关于埋地管道外防腐与电法保护有关问题的探讨

1、关于埋地管道外防腐与电法保护有关问题的探讨内容提要：本文结合北京市埋地燃气管道的工程实践，对埋地管道的防腐涂层与阴极爱护状况进行了介绍，并对其中的原料质量、涂层质量、安装质量及质量操纵等关键点进行了分析和探讨，同时介绍了一些新技术及应用难点，最后强调了阴极爱护的重要性和立法紧迫性。一、引言埋地管道采纳外防腐层与电法爱护是延长管道运行寿命、减少管道运行故障的有效手段。七十年代初，自美国首次立法开始，一些国家相继立法，规定埋地管道必须采纳防腐涂层与阴极爱护的双重爱护措施。近年来,国内对埋地管道的双重爱护咨询题日渐重视，各地就埋地管道的腐蚀与防护咨询题召开各种专题研讨会，对管道进行阴极爱护的必要性和

2、可行性进行了深入细致的研讨，并在管道爱护的理论和实践方面进展了许多新技术、新工艺和新产品。本文拟结合北京市埋地燃气管道的工程实践，就埋地管道的外防腐层与阴极爱护的有关咨询题进行初步探讨，并对工程实践中有关咨询题提出拙见，以抛砖引玉。二、现状与分析目前北京市埋地燃气管道通常采纳的外防腐层包括以下几种：a）石油沥青+玻璃布b）环氧煤沥青+玻璃布c）塑化沥青防蚀带d）无机富锌+环氧煤沥青+玻璃布e）环氧粉末喷涂（+聚乙烯粘胶带）石油沥青、环氧煤沥青及塑化沥青防蚀带要紧用于中压干线及小区中低压燃气管道的防腐。塑化沥青防蚀带近二年才开始在北京市的燃气管道上使用，且价格偏高，目前仍往常二种方式为主。环氧煤

3、沥青在防止细菌腐蚀和植物根系方面比石油沥青优越，对环境污染也较小，使用较普遍。但由于操作温度和固化时刻的限制，冬季施工困难较多，因此冬季施工的工程，在环境承诺的条件下，仍沿用石油沥青防腐层。随着塑化沥青防蚀带的大面积推广使用，其价格会适当降低，而且其施工受环境温度阻碍较小，逐步会成为常用防腐方式的一种。无机富锌+环氧煤沥青是随着华北油田进京天然气复线工程进入燃气工程应用领域的，要紧用于1.0MPa高压管线。缘故是燃气管道阴极爱护得到重视，但实施管道阴极爱护需要设置检测桩，而在城区道路上设置检测桩有一定难度，因此采纳无机富锌底漆做为管道双重爱护的一种措施。而且当时对采纳阴极爱护方案，从运行治理方

4、面能否得到预期爱护成效的疑虑，也是采纳无机富锌的缘故之一。环氧粉末喷涂（及以环氧粉末为底层的PE三层做法）是目前国际上公认的防腐方式之一。九十年代初在北京液化石油气三油线上首次使用，从近几年运行情形看，成效良好。陕甘宁进京天然气工程中2.5MPa高压市内公路环线上采纳了这种防腐方式。在埋地管道的阴极爱护方面，城区一样是采纳牺牲阳极阴极爱护方案。外加电流阴极爱护在北京市郊的液化石油气管道和天然气管道上也均有使用的实例。但由于对管道的阴极爱护重视不够，运行治理跟不上，久而久之，外加电流阴极爱护形同虚设，被爱护管道的运行寿命未能达到设计要求。随着对埋地管道阴极爱护咨询题的重视，近几年正在对原有的阴极

5、爱护系统进行修复和更新。三、存在咨询题及计策每种防腐涂料和每种阴极爱护方案都有其优缺点，但它们有一个共同特点，确实是对埋地管道给予爱护。而它们对管道的爱护成效又取决于从选料至施工的各个工序质量。如果在各个时期均按照标准、规范的要求进行，那么不管哪种外防腐层、哪种阴极爱护方案，都会对埋地管道起到一定的爱护作用。相反，不论多么优质的涂料，多么先进的防腐手段，花费多高的投入，也不能确保对埋地管道起到应有的爱护作用。在完整的工序质量操纵过程中，有以下几个重要的操纵环节：1、原料质量原料的质量是所有后续质量的基础。在目前市场经济条件下，经济效益是人们共同追求的目标。一种产品有市场，由于利益驱动，众多厂家

