油田高分子材料3PE在管道防腐中应用及优缺点

第一篇：油田高分子材料3PE在管道防腐中应用及优缺点

三层PE优缺点及其应用

——石油化工高分子新材料 一、三层PE在国内的使用现状

当前石油、天然气管线外防腐涂层类型大致有石油沥青、环氧粉末、环氧煤焦瓷漆、聚乙烯胶粘带、聚乙烯(PE)等，其中PE防腐涂层为目前国际、大型长输管线选用较多的外防腐涂层。3层PE于80年代初期在欧洲成功地应用于工业管道，广泛应用于施工及敷设环境较苛刻地带及人口稠密度较高的地区，近年来我国新建管道工程，如陕京输气管线、库鄯输气管绂、靖西安输气管线、涩宁兰输气管绂、兰成渝成品油管线及城市管网也大量应用了3层PE外防腐。二、三层PE在世界范围内的价格和使用现状

2004－2008 年，世界长输管道外防腐涂层的使用面积从123.8×106 m2 增加到205.1×106 m2，约增长66%。目前，全球范围内常用的管道外防腐涂层包括：石油沥青、煤焦油磁漆、熔结环氧粉末、三层聚乙烯涂层、三层聚丙烯涂层等。其中：FBE（包括单层FBE 和双层FBE）和3LPE 是涂层市场的主流产品；石油沥青和煤焦油磁漆仍占有一定的市场份额（6%～7%），其应用主要集中在中东和非洲的一些地区。从发展趋势看，3LPE 已经在涂层市场竞争中占据了绝对优势，且其市场份额仍将继续扩大，而FBE 的市场规模则在缓慢萎缩。2004－2009 年，3LPE 的市场份额从61.5% 增加到66.03%，而FBE 的市场份额则从23.33% 降低到19.97%。此间，只有在经济危机爆发前的2008 年，FBE 由于价格优势使其市场份额出现了暂时性的相对增长。FBE和3LPE在全球范围内得到广泛应用，实践证明其具有良好的保护效果，但仍然存在不足之处。FBE 抗冲击性能较差，而3LPE除在应用时有最小厚度要求致使其成本较高外，也可能出现如下问题：不适用于弯头等异型管件和管道补口，补伤处防腐层性能远低于管体防腐层；焊缝处防腐层较薄或与管体之间出现空隙，降低防腐效果；PE层粘结失效对阴极保护电流造成屏蔽。

三、管道防腐基本原理

众所周知，为控制土壤对管道的电化学腐蚀，公认的作法是采用外防腐绝缘涂层和阴极保护联台措施，其中外防腐涂层为主要防腐手段，即在钢管和腐蚀介质之间建立一个绝缘隔离层，避免腐蚀介质和钢管接触，从根本上防止钢管的电化学腐蚀阴极保护作为涂层防腐的辅助手段，为涂层出现缺陷处的钢管外表面提供电化学防护，但在涂层质量不佳时，若采用阴极保护作为主要防腐手段，不单是阴极保护投资和维护费用剧增，而且在管理和维护、保护电流合理分布上都会出现许多难题，尤其是城市，阴极保护建设受很多限制。在选择外防腐涂层时，考虑因素不外乎以下几点：

(1)有效的电绝缘性(2)有效的隔水屏障性

(3)涂敷方法不会对管道性能产生不利影响(4)涂层缺陷最小

(5)与管道表面有良好的附着力(6)能防止针孔随时间扩展

(7)能抵抗装卸管道在储存和安装过程中的损伤(8)能有效地保持绝缘电阻随时间恒定不变(9)优良的抗剥离性能(10)优良的抗化学介质性能(11)补伤容易(12)对环境无毒

其次，人为条件也是应该足够重视的因素，所谓人为条件是指施工单位的质量意识和管道所经过地段、居民的素质等等。野蛮装卸野蛮施工的现象在我国还未杜绝，管线沿线居民对未下沟回填的管道防腐层的人为破坏现象也在一定程度上存在，PE防腐层较强的机械强度恰恰弥补了这一缺陷，特别是在市区内、人口稠密地段，施工时这一优势更加明显。四、三层PE的构造

第一层环氧粉末FBE100um 第二层胶粘剂

AD 170~250um 第三层聚乙烯

PE 2.5~3.7mm。

三种材料融为一体，并与钢管牢固结合形成优良的防腐层。它的全称为熔结环氧/挤塑聚乙烯结构防护层。3PE防腐技术综合了环氧涂层与挤压聚乙烯两种防腐层的优良性能，将环氧涂层的界面特性和耐化学特性与挤压聚烯防腐层的机械保护特性等优点结合起来，从而显著改善了各自的性能。其特点:机械强度高、耐磨损、耐腐蚀、耐热、耐冷、可应用于150度介质中在寒冷地带均适应。因此3PE防腐层是理想的埋地管线外防护层。2PE防腐(二层聚乙烯)管道二层PE防腐结构：

