管道防腐材料及比较

管道防腐材料及比较
摘要：总结了目前国内常用的几种防腐蚀材料和防腐技术，指出了目前的基本要求，并提出了下一步防腐材料的发展方向。

关键词：管道腐蚀材料
中图分类号：tu52文献标识码： a 文章编号：引言
管道防腐是指在管道使用与运输中的管道受使用环境与输送介质的引影使管道发生化学或电化学反应发生腐蚀。

根据我国统计数据，每年国内的管道腐蚀直接经济损失2800多亿，目前全球每年因腐蚀损失高达5000亿美元。

70年代以来，在极地、海洋等严酷环境中敷设管道，以及油品加热输送而使管道温度升高等，对涂层性能提出了更多的要求。

一、防腐蚀材料的基本要求
1．材料性能
(1)良好的电绝缘性：防腐层相对两面之间一定面积的电阻不应小于10000ω·m2；耐击穿电压强度不得低于电火花检测仪检测的电压标准。

(2)抗阴极剥离性：防腐层应具有一定的抗阴极剥离能力保证防腐层与基体能够有效地粘和在一起。

(3)足够的机械强度：有一定的抗冲击强度，以防止由于搬运和土壤压力而造成损伤；有良好的抗弯曲性，以确保管道施工时受弯曲而不致损坏；有较好的耐磨性，以防止由于土壤摩擦而损伤；与管道有良好的粘结性。

(4)有良好的稳定性：耐大气老化性能好；化学稳定性好；耐水性好，吸水率小；有足够的耐热性；耐低温性能好，确保其在堆放、拉运和施工时不龟裂、不脱落。

(5)简便的修补性：防腐层破损后应易于修补，节省施工时间。

(6)抗微生物性能好。

2．防腐层材料选择因素
(1)粘结力、抗老化性能、化学稳定性能是否优良；
(2)施工工艺的先进性；
(3)管道的地理位置和地势情况；
(4)管道通过地区的土壤或回填土类型；
(5)管道运行的温度和施工过程中的环境温度；
(6)装卸要求和储存条件；
(7)防腐蚀层的费用，包括材料、涂敷、修补以及防护损坏等费用。

二、常见管道外防腐层
埋地管道外壁防腐层的种类较多。

50年代以前，国外地下长输管道主要采用石油沥青和煤焦油沥青作外防腐蚀材料，在防腐预制厂或现场涂敷施工。

60年代，研制出了一些性能很好的塑料防腐材料，例如粘胶带，热塑涂层，粉末融结涂层等。

70年代以来，由于管道施工遇到一些严酷的自然环境，对防腐层性能提出了更严格的要求，因此，在管道防腐材料的研究中，都大力发展复合材料或复合结构，强调防腐层要具有良好的介电性能、物理性能，稳定的化
学性能和较宽的温度适应性能，以达到防腐、绝缘、保温、增加强度等多种功能，陆续发展形成了聚烯烃、环氧粉末、环氧树脂等防腐材料系列。

1)石油沥青
石油沥青作为最早的管道防腐材料，由于具有来源丰富、成本低、安全可靠、施工适应性强等特点，在我国长输管道中几乎全部采用石油沥青缠绕玻璃布作防腐材料。

石油沥青防腐层应用时间长、经验丰富、技术成熟、设备定型，但和煤焦油瓷漆、塑料等材料相比，它的主要缺点是吸水率大，耐老化性能差，不耐细菌腐蚀等。

2)煤焦油瓷漆
煤焦油瓷漆具有吸水率低、电绝缘性能好、抗细菌腐蚀等特点，是国外管道防腐的主要材料之一，在我国只是小范围内试用过。

由于煤焦油瓷漆在使用中受到限制的主要原因是热敷过程中毒性较大，操作时须采取适当的劳保措施，因此限制了煤焦油瓷漆的推广应用。

3)环氧煤沥青
由环氧树脂、煤沥青、固化剂及防锈颜料所组成的环氧煤沥青防腐涂料，有强度高、绝缘好、耐水、耐热、耐腐蚀介质、抗菌等性能，适用于水下管道及金属构筑物防腐。

