钢质管道防腐保温技术

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1、钢质管道防腐保温技术,徐智华 邮箱： 电话：13854684976 胜利油建公司,第一章 腐蚀机理,原油、天然气、水等物质是用管道来输送的； 钢质管道是埋地使用的； 钢质管道内外都受着腐蚀物质的侵蚀； 腐蚀是不可避免的； 延缓和控制腐蚀是必须的。,一、概述,二、钢质管道腐蚀因素,1、管内腐蚀的主要因素： 1）采出水矿化度高，一般在50007000mg/L； 2）导电性强，产生电化学腐蚀； 3）细菌含量高，微生物的腐蚀严重； 4）还有溶解气（氧、二氧化碳、硫化氢等）造成 的氢腐蚀和氢脆： 5）成垢离子含量高，腐蚀严重产生垢下腐蚀,二、钢质管道腐蚀因素,2、管外腐蚀的主要原因： 在埋地管道中，土壤

2、作为腐蚀环境，是由多种无机盐、有机盐、水和空气组成的极其复杂的不均匀的多相体系，含有多种矿物盐，如钠、钾、镁的氧化物及硫酸盐等，而在土壤的颗粒之间存在着大量空隙，空隙中充满了空气和水，盐类溶解在水中，土壤就成为电解质。,三、金属腐蚀和腐蚀产物,1、腐蚀的定义： 腐蚀：物质与周边环境作用而产生的损坏和变质。 金属腐蚀：是指金属材料在周边介质（大气、土壤、海水）作用下，由于化学变化、电化学变化或物理溶解而产生的破坏。,三、金属腐蚀和腐蚀产物,2、腐蚀的分类 按腐蚀环境可分为： 化学介质腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀 按腐蚀过程特点可分为： 化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀 据金属破坏的基本特征可把腐蚀分为

3、: 全面腐蚀和局部腐蚀。,三、金属腐蚀和腐蚀产物,3、腐蚀产物和腐蚀形态 1）腐蚀产物：金属材料在腐蚀过程中所产生的一种反应产物（生成物），有固态、液态、气态三种。 铁锈 氧化皮 2）腐蚀形态：材料由于腐蚀而发生变化的各种形态。 均匀腐蚀形态 带有浅坑的不均匀腐蚀形态 点蚀形态 丝状腐蚀形态,四、管道内外防腐主要工艺技术,外防腐保温工厂化预制技术主要有： 聚乙烯夹克防腐工艺技术 【三层PE防腐工艺技术】 硬质聚氨酯泡沫保温聚乙烯外护“一步法”工艺技术 聚乙烯外护聚氨酯泡沫保温“管中管”工艺技术 玻璃钢外护聚氨酯泡沫保温工艺技术 石油沥青防腐工艺技术 再生橡胶防腐工艺技术 聚乙烯胶粘带防腐工艺技

4、术 环氧煤沥青外防腐工艺技术 沥青聚氨酯泡沫夹克保温工艺技术,四、管道内外防腐主要工艺技术,钢质管道内壁防腐工艺技术主要有： 液体涂料内防腐工艺技术 熔结环氧粉末内防腐工艺技术 赛克-54涂料内防腐工艺技术,第二章 防腐工艺,第一节 钢材表面预处理 第二节 埋地钢质管道聚乙烯防腐层施工 工艺 第三节 钢质管道泡沫夹克防腐保温 第四节 城镇供热用聚氨酯泡沫保温管线 第五节 液体环氧涂料内防腐 第六节 环氧粉末内涂层,第一节 钢材表面预处理,执行标准： GB/T 89231988 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级； SY/T 04071997 涂装前钢材表面预处理规范,一、钢材表面原始锈蚀等级,1

5、、钢材表面原始锈蚀等级 为了鉴别原始表面锈蚀程度，把原始锈蚀程度分为四个等级，代号为A、B、C、D级。 A级：覆盖完整的氧化皮或仅有极少量锈的钢材表面。 B级：部分氧化皮已松动、翘起或脱落，已有一定量锈的钢材表面。 C级：氧化皮大部分翘起或脱落，大量生锈，但用目测还看不到孔蚀的钢材表面。 D级：氧化皮几乎全部翘起或脱落，大量生锈，但用目测看不到孔蚀的钢材表面。,A B,C D,二、除锈概念和目的: 除锈是除去钢材表面的氧化皮和锈层。 除锈的目的： l）防止腐蚀生成物继续腐蚀金属。 2）达到防腐涂层要求的金属表面状况，使防腐层有良好的附着力。,三、除锈方法有： 机械除锈、喷射除锈、抛射除锈、化学