第一层胶粘剂AD 第二层聚乙烯PE 两种材料融为一体,各层厚度同三层PE相同。由此看出区别在于3PE防腐多了一个环氧粉末层，而环氧粉末耐腐蚀性能好、力学性能好、抗阴极剥离强，虽然它有表面处理严格、耐候性差、吸水率偏高等优点，但它适用于埋地管道海底管道，包覆层厚度仅为0.3~0.5毫米，使用寿命可达40至50年。五、三层PE防腐层的优点

(1)防腐性能好。石油沥青、玻璃布是我国6O年代一7O年代的主要产品，但由于其高温软化、低范围脆裂、机械性能低、耐水性能差、易受细菌侵蚀及深根植物穿透等缺点，防腐效果不佳，使用寿命短，而且施工时劳动强度大，对环境污染严重。煤焦油瓷漆在国外曾风行一时，但由于其机械强度低及低温韧性差，特别是对环境污染严重，施工时产生的烟气含有很强的致癌物质，澳大利亚和欧洲各国已明文禁止使用煤焦油瓷漆。环氧粉末涂层在我国得到较多的应用，它具备良好的物化性能，与钢管表面粘结性及耐温性能好，但由于其覆盖层薄而脆，抗外界环境破坏能力差而很少在施工环境恶劣的长距离管道上单独使用。三层PE防腐层克服了上述各种防腐结构的缺点具有良好的物化性能、电绝缘性能、防止和耐化

学侵蚀性能，以及较高的强度、抗冲击性能等，是当今埋地钢质管道外防腐层中最理想的防腐结构。

(2)防腐产品质量稳定。整套设备自动化程度高，关键部位的技术参数均由微机控制和记录，包括管道涂敷速度、挤压温度、挤出速度、钢管温度等，材料利用率高且能在同一工艺参数下加工使用。

(3)质量控制严格。由于机组从预热、抛丸除锈到涂敷、管端打磨均是自动控制，操作人员只需对各项设备、材料供应及质量控制进行监督。(4)造价日趋经济合理。国际3层PE防腐层每 造价接近2O美元。我国在初期引进吸收这种防腐结构时，每平方米造价约108元～l12元人民币。随着设备的国产化、生产人员素质的提高，最近每平方米造价已降至9O元～96元人民币。由于造价逐步的降低，使该防腐层的优势更加明显．大面积应用于陆上、海洋石油天然气管道将是必然的趋势。

再者，一条长输管线的投资费用为管线建设费用与管线运行费用和维修费用之和，保证长输管道在预期的使用寿命内不产生由于外腐蚀而引起的功能损失是对涂层的基本要求。涂层性能不良会导致在管道预期使用寿命内由于涂层失效而带来的维修费用的增加。这个费用肯定超过采用较高级性能涂层增加的初始费用。一条长寿命管线建设中8％ 至10％为防腐费用，采用较低级防腐橡层如沥青防腐其防腐费用约占工程总造价的8％，而采用较高级防腐涂层如PE防腐其防腐费约占工程总造价的10％，而采用PE防腐同等现场状况下石油沥青防腐相比，补伤率约为石油沥青的10％，阴极保护控制范围为石油沥青的4倍，阴极保护建设费为石油沥青5％～1O％，阴极保护长期运行费用为石油沥青的10％，而管线防腐层寿命至少是石油沥青的2倍由于它的．性能可靠，使长输管道的阴极保护站大大减少，保护距离大大加长 陕西一北京线860km，只设了4座阴极保护站，阴极保护效果良好。从阴极保护系统的调试及投产后的运行情况看，整个阴极保护系统的设计和施工是成功的库鄯线全线只需开通3个站即首站阴极保护站、中间站阴极保护站和末站阴极保护站，管线就可以达到阴极保护电位的要求，最低保护电位为(相对于铜～ 硫酸铜参比电极)1．01V，而最高保护电位是1．48V。这说明防腐层质量良好，并且在朴口、阴极保护施工等过程中的施工技术得到了很好的控制成都煤气公司先后在三环路，德阳至成都二期工程中，全线采用了三层PE防腐，经维护单位采用PDL(多频高中电流法)对这两条管线在不加阴极保护装臵、无支方连结情况下进行防腐层的单位体积防腐电阻率进行测定，3层PE的数值为2万至3万个单位，而同期的环氧煤防腐的管线、沥青防腐的方式数值分别为500至400个单位，2 000至6 000个单位，就3层PE良好的防腐性能，设计与技术经济计算认为将PE防腐的管线牺牲阳极保护安臵减少30％ 完全可以．保证管线的防腐性能与管线寿命。六、三层PE防腐层的常见缺陷

三层PE防腐层的缺陷类型总结为三种:

1、三层PE防腐层翘边缺陷;

2、焊缝区三层PE防腐层应力开裂缺陷;

