談埋地管道防腐蝕施工技術(shù)
管道是重要的城建筑基礎(chǔ)設(shè)施，在工程建設(shè)中承擔(dān)著重要作用。由于管道長期埋在地下，隨著時間的推移，外界土壤特性及地形沉降等因素的影響，管道會發(fā)生腐蝕、穿孔、泄漏，給國家?guī)韲?yán)重的損失。
1 埋地管道的腐蝕
1.1 土壤腐蝕
土壤是具有固、液、氣三相的毛細(xì)管多孔性的膠質(zhì)體，土壤的空隙為空氣和水所充滿，而土壤中的水含有一定的鹽，使土壤具有離子導(dǎo)電性，成為電解質(zhì)。土壤的物理化學(xué)性質(zhì)的不均勻性，影響到土壤對金屬的腐蝕性，加上金屬材質(zhì)的電化學(xué)不均勻性，這就構(gòu)成了腐蝕電池的條件。
1.2 細(xì)菌腐蝕
在一些缺氧的土壤中，有一種硫酸鹽還原菌，它是一種厭氧菌，它參加電極反應(yīng)的作用是將可溶的硫酸鹽轉(zhuǎn)化為硫化氫并和鐵作用生成硫化亞鐵，生成硫化氫使土壤中9^濃度增大，陰極反應(yīng)過程中氫的去極化作用加強(qiáng)，加速了腐蝕作用。
這種細(xì)菌肉眼看不見，生長在潮濕并含有硫酸鹽及可轉(zhuǎn)化的有機(jī)物和無機(jī)物的缺氧土壤中，如沼澤地及海泥等。對硫酸鹽還原菌腐蝕的判斷，可借助于黑褐色的硫化亞鐵的腐蝕產(chǎn)物的生成或用稀鹽酸滴浸產(chǎn)生刺鼻的硫化氫而得知。
1.3 雜散電流腐蝕
雜散電流是指在地下流動的設(shè)計之外的電流，如電氣化鐵路、各種用電設(shè)備接地等散布的電流都可視為雜散電流。這種電流也能對地下金屬管道產(chǎn)生腐蝕破壞作用，因雜散電流引起的腐蝕破壞作用，稱為雜散電流腐蝕。
2 埋地管道防腐蝕常用材料
埋在土壤中的鋼質(zhì)管道的腐蝕是一種電化學(xué)作用的結(jié)果，防止埋地管道的腐蝕常用的方法是用覆蓋層把金屬表面與腐蝕介質(zhì)隔離開，它們與介質(zhì)之間沒有接觸的機(jī)會，也就不存在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的可能了，最常用的覆蓋層有瀝青玻璃絲布覆蓋層和環(huán)氧煤瀝青玻璃絲布覆蓋層。
3 埋地管道防腐蝕施工技術(shù)要求
3.1 環(huán)氧煤玻璃絲布防腐蝕施工技術(shù)要求
鋼管在涂覆前，必須進(jìn)行表面處理，除去油污、泥土、原涂層等雜物， 除銹標(biāo)準(zhǔn)一般應(yīng)達(dá)到Sa2級以上。表面不得有焊瘤、棱角、毛刺等缺陷。涂刷底漆鋼管表面處理合格后，應(yīng)盡快涂環(huán)氧煤瀝青底漆，刮膩子對高于鋼管表面2mm的焊縫兩側(cè)及其他不平整處，應(yīng)先打膩子形成平滑過渡面。膩子由環(huán)氧煤涂料和滑石粉調(diào)成，在底漆表干后進(jìn)行刮抹，避免纏玻璃布時形成空鼓。
3.2 瀝青玻璃絲布施工技術(shù)要求