6、一哄而上，产品质量参差不齐。而要从众多厂家选择合格或者优质的产品，就成为关键的一环。同时，在产品由施工单位选择的前提下，业主的质量监督就显得尤为重要。因此，建立严格的产品调研和采购制度，强化程序治理，就成为原料质量的制度保证。在工程实践中大大小小的产品质量咨询题，产生的体会教训是深刻的。2、涂层质量一种好的产品，应该有一套完善的涂敷工艺和要求，涂敷质量不高，就会阻碍产品的使用性能。例如以无机富锌为底漆的防腐方式，其涂敷质量的关键之一确实是涂层厚度应平均，而要涂层厚度平均，就要选择合理的涂敷方案，以幸免厚薄不均的现象发生。笔者曾对要求厚度为5070区m的试验管段进行检测，实际检测结果，其厚度范畴

7、为25125wm,远远超出了规定的涂层厚度范畴。究其缘故，该结果与工作人员素养、责任心、施工的机械化、自动化程度、施工工具及施工工艺要求不无关系。又如环氧粉末喷涂防腐方式，具涂层质量的两个关键指标确实是粘结力和厚度。涂层与管子的粘结力要紧取决于钢管表面的除油、除锈质量。这与钢管的原始状态，除锈用料的选择和更换频度又有直截了当关系。环氧粉末是一种价格昂贵的防腐原料，其用量的多少直截了当决定着该种防腐方式的经济性。在涂层设计厚度确定的前提下，实际涂层薄，达不到设计要求，实际涂层厚，又造成白费。在陕京市内工程中，就发生了涂层粘结力不行、厚度不均的咨询题。粘结力咨询题通过分析讨论，认为关键之一确实是钢

8、管表面除油成效不行，同时抛丸除锈用钢砂又造成联锁负效应。加大钢管除油工作，又完全替换了钢砂之后，粘结力咨询题完全解决。涂层厚度咨询题，经现场分析讨论，认为与电源的稳固性、喷腔内的工作条件以及喷枪的排放和喷枪口的清理等因素有关，通过技术改进，涂层厚度差不多得到操纵，但仍无法完全操纵到设计要求的经济厚度范畴内。这也许是因为该种防腐方式的实践体会还不多，但也正是工程技术人员努力攻关的一个方向。3、安装质量为了提升涂层质量，一样均采取工厂化施工方式。广义的安装质量，是指防腐厂做好管材防腐后，从管材的装卸、运输、摆放、下沟、焊接以至回填的安装过程质量。而在那个过程中，对管道防腐层的爱护就成为至关重要的咨

9、询题。任何一个环节对防腐涂层的损坏，都会阻碍涂层的整体防腐成效。而那个过程当中，由于工作人员的素养和责任心，又是最容易显现咨询题的地点。防腐涂层对管道的爱护成效是基于涂层材料的特性，专门是理化特性，而在耐物理碰撞方面，往往比较薄弱。因此，采取必要的防范措施，是对管道防腐涂层进行爱护的必需手段。如在吊装过程中使用对管材涂层无损坏作用的尼龙吊带或在钢丝绳上缠绕柔性材料，在摆放时铺设支木和隔离物，在焊接时对接近焊道的管段进行遮挡，在回填时胸腔应回填过筛细土等。同时，应加大质量监督职能并加大对工作人员的质量意识教育，强化质量第一观念，以保证安装质量。安装质量中，也包括了阴极爱护工程安装质量。管道的阴极

10、爱护是提升管道工程质量、确保管道安全运行的重要手段，是对管道安装质量的补救和补充。如果管道实施阴极爱护，必定要对管道的防腐涂层进行破坏，而这些破口的修补以及阴极爱护设施与管道的连接质量就成为阴极爱护工程安装质量的关键环节。阴极爱护是一项高技术含量的工艺技术，因此，在事实上施的全过程中，应由专业技术人员负责。否则，用于爱护管道的设施由于安装质量差，就会变成阻碍管道质量的设施。工序质量的操纵，在重视以上几个环节之外，甲乙双方的质控员、质量监理人员等的责任心也是一个不可忽视的重要因素。由于工期、效益、技术水平、责任心等方面缘故，施工部门对质量咨询题的重视程度并不像人们想象的那样高，因此，质控员的责任

