关于埋地金属管道的防腐处理
一、地埋金属管道腐蚀的特点
金属的化学腐蚀:金属的化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。在化学腐蚀过程中,电子的传递是在金属与氧化剂之间直接进行的,因而没有电流产生;
金属的电化学腐蚀:金属与电解质溶液作用所发生的腐蚀,是由于金属表面发生原电池作用而引起的,这一类腐蚀叫做电化学腐蚀;
二、金属管道腐蚀程度鉴别方法:
金属管道腐蚀的破坏形式,有均匀腐蚀和局部腐蚀两大类,均匀腐蚀是在整个金属管道表面均匀地发生腐蚀,均匀腐蚀一般危险性较小。局部腐蚀是整个金属管道局限于一定的区域腐蚀,而其他部位则几乎未被腐蚀,局部腐蚀包括小孔腐蚀、斑点腐蚀等,管道局部腐蚀的危害性很大,容易被人们所忽视。在我国因管道局部腐蚀使燃气、给水管道被破坏造成人员伤亡、财产损失的现象时有发生;
三、地埋金属管道的防腐处理
不同地区环境差别较大,对钢管的腐蚀性相差很大,最小腐蚀率为0.004mm/a,最大可达1mm/a或更大;有杂散电流或微生物时,几个月可使7mm厚的钢管穿孔;
1、钢管表层处理
管道在防腐处理之前,应对管道基体表面进行处理,清除基体表面的水份、油污、尘垢、污染物、铁锈和氧化皮等。表层处理的方法很多,一般常采用人工除锈、喷砂或化学除锈。人工除锈时,质量标准应达到St3级;喷砂或化学除锈时,质量标准应达到Sa2.5级,表面粗糙度30~50m较合适。经处理后的表面应在4小时内涂上底漆
2、管道外防腐处理
石油沥青防腐层是最古老的防腐层,在大多数干燥地带使用良好。随着技术的发展,环氧煤沥青、富锌涂料等已取代石油沥青成为钢质输水管道的防腐涂料,由于环氧煤沥青系列涂料防腐性能优异,价格较低,一直是钢质输水管道的首选防腐涂料。环氧煤沥青防腐层一般适用输送介质温度不超过110℃,为适应不同腐蚀环境对防腐层的要求,分为普通级、加强级和特加强级3个等级。普通级的结构为一底漆三面漆,干膜厚度≥0.3mm;加强级的结构为底漆→面漆→面漆、玻璃布、面漆→面漆,干膜厚度≥0.4mm;特加强级的结构为底漆→面漆→面漆、玻璃布、面漆→面漆、玻璃布、面漆→面漆,干膜厚度≥0.6mm,面漆、玻璃布、面漆应连续涂缴。实际工程中应根据工程条件、输送介质等进行等级选择。防腐层施工时环境温度应高于5℃,空气湿度低于80%。稀释剂配比5%,玻璃布压边20~25mm,布头搭接长度为100~150mm。防腐层电压检查:普通级2000V;加强级2500V;特加强级3000V。防腐层检查:每10km漏点≯5处,用低压音频信号检漏仪测定。
3、管道内防腐处理
钢管内防腐根据输送介质的不同需选择不同的防腐工艺,常用的防腐工艺有水泥砂浆内衬、防腐涂料及塑料衬里等工艺。水泥砂浆内衬主要用于输送供水和饮用水的管道,衬里用水泥应选用硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥,标号为425号或525号。衬里施工前应检查管道的变形状况,竖向最大变形不得大于管径的2%,内壁不得有结露和积水。水泥砂浆重量配比在1∶1~1∶2范围,水泥砂浆坍落度宜取60~80mm,抗压强度不低于30Mpa。输送非饮用水,尤其是输送污水的管道内防腐一般可采用环氧煤沥青防腐涂料3层做法,一道底漆两道面漆,也可采用无机富锌底漆配环氧树脂涂料两道,干膜厚度0.2~0.4mm。
四、抗电化学腐蚀的处理:
1、外加电源法
向被保护金属管道通入一定量的负极直流电,使其对于阳极接地装置变成一个大阴极,从而免遭腐蚀。外加电流的阴极保护法由直流电源、阳极接地、绝缘法兰、测试桩和检查片组成。直流电源可由蓄电池、直流发电机供应,应保证持续供电,最长停电时间不应超过2h。阳极材料可选用废钢管接地。绝缘法兰设置在被保护管道与其它非保护管道连接处,以防止电流流失或对其它金属构筑物的影响。测试桩为检验管道是否得到有效保护的装置,每隔一定距离在管道上焊接一测试导线并引至地面桩上,测量管地电位;一般采用钢管或钢筋混凝土制作。检查片能了解电化学保护效果,在管线上选择几处典型地段,埋设几组试片(材质同管道),以备检测。该方式施工强度低、节省时间,但要求施工细致,维护较繁琐。此方法一般在土壤电阻率高(约250081cm)或管道外露时使用较宜;
阴极保护体系的操作,先要了解管道的长度、直径、壁厚、涂层种类,以及管道所处地理位置的土壤地质结构、土壤电阻,计算确定牺牲阳极种类、规格、数量和使用寿命。常用Al、Zn、Mn合金作牺牲阳极,阳极开路电位在1.5v以上,阳极一般在200~500米内埋设一组,阳极电缆可采用vv型橡胶钢芯电缆,填包料可采用50%CaSO4,50%膨润土,一般设计使用寿命可达15~30年。
2、牺牲阳极法(不外加电源法)
利用不同金属间电位差得到防蚀电流的一种方式。在地下金属管线上接上比其电位低的金属作阳极,如铝、镁、锌等。隔一定距离用导线连接到管线(阴极)上,在土壤中形成电路,使得腐蚀阳极,管线得到保护,这种方式一般在缺少电源、土壤电阻率低且管道涂层较好的情况下使用;
五、结论:
埋地钢质输水管道的防腐蚀设计是管道安全运行的保证,虽然目前防腐蚀产品很多,防腐技术日新月异,但针对各工程特点的防腐蚀涂料的选择是非常重要的,通过选择合适防腐涂料,合理的防腐结构层设计以及精细的防腐层施工,可以使管道延长使用寿命,保证安全生产,节省资金。