同时还具有施工简单(冷涂工艺)、操作安全、施工机具少等优点，因而较石油沥青、煤焦油瓷漆更优越。

不过环氧煤沥青防腐层属于薄型涂层，总厚度小于
1mm，而且对钢管表面处理、环境温度、湿度等条件要求很严，稍有疏忽就会产生针孔，影响防腐效果。

因此，现场施工中质量较难控制。

4)胶粘带
在制成的塑料带基材上，涂上压敏型粘合剂(厚0.1mm左右)即成压敏型胶粘带。

它是在掺有各种防老化剂的聚乙烯带材上，涂特殊胶粘剂而制成的一种常温下有压敏粘结性能，温度升高后能固化而与金属有很好的粘结力的防腐材料。

它可在管道表面形成一个完整的密封防腐层。

压敏型胶粘带防腐作用主要由塑料基带承担，粘合剂只作为缠绕时的粘合媒介。

聚乙烯胶粘带具有较好的防腐绝缘性能，施工方便，无污染，价格较低，防腐质量可靠，不过由于国内胶带生产工艺、带材厚度、胶层厚度及配方等方面落后于国外先进水平，因此其质量远落后于国外产品，使推广应用受到影响。

5)聚乙烯包覆层
将聚乙烯塑料热挤塑在表面经过处理的管道表面，形成紧密粘结在管壁上的连续的硬质塑料外壳，俗称“夹克”。

由于其具有防腐性能好、机械强度高、原材料费用低、适用温度范围广等优点，在国内各油田都试用过。

对于小口径管道有成功的经验，但对于大口径的管径容易出现“夹克开裂”的问题，也使聚乙烯包覆层的应用受到限制。

解决问题的方法一般是采用聚乙烯热收缩套(带、片) 补口。

6)环氧粉末涂层
环氧粉末涂层是将严格清理过的管子预热至一定温度，再把环氧粉末喷在管子上，利用管壁热量将粉末融化、冷却后形成均匀、连续、坚固的防腐薄膜。

热固性环氧粉末涂层由于它的优异性能，特别适用于严酷苛刻环境，如高盐、高碱的土壤，高含盐分的海水和酷热的沙漠地带。

环氧粉末涂层喷涂方法由60年代静电喷涂研究成功到现在，已形成了完整的喷涂工艺，正向着高度自动化方向发展，近几年来，国内的长输管线已有部分使用环氧粉末涂层进行防腐。

7) 三层防腐涂层
由环氧树脂和挤压聚乙烯涂层相结合形成的三层聚烯烃管子涂层是一种新型的防腐方法，它综合了环氧树脂和挤压聚乙烯两种涂层的优良性质，显著改善了传统的两层防腐涂层的性质，特别是提高了抗阴极剥离能力和粘着力。

所谓三层是指涂层分成三次形成，第一层环氧树脂底漆，有熔结环氧粉末、无溶剂环氧液、含溶剂环氧液三个品种，主要根据涂敷设备、管子直径、运行温度、所用表涂层及管子涂敷速度等因素选择，底漆厚度为50μm。

第二层中间层由共聚物或三聚物组成，主要成分是聚烯烃，中间层起粘结作用，厚度通常为250～400μm。

第三层是聚烯烃表涂层，主要起机械保护作用，由挤压聚烯烃，如低密度、中密度聚乙烯或改性聚乙烯组成，涂层厚度视管子直径或管道运行条件而定，一般为1.5～3mm。

另外，在某些环境下，为防紫外线照射，还可在表涂层上附加一层30～40μm厚的聚丙烯。

三、结论
在本文中，将目前国内比较常用的防腐材料进行了总结，在今后的防腐材料研究中，本着绿色环保要求，更着眼于发展复合材料或复合结构，强调涂层具有良好的导电性能和物理性能，稳定的化学性能和较宽的温度适应性能，既起到防腐绝缘作用，又能保温和提高管道强度。