為確保防腐層質(zhì)量，要求基底處理達(dá)到圖紙設(shè)計為準(zhǔn)。熬制瀝青熬制開始時應(yīng)緩慢加溫，熬制溫度宜控制在23℃左右，熬制中應(yīng)經(jīng)常攪拌，并清除熔化瀝青表面上的飄浮物，每鍋瀝青的熬制時間宜控制在4～5小時左右，每口鍋熬制5～7鍋后，應(yīng)進(jìn)行一次清鍋，將沉渣及結(jié)焦清除干凈。底漆用的瀝青應(yīng)與面漆用的瀝青標(biāo)號相同,底漆表干后，方可澆涂瀝青和纏繞玻璃絲布。瀝青澆涂溫度以200～220℃為宜。澆涂瀝青后，應(yīng)立即纏繞玻璃布，纏繞方法同環(huán)氧煤玻璃絲布防腐層，鋼管兩端各防腐層應(yīng)做成階形接茬。待瀝青層冷卻到100℃以下時方可包扎聚氯乙烯工業(yè)膜外保護(hù)層。外包聚氯乙烯工業(yè)膜應(yīng)緊密適宜，無皺褶、脫殼等現(xiàn)象。
4 質(zhì)量檢驗與補(bǔ)口補(bǔ)傷
4.1 質(zhì)量檢驗
無玻璃絲布或冷纏帶的環(huán)氧煤普通防腐層，表面應(yīng)呈現(xiàn)平整、光滑的涂膜狀，對缺陷處應(yīng)在固化前補(bǔ)涂面漆至符合要求。有玻璃絲布或冷纏帶的瀝青或環(huán)氧煤瀝青加強(qiáng)級和特加強(qiáng)級防腐層，要求表面平整， 無空鼓和鈹折，玻璃絲布網(wǎng)眼為面漆所飽和，壓邊和搭接邊黏結(jié)緊密，對防腐層的空鼓和皺折應(yīng)鏟除，并按相應(yīng)防腐層結(jié)構(gòu)的要求進(jìn)行補(bǔ)涂。
對于環(huán)氧煤普通級防腐層，應(yīng)很難挑起，挑起處的防腐層呈脆性點狀斷裂開，不出現(xiàn)成片挑起或?qū)娱g剝離情況。對于環(huán)氧煤加強(qiáng)級、特加強(qiáng)級和瀝青玻璃絲布防腐層，挑開或撕開約50cm2，防腐層應(yīng)不易撕開或撕裂，且破壞處不露鐵，無層間剝離情況。
4.2 補(bǔ)口與補(bǔ)傷
在鋼管的補(bǔ)口、補(bǔ)傷露鐵處，必須進(jìn)行表面處理，除銹等級與管體相同；補(bǔ)傷處防腐層未露鐵時，應(yīng)對其進(jìn)行表面清污，并用砂紙打毛后再進(jìn)行防腐處理。鋼管補(bǔ)口、補(bǔ)傷處的防腐層結(jié)構(gòu)應(yīng)不低于管體防腐層，施工工序及技術(shù)要求與管體施工相同，與管體搭接應(yīng)做成階梯形接茬，搭接長度為100mm左右。補(bǔ)口、補(bǔ)傷處的防腐層應(yīng)按防腐層質(zhì)量檢查方法進(jìn)行檢驗。
5 鋼管內(nèi)涂層
5.1 環(huán)氧粉末內(nèi)涂層
埋地鋼管內(nèi)輸送介質(zhì)對管道內(nèi)壁會造成持續(xù)性腐蝕破壞，環(huán)氧粉末內(nèi)涂層是新近發(fā)展起來的一種常用有效防腐層，它不僅可以減少輸送介質(zhì)對管道的腐蝕以延長管道的使用壽命，還可以減少阻耗、降低輸送成本、增加輸送能力。其結(jié)構(gòu)為單層一次成膜，涂裝方法有靜電噴涂、水平桿式噴槍噴涂、水平吸入涂布、推輥手工刷涂等。
5.2 水泥砂漿襯里
