渐复杂的时代背景下,对于管道修复的难度也越来越大。但是,管道衬塑修复技术的使用就能够很好地解决这一问题[5] 。该项技术在欧美等发达国家已经历经了几十年的发展历程,尽管该项技术的使用刚刚起步,但是,发展速度却比较快。该项技术所用的材料具有较大的彈性,用该材料来制作管道内径较大的修复材料,之后再将其用于需要进行修复的管道内衬中。同时,借助外加压力能够使管道出现较大的变形,这样一来在修复材料到达修复位置的时候,就能够撤掉外部施加的压力,在自身记忆作用下,修复材料将会恢复到原来的形态,从而使金属管道内壁和修复材料密切贴合起来。由于使用该技术的施工相对简单,无需投入大量的物力以及人力完成管道的开挖施工作业,因此,在具体修复中得到了广泛的应用。
  4.管道防腐质量控制
  4.1管体表面防腐工序的质量控制
  管道外部防腐工作主要是在车间中完成,目前所用的防腐方法是对管道表面的清洁处理,并且运用喷砂对底漆进行喷涂胶黏剂、除锈以及用乙烯包裹等。运用这些自动化的防腐方法,受到的人为影响不大,而且防腐车间的环境也相对较好。在此基础之上,实施质量控制工作的关键是由第三方管理强化防腐过程的监督工作,并且对工厂的原材料质量进行严格把关。相关数据研究表明,在现下的生产作业中,车间防腐质量的监管工作,能够在一定程度上确保产品质量。   4.2管道防腐在运输、堆放和布管工序的质量控制
  (1)在实施吊装管施工作业的时候,需要做好一系列的保护工作,以免吊带和吊钩对防腐层起到破坏作用,因此,我们可以通过使用特殊的吊钩,将柔软的材料放置在衔接点的位置处,这样一来就能够有效避免施工中给管道带来的破坏,避免出现管道腐蚀的现象[6] 。(2)在拆卸管道的时候,需要避免管道出现滑走、滚走、摔坏以及拖拽的现象,因此,需要将防腐管道放在土堆或者沙袋上。(3)在对管道进行运输的时候,需要在车上置起具有支撑效果的软胶垫,以此来有效避免管道的颠簸对管道防腐层的损坏。(4)应该在管道设置在地下规定的位置处,并且应该将防腐管道放置在距离地面300mm的位置处,以此来避免底部触碰表面上的水分对土层产生破坏,从而起到管道防腐的效果。(5)对于岩石区段,特别是爆破开沟区段,需要实施管沟的开挖作业,之后实施管道的安置工作,从而在一定程度上实现对管道的保护。
  4.3管道防腐补口、补伤工序的质量控制
  (1)处理好管道的补口位置。在实施喷砂工作之前,需要做好管道表面位置处的清洁工作,并且将原来的灰尘等污染物除去。在完成管道表面的清洁工作之后,才能够实施喷砂作业。在喷砂的时候,需要用到石英砂和砂砾,以此来使管道的粗糙度满足标准要求,同时,还需要借助粗糙度检测仪对其进行检验,查看相关参数是否满足标准要求。(2)底漆涂装。在做好管道补口位置处的表面处理工作之后,就能够实施底漆的涂装作业了,在涂装的过程中,应该确保火焰温度在50~60 ℃范围内[7] 。涂装底漆的时候,涂料的混合应该按照一定的比例进行,应该将涂料搅拌均匀,并且确保涂刷均匀。完成底漆的涂装作业的时候,需要实施平均预热工作,使其满足企业的标准要求,并且还需要借助红外数字测温仪对相关参数进行测量,查看其是否满足标准要求。(3)热熔收缩带包裹。应该在一定的时间内在补口上围绕收缩袋,并且对收缩套进行均匀加热,使其能够收缩到均匀的被覆盖上,在对收缩袋进行加热的过程中,需要从中间向四周进行,使收缩套和补口融合。在运用滚动轮对收缩套进行挤压的同时,还需要使用胶粘剂从收缩套的边缘挤出,完成挤压工作之后,要注意不能出现空气以及褶皱的现象。
  4.4质量检查控制
  在完成上述工作之后,还需要检查收缩套,主要是对其厚度和外观进行检查,同时要做好收缩套的破坏性测试以及电火花测试。而外观检查主要是检查收缩套有无褶皱、是否光滑以及有无气泡等,此外,还需要对收缩套是否存在烧伤现象进行检查,没有靠紧管道和补口的防腐层,需要借助电火花测漏仪测试补口的位置,检测没有针孔出现则为合理。
  结语
  总而言之,本文重点分析了管道防腐涂层的使用现状以及未来的发展趋势,并且基于管道出现腐蚀的原因,探讨了目前我国防腐涂层施工技术的使用,同时,阐述了現行的防腐涂层的优缺点。作为我国长距离运输的主要方式,管道运输在各个行业中都得到了广泛的应用,但是,腐蚀问题一直以来都影响着我国管道运行的稳定性以及安全性,因此,希望通过对本文的研究能够对未来管道防腐涂层的研究奠定良好的基础。
  参考文献:
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  [2] 郭士清,王立权,弓海霞.深水多功能管道维修机具防腐涂层磨削装置研制[J].机床与液压,,47(22):37-40.
  [3] 王昕阳.激光熔覆防腐涂层现状及发展趋势[C].中国工程院、中国腐蚀与防护学会.第十届全国腐蚀大会摘要集.中国工程院、中国腐蚀与防护学会:中国腐蚀与防护学会,:221.
  [4] 王巍.深海交变压力下的自修复防腐涂层制备与表征[C].中国工程院、中国腐蚀与防护学会.第十届全国腐蚀大会摘要集.中国工程院、中国腐蚀与防护学会:中国腐蚀与防护学会,:276.
  [5] 赵磊.油气长输管道腐蚀控制途径[J].全面腐蚀控制,,33(08):102-103.
  [6] 樊波,余钢,钱明阳,蒋亦舒,惠晓宁,张彬.疏水性耐候防腐涂料的制备及其应用[J].涂层与防护,,40(07):17-20+30.
  [7] 孙立三,王春婷,卢光明,郑文茹,刘栓,蒲吉斌,王立平.防腐抗冲蚀复合涂层制备及性能研究[J].腐蚀科学与防护技术,,31(04):424-428.
  (1身份证号码:320323198704233016;2身份证号码:610521198810262010)
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