6、清洗除锈等。,四、钢材表面除锈质量等级：,（1）机械除锈质量等级分为: St2 和St3两个等级；,St2 St3,四、钢材表面除锈质量等级：,（2）喷（抛）射除锈质量等级分为四个等级； l）清扫级 （Sa1级）； 2）工业级（标准照片中的Sa2级）； 3）近白级（标准照片中的 Sa2.5级）； 4）白级（标准照片中的Sa3级）。,Sa1 Sa2,Sa2.5 Sa3,磨料：喷（抛）射除锈可采用铸钢丸、铸铁丸、铸钢砂、铸铁砂、钢丝段等金属磨料，石英砂、铜渣磨料等非金属磨料。 喷（抛）射除锈后的表面粗糙度与磨料的硬度和粒度有很大关系，硬度大粒度大的磨料形成的锚纹深度也就越大。要求磨料中不含有腐蚀产

7、物、油、油脂和其他有害物质，否则会污染钢材表面，影响除锈质量和涂层的附着力。,除锈用磨料：,3、钢材表面锈蚀等级和除锈等级的目视规定 1）评定钢材表面锈蚀等级和除锈等级应在良好的散射日光下或在照度相当的人工照明条件下进行。检查人员应具有正常的视力。 2）待检查的钢材表面与相应的照片进行目视比较，照片应靠近钢材表面。 3）评定锈蚀等级时，以相应锈蚀较严重的等级照片所标示的锈蚀等级作为评定结果；评定除锈等级时，以与钢材表面外观最接近的照片所标示的除锈等级作为评定结果。,4、经除锈处理后的钢材表面粗糙度要求,经除锈处理后的钢材表面粗糙度应达到设计要求，通常情况下为20100m，但由于防腐结构的不同，

8、锚纹深度的要求也不尽相同，在一些要求高的涂料防腐时，甚至对锚纹的形状也有一定的要求。喷（抛）射除锈后形成的锚纹形状和锚纹深度与磨料的硬度、粒度和形状都有很大关系，在生产过程中可以根据设计要求选择合适的除锈磨料。要求磨料中不得含有腐蚀产物、油、油脂和其他有害物质，否则会污染钢材表面，影响除锈质量和涂层的附着力。,钢质管道聚乙烯防腐层分为二层结构和三层结构两种。二层结构的底层为胶粘剂层，外层为聚乙烯层；三层结构（简称“3PE”）的底层通常为环氧粉末涂层，中间层为胶粘剂层，外层为聚乙烯层。 执行标准为埋地钢质管道聚乙烯防腐层GB/T 23257-2009，原 埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准SY/T

9、0413-2002已废止。,第二节 埋地钢质管道聚乙烯防腐层施工工艺,一、原材料 1、钢管检验 2、防腐材料检验 防腐层的各种原材料均应有出厂质量证明书、检验报告、使用说明书、安全数据单表、出厂合格证、生产日期及有效期。环氧粉末涂料供应商应提供产品的热特性曲线等资料。 防腐层的各种原材料均应包装完好，并存放在阴凉干燥处，严防受潮，防止日光直接照射，并隔绝火源，远离热源，有特殊要求的应按厂家要求进行存放。,第二节 埋地钢质管道聚乙烯防腐层施工工艺,二、防腐工艺 2PE工艺流程图为：,2PE工艺流程图,第二节 埋地钢质管道聚乙烯防腐层施工工艺,第二节 埋地钢质管道聚乙烯防腐层施工工艺,“3PE”工

10、艺流程图,“3PE”工艺流程图,三、生产过程控制 1、钢管表面预处理 除锈质量应达到GB/T 8923中规定的 Sa2.5级要求，锚纹深度达到5090m，钢管表面的焊渣、毛刺等应清除干净。 钢管表面的灰尘度应不低于GB/T 18570.3规定的2级。喷（抛）射除锈后的钢管应按GB/T 18570.9规定的方法或其他适宜的方法检测钢管表面的盐份含量，钢管表面的盐份不应超过20mg/m2。 2、涂敷过程控制,第二节 埋地钢质管道聚乙烯防腐层施工工艺,四、质量检验 1、表面预处理质量检验 2、钢管温度监测 3、防腐层外观 4、漏点检查 5、厚度检查 6、粘结力检查 7、环氧粉末厚度和固化度检查 8、

11、阴极剥离 9、聚乙烯性能检查,第二节 埋地钢质管道聚乙烯防腐层施工工艺,钢质管道泡沫夹克防腐保温管线是用硬脂聚氨酯泡沫做防腐保温层，高密度聚乙烯作为外护层的复合结构。制作方法有两种：一种是一次成型工艺，即“一步法”工艺，另一种是二次成型法，即“管中管”成型法。 执行标准埋地钢质管道硬脂聚氨酯泡沫塑料防腐保温层技术标准SY/T041596，埋地钢质管道聚乙烯、硬质聚氨酯泡沫塑料一次成型防腐保温层生产操作规程Q/SH1020 0641-2007。,第三节 钢质管道泡沫夹克防腐保温,一、原材料 1、钢管,第三节 钢质管道泡沫夹克防腐保温,2、防腐保温材料 泡沫塑料层性能 聚乙烯原料性能 防腐涂料性能