在埋地給水鋼管內(nèi)壁均勻涂抹一層水泥砂漿襯里層，能防止鋼管生銹，保護(hù)水質(zhì)，提高輸水能力。水泥砂漿襯里層的原料要純凈，無毒害雜質(zhì)，水泥與砂的質(zhì)量比為1 ：1～2。該襯里層的施工方法有機(jī)械噴涂、手工涂抹等，施工必須在管道鋪設(shè)完畢試壓合格并按設(shè)計要求復(fù)土夯實后進(jìn)行，整個施工過程中，管道必須處于穩(wěn)定狀態(tài)。襯里施工前，管內(nèi)壁必須進(jìn)行清掃，對新埋設(shè)的管道應(yīng)除去松軟的氧化皮、浮銹、泥土、油脂、焊渣、污物等附著物，對舊管道還應(yīng)除去銹瘤、水垢等附著物，附著物除去后及時用水清洗，襯里施工時管內(nèi)壁不得有結(jié)露和積水。
6 陰極保護(hù)
陰極保護(hù)是目前較先進(jìn)的一種地埋管道電化學(xué)防腐蝕方法，在我國石油天然氣行業(yè)及一些大城市巳廣泛應(yīng)用。陰極保護(hù)工程應(yīng)與主體工程同時勘察、設(shè)計和施工，并應(yīng)在管道埋地六個月內(nèi)投入運(yùn)行。
陰極保護(hù)的原理是借助于土壤的導(dǎo)電性，通過犧牲陽極或外加電流的方式，不斷均勻地向埋地管道輸送電子，從而起到保護(hù)管道的作用。陰極保護(hù)分為外加電流和犧牲陽極兩種保護(hù)方式，選用時應(yīng)考慮以下主要因素：工程規(guī)模大小；有無經(jīng)濟(jì)方便的電源；被保護(hù)體所需保護(hù)電流密度的大小；被保護(hù)體與周圍地下金屬構(gòu)筑的相互影響；土壤或介質(zhì)電阻率的大小。在工程設(shè)計中，應(yīng)對上述因素綜合考慮，全面分析比較，擇優(yōu)選用，當(dāng)被保護(hù)管道的防腐層良好、土壤電阻率較低、周圍地下金屬構(gòu)筑較多時，宜采用犧牲陽極保護(hù)。
1 埋地管道的腐蝕
1.1 土壤腐蝕
土壤是具有固、液、氣三相的毛細(xì)管多孔性的膠質(zhì)體，土壤的空隙為空氣和水所充滿，而土壤中的水含有一定的鹽，使土壤具有離子導(dǎo)電性，成為電解質(zhì)。土壤的物理化學(xué)性質(zhì)的不均勻性，影響到土壤對金屬的腐蝕性，加上金屬材質(zhì)的電化學(xué)不均勻性，這就構(gòu)成了腐蝕電池的條件。
1.2 細(xì)菌腐蝕
在一些缺氧的土壤中，有一種硫酸鹽還原菌，它是一種厭氧菌，它參加電極反應(yīng)的作用是將可溶的硫酸鹽轉(zhuǎn)化為硫化氫并和鐵作用生成硫化亞鐵，生成硫化氫使土壤中9^濃度增大，陰極反應(yīng)過程中氫的去極化作用加強(qiáng)，加速了腐蝕作用。
這種細(xì)菌肉眼看不見，生長在潮濕并含有硫酸鹽及可轉(zhuǎn)化的有機(jī)物和無機(jī)物的缺氧土壤中，如沼澤地及海泥等。對硫酸鹽還原菌腐蝕的判斷，可借助于黑褐色的硫化亞鐵的腐蝕產(chǎn)物的生成或用稀鹽酸滴浸產(chǎn)生刺鼻的硫化氫而得知。
1.3 雜散電流腐蝕
雜散電流是指在地下流動的設(shè)計之外的電流，如電氣化鐵路、各種用電設(shè)備接地等散布的電流都可視為雜散電流。這種電流也能對地下金屬管道產(chǎn)生腐蝕破壞作用，因雜散電流引起的腐蝕破壞作用，稱為雜散電流腐蝕。
2 埋地管道防腐蝕常用材料