11、心有时决定着工程和整体质量，而质控员衡量各工序质量的标准确实是设计文件及有关的法律、法规及规范。只有在各个工序按工序质量标准严格要求，才能保证工程整体质量。例如，防腐涂层的电火花检测标准，是贯穿管道施工全过程的一个涂层质量操纵标准，在任一工序、任一环节，只要管道涂层的电火花检测达不到标准，就能够判定涂层质量不合格，就应该要求工作人员返工或返修，直至达到电火花检测标准为止。四、新技术应用及难点新敷设管道埋入地下后，如何验证管道防腐层的质量好坏，在以往是难以解决的。运行中的管道，如何样了解防腐层的状况，以往也是个难题。关于设计人员来讲，仅仅是按标准、规范的规定要求进行设计，而无法把握管道入地后，其

12、防腐层质量是否达到了设计要求。因此也无法判定阴极爱护设计是否合理，参数取舍是否准确。近年来，国内夕旺程技术人员和科研工作者在该方面做了大量的研究工作，取得了可喜的进展。如近年来国内显现的"地下管道防腐层绝缘电阻原位检测新技术-变频选频法"确实是一种经济有用的判定埋地管道防腐层质量好坏的一种新方法。该方法已在长输油气管道和北京、成都、大连等都市燃气管道上得到成功应用。该方法的差不多原理是向管道输入一个高频信号，改变信号频率，并选择适当的频率，通过电信号沿管道传输衰耗的变化，求得管道防腐层绝缘电阻。该方法适用于任意长度的新、老管线，测量简单、迅速、准确。测量时，只需在被测管段两

13、端与埋地管道实现电气联通（可在检测桩、阀门处），不必开挖管道，不阻碍管道的正常运行。但该方法要求被测管段内，应无分支和无人为接地，这关于采纳牺牲阳极法阴极爱护的埋地管道来讲，就成为一个推广应用的难点。因为采纳牺牲阳极法阴极爱护，管道上必定要连接牺牲阳极，而且目前的做法，并非所有的阳极都通过阳极桩与管道相连。因而，若想采纳变频选频法对管道的防腐涂层状况进行监测，在牺牲阳极法阴极爱护的设计和施工中，就必须采取有效措施。如全部阳极均通过阳极桩与管道相连。如果想监测重要管段的防腐涂层状况，也可采纳绝缘接头将被测管段隔离出来，在隔离段内，将所有阳极通过阳极桩与管道相连。在管线阴极爱护方案设计中，对套管内

14、的管道和高电阻率土壤中的管道如何实施阴极爱护，在近几年的工程实践中也做了一些有益的探究，一是选用带状镁阳极，一是选用柔性阳极。带状镁阳极专门好地解决了高电阻率土壤中管道的阴极爱护咨询题，但在套管内对管道的爱护状况及原理还需进一步探讨。柔性阳极实际上是外加电流阴极爱护的一种辅助阳极。采纳柔性阳极阴极爱护方案，比牺牲阳极法阴极爱护和过去概念中的外加电流阴极爱护都有突出的优越性。其优点表现在：a）长距离电流分布平均；b）柔性阳极可敷设在距离管道较近范畴内，提供完全爱护，又不对邻近金属设施产生干扰，c）即使管子涂层严峻破旧，甚至无覆盖层情形下，也可确保阴极爱护电流的平均。然而该爱护方法需要电源，需要安

15、装仪器的地点，这在城区的地下管道上采纳时也是需要克服的一个难点。五、措施及立法防腐涂层是对埋地管道外壁的面爱护，要紧是针对平均腐蚀而言，阴极爱护则要紧以点爱护为主，是针对防腐涂层的漏损处。一条管道，可能由于一个点蚀而造成整条管道报废。但由于涂层漏损位置的不确定性，整条管道都必须在阴极爱护的爱护范畴内。管道不论压力高低、管径大小，都可能存在防腐涂层的漏损情形和点蚀情形，。因而阴极爱护不应该仅针对高压力的大口径管道。包括中压干线及小区中低压管线在内的所有埋地燃气管道均应该是阴极爱护的对象。无机富锌底漆在短时刻内能够对管道起到一定的阴极爱护作用，但它能否代替阴极爱护，还有待于实践的检验。到目前为止，无一权威人士或权威机构就此给出定论。因此，从