12、 辐射交联热缩 产品性能,二、防腐工艺 工艺流程：,图1 “一步法”生产泡沫工艺流程图,第三节 钢质管道泡沫夹克防腐保温,第三节 钢质管道泡沫夹克防腐保温,第三节 钢质管道泡沫夹克防腐保温,第三节 钢质管道泡沫夹克防腐保温,三、”一步法“过程控制 1、钢管表面预处理 2、作业线要求,四、质量检验 1、钢管表面预处理质量检验 2、防腐层质量检验 3、外观质量检验 4、防腐保温层质量检验 5、防水帽安装质量检验 6、防护层、保温层性能指标检验,第三节 钢质管道泡沫夹克防腐保温,五、“管中管”防腐保温技术 “管中管”也就是“两步法”工艺，先制作出聚乙烯外护层，把外护层套在经除锈处理的钢管上，外护管与

13、钢管之间用支架固定形成一个环形空间，端头用堵头密封，用高压灌注机把聚氨酯泡沫灌注到外护管与钢管形成的环形空间内，形成泡沫保温层。 目前大量应用于城镇供热用的泡沫保温管多执行高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管CJ/T1142000，工艺大致相同，但技术指标有很大差别，在第四节中将作详细介绍。,第三节 钢质管道泡沫夹克防腐保温,工艺流程：,图2 ”管中管“工艺流程,第四节 城镇供热用聚氨酯泡沫保温管线,城镇供热用保温管的防腐保温结构通常有两种形式，一种是采用高密度聚乙烯做外护管，一种则是以玻璃纤维增强塑料（即玻璃钢）做外护管。 执行标准CJ/T1292000玻璃纤维增强塑料外护层聚氨酯

14、泡沫塑料预制直埋保温管，CJ/T1142000高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管。,玻璃钢外护聚氨酯泡沫保温管线是在除锈合格的钢管上用扣模的方法预制上聚氨酯泡沫保温层，用不饱和聚酯树脂和无碱无捻纱为原料，用湿缠法预制成外护层的工艺。 依据标准CJ/T1292000玻璃纤维增强塑料外护层聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管，CJ/T1142000高密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管。,第四节 城镇供热用聚氨酯泡沫保温管线,一、原材料 1、聚乙烯外护层要求 2、玻璃钢外护层原料的要求 3、泡沫层原料的要求,第四节 城镇供热用聚氨酯泡沫保温管线,二、工艺流程：,图3 玻璃钢工艺流程,三

15、、过程控制,第四节 城镇供热用聚氨酯泡沫保温管线,四、质量检验 保温层泡沫应均匀地充满钢管与外护管的环形空间，密度、抗压强度等性能指标应符合要求。 外护层外观：颜色可为不饱和聚酯树脂本色或填加色浆，外表面不允许漏胶、纤维外露、气泡、层间脱离、显著性皱折、色调明显不均等。 外护层壁厚应符合设计要求。 钢管两端头应留出150mm-250mm。两端头保温层与钢管外表面间隙、玻璃钢层与保温层外表面间隙沿圆周的总长度不得大于周长的二十分之一，沿轴线的深度不得大于钢管外径十分之一，间隙宽度最大不超过1mm。,第四节 城镇供热用聚氨酯泡沫保温管线,第五节 液体环氧涂料内防腐,为了使管道不受介质腐蚀或减缓腐蚀

16、，延长使用寿命，提高输送能力，在钢管内壁涂敷液体环氧涂料可使钢管内壁与原油、污水隔离起来而免受腐蚀 同时又能提高内壁的光滑程度，起到减阻作用。 目前新的液体涂料内防腐标准，即钢质管道液体环氧涂料内防腐层技术标准SY/T0457-2010已于2010年12月颁布实施，替代SY/T0457-2000，新版标准与原标准存在很大差异，这里重点就两个版本中不同的部分进行介绍。,两个版本中最主要的变化包括： 提高了防腐层加强级和特加强级涂层的干膜厚度； 删除了原标准中环氧玻璃鳞片防腐涂料性能指标； 缩短了无溶剂型涂料的实干时间； 删除了原标准中涂料柔韧性指标，增加了涂层抗弯曲指标； 增加了液体环氧涂料的耐磨指标； 提高了防腐涂料性能指标中溶剂型和无溶剂型涂料的固体含量指标； 删除了原标准中涂料附着力和耐冲击指标，增加了涂层附着力和耐冲击指标； 提高了涂料涂敷前钢管表面处理的等级； 增加了涂料涂敷前钢管表面处理后灰尘度的规定和检测内容。,