埋在土壤中的鋼質(zhì)管道的腐蝕是一種電化學(xué)作用的結(jié)果，防止埋地管道的腐蝕常用的方法是用覆蓋層把金屬表面與腐蝕介質(zhì)隔離開，它們與介質(zhì)之間沒有接觸的機(jī)會，也就不存在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的可能了，最常用的覆蓋層有瀝青玻璃絲布覆蓋層和環(huán)氧煤瀝青玻璃絲布覆蓋層。
3 埋地管道防腐蝕施工技術(shù)要求
3.1 環(huán)氧煤玻璃絲布防腐蝕施工技術(shù)要求
鋼管在涂覆前，必須進(jìn)行表面處理，除去油污、泥土、原涂層等雜物， 除銹標(biāo)準(zhǔn)一般應(yīng)達(dá)到Sa2級以上。表面不得有焊瘤、棱角、毛刺等缺陷。涂刷底漆鋼管表面處理合格后，應(yīng)盡快涂環(huán)氧煤瀝青底漆，刮膩子對高于鋼管表面2mm的焊縫兩側(cè)及其他不平整處，應(yīng)先打膩子形成平滑過渡面。膩子由環(huán)氧煤涂料和滑石粉調(diào)成，在底漆表干后進(jìn)行刮抹，避免纏玻璃布時形成空鼓。
3.2 瀝青玻璃絲布施工技術(shù)要求
為確保防腐層質(zhì)量，要求基底處理達(dá)到圖紙設(shè)計為準(zhǔn)。熬制瀝青熬制開始時應(yīng)緩慢加溫，熬制溫度宜控制在23℃左右，熬制中應(yīng)經(jīng)常攪拌，并清除熔化瀝青表面上的飄浮物，每鍋瀝青的熬制時間宜控制在4～5小時左右，每口鍋熬制5～7鍋后，應(yīng)進(jìn)行一次清鍋，將沉渣及結(jié)焦清除干凈。底漆用的瀝青應(yīng)與面漆用的瀝青標(biāo)號相同,底漆表干后，方可澆涂瀝青和纏繞玻璃絲布。瀝青澆涂溫度以200～220℃為宜。澆涂瀝青后，應(yīng)立即纏繞玻璃布，纏繞方法同環(huán)氧煤玻璃絲布防腐層，鋼管兩端各防腐層應(yīng)做成階形接茬。待瀝青層冷卻到100℃以下時方可包扎聚氯乙烯工業(yè)膜外保護(hù)層。外包聚氯乙烯工業(yè)膜應(yīng)緊密適宜，無皺褶、脫殼等現(xiàn)象。
4 質(zhì)量檢驗與補(bǔ)口補(bǔ)傷
4.1 質(zhì)量檢驗
無玻璃絲布或冷纏帶的環(huán)氧煤普通防腐層，表面應(yīng)呈現(xiàn)平整、光滑的涂膜狀，對缺陷處應(yīng)在固化前補(bǔ)涂面漆至符合要求。有玻璃絲布或冷纏帶的瀝青或環(huán)氧煤瀝青加強(qiáng)級和特加強(qiáng)級防腐層，要求表面平整， 無空鼓和鈹折，玻璃絲布網(wǎng)眼為面漆所飽和，壓邊和搭接邊黏結(jié)緊密，對防腐層的空鼓和皺折應(yīng)鏟除，并按相應(yīng)防腐層結(jié)構(gòu)的要求進(jìn)行補(bǔ)涂。
對于環(huán)氧煤普通級防腐層，應(yīng)很難挑起，挑起處的防腐層呈脆性點狀斷裂開，不出現(xiàn)成片挑起或?qū)娱g剝離情況。對于環(huán)氧煤加強(qiáng)級、特加強(qiáng)級和瀝青玻璃絲布防腐層，挑開或撕開約50cm2，防腐層應(yīng)不易撕開或撕裂，且破壞處不露鐵，無層間剝離情況。
4.2 補(bǔ)口與補(bǔ)傷
在鋼管的補(bǔ)口、補(bǔ)傷露鐵處，必須進(jìn)行表面處理，除銹等級與管體相同；補(bǔ)傷處防腐層未露鐵時，應(yīng)對其進(jìn)行表面清污，并用砂紙打毛后再進(jìn)行防腐處理。鋼管補(bǔ)口、補(bǔ)傷處的防腐層結(jié)構(gòu)應(yīng)不低于管體防腐層，施工工序及技術(shù)要求與管體施工相同，與管體搭接應(yīng)做成階梯形接茬，搭接長度為100mm左右。補(bǔ)口、補(bǔ)傷處的防腐層應(yīng)按防腐層質(zhì)量檢查方法進(jìn)行檢驗。
5 鋼管內(nèi)涂層
5.1 環(huán)氧粉末內(nèi)涂層
埋地鋼管內(nèi)輸送介質(zhì)對管道內(nèi)壁會造成持續(xù)性腐蝕破壞，環(huán)氧粉末內(nèi)涂層是新近發(fā)展起來的一種常用有效防腐層，它不僅可以減少輸送介質(zhì)對管道的腐蝕以延長管道的使用壽命，還可以減少阻耗、降低輸送成本、增加輸送能力。其結(jié)構(gòu)為單層一次成膜，涂裝方法有靜電噴涂、水平桿式噴槍噴涂、水平吸入涂布、推輥手工刷涂等。
5.2 水泥砂漿襯里
在埋地給水鋼管內(nèi)壁均勻涂抹一層水泥砂漿襯里層，能防止鋼管生銹，保護(hù)水質(zhì)，提高輸水能力。水泥砂漿襯里層的原料要純凈，無毒害雜質(zhì)，水泥與砂的質(zhì)量比為1 ：1～2。該襯里層的施工方法有機(jī)械噴涂、手工涂抹等，施工必須在管道鋪設(shè)完畢試壓合格并按設(shè)計要求復(fù)土夯實后進(jìn)行，整個施工過程中，管道必須處于穩(wěn)定狀態(tài)。襯里施工前，管內(nèi)壁必須進(jìn)行清掃，對新埋設(shè)的管道應(yīng)除去松軟的氧化皮、浮銹、泥土、油脂、焊渣、污物等附著物，對舊管道還應(yīng)除去銹瘤、水垢等附著物，附著物除去后及時用水清洗，襯里施工時管內(nèi)壁不得有結(jié)露和積水。
6 陰極保護(hù)
陰極保護(hù)是目前較先進(jìn)的一種地埋管道電化學(xué)防腐蝕方法，在我國石油天然氣行業(yè)及一些大城市巳廣泛應(yīng)用。陰極保護(hù)工程應(yīng)與主體工程同時勘察、設(shè)計和施工，并應(yīng)在管道埋地六個月內(nèi)投入運(yùn)行。
陰極保護(hù)的原理是借助于土壤的導(dǎo)電性，通過犧牲陽極或外加電流的方式，不斷均勻地向埋地管道輸送電子，從而起到保護(hù)管道的作用。陰極保護(hù)分為外加電流和犧牲陽極兩種保護(hù)方式，選用時應(yīng)考慮以下主要因素：工程規(guī)模大小；有無經(jīng)濟(jì)方便的電源；被保護(hù)體所需保護(hù)電流密度的大小；被保護(hù)體與周圍地下金屬構(gòu)筑的相互影響；土壤或介質(zhì)電阻率的大小。在工程設(shè)計中，應(yīng)對上述因素綜合考慮，全面分析比較，擇優(yōu)選用，當(dāng)被保護(hù)管道的防腐層良好、土壤電阻率較低、周圍地下金屬構(gòu)筑較多時，宜采用犧牲陽極保護(hù)。