3、三层PE 防腐层表面鼓包与缩孔缺陷。其中三层PE 防腐层翘边缺陷是最常见的缺陷类型, 同时也是最重要的缺陷。主要表现在以下几个方面:

1、整体防腐层翘边。环氧粉末、中间粘结剂与聚乙烯层粘结完整, 但环氧粉末与钢管基体表面脱粘, 形成翘边;

2、中间粘结剂与环氧粉末表面脱粘, 形成翘边;

3、聚乙烯层与中间粘结剂表面脱粘, 形成翘边,也属于防腐层间分层引起的;

4、缠绕工艺成型时, 聚乙烯与聚乙烯层之间的分层;

5、三层防腐层的中间粘结剂或环氧粉末层缺失引起的, 缺失层造成防腐层间粘结缺陷形成翘边;

6、堆放(过程)环境引起防腐层翘边。

七、结论

管线建设外防腐涂层选择从包括预期寿命在内的综台经济评价看，适用性能高、寿命短、但一次费用高的涂层如3层PE防腐与性能低、寿命长、一次性投资费用低的涂层如石油沥青、环氧煤防腐涂层相比，长寿命的工程更为经济安全。特别是在人口稠密的城市地区，三层PE的高机械强度和良好的防腐绝缘性能及与阴极保护良好的匹配性。更成为城市煤气管网建设的首选外防腐涂层。综上所述，从技术上、经济上分析，采用3层防腐是先进的。

【参考文献】

【1】陈文戟，钢质管道3层PE外防腐涂层的整体经济评价及3层PE的优势 【2】陈群尧, 曹晓燕, 陈群武, 等.中国管道腐蚀与防护技术综述 【3】乔军平.全面分析管道三层PE 防腐层缺陷(一): 翘边缺陷 【4】谢涛, 李建忠, 韩钟琴, 等.3PE 防腐管管端涂层翘边缺陷分析 【5】张玉志，邵建，陈洪源等，国内外管道外防腐层应用现状与发展趋势 【6】王砚江 张玉环 陈芳等，小口径管道三层PE 包覆技术研究与应用 【7】Niu L, Cheng Y F.Development of innovative coating technology for pipeline operation crossing the permafrost terrain[J].Construction and Building Materials 【8】BS EN ISO 9080-2003 Plastics piping and ducting systems determination of the long-term hydrostatic strength of thermoplastics materials in pipe form by extrapolation 【9】Singh P，Cox J.Development of a cost effective powder coated multi-component coating for underground pipelines[R].Technical report of Shaw Pipe Protection Limited 【10】Williamson AI, Singh P.Development of a high performance composite coating for pipelines 【11】Howell G R，Cheng Y F.Characterization of high performance compositecoating for the northern pipeline application[J].Progress inOrganic Coatings

第二篇：PN高分子防腐涂料管道防腐作业指导书

PN高分子防腐涂料管道防腐作业指导书

本工程焊接钢管的防腐采用IPN高分子防腐涂料，其防腐要求及施工方法按照生产厂家的IPN8710系列互穿网络防腐涂料资料编制，并按本说明及定货产品说明书的要求进行施工。一IPN8710系列涂料的特点

IPN是蓖麻型聚氨脂和聚取代乙烯互穿网络合成的高分子防腐涂料的简称。它具有“高强度、高韧性、耐冲磨、耐水解、耐酸碱、盐腐蚀、耐老化、五毒不自然及耐汽油、煤盐溶解，附着力强、可带锈（但不能有浮锈）做涂层可在常温下引发聚合（固化）的特点。IPN系列防腐涂料具有以下的优点：

1、防腐性能强：对于通过酸土壤或盐碱地带的给排水金属管材，采用IPN防腐，可获得足够的抗腐蚀强度的防腐层，它具有与管材相似的机械性能、水力条件和使用寿命。

2、防腐质量好：IPN8710系列涂料防腐操作工序少，能使防腐曾做到具有较好的均匀性和严密性能，尤其在防腐体变形处及焊缝处，也能做到涂料饱和，无布眼漏空后脆性起壳等现象。

二、IPN8710系列防腐层结构要求和做法 防腐等级 配比 防腐层结构

防腐层干膜参考厚度不含损耗的理论用量 内防腐普通防腐 按厂家说明

二道底漆IPN8710-2底漆 二道面漆IPN8710-2面漆 厚度：50（μm/道）用量：150（g/m2.道）地上部分普通防腐 按厂家说明

二道底漆IPN8710-4无色底漆二道面漆IPN8710-4有色面漆 厚度：40（μm/道）用量：150（g/m2.道）地下部分普通防腐 按厂家说明

二道底漆IPN8710-1底漆二道面漆IPN8710-3面漆

底漆厚度：50（μm/道）厚度：100（μm/道）用量：200（g/m2.道）加强防腐 按厂家说明

二道底漆IPN8710-1底漆一层纤维布二道面漆IPN8710-3面漆 底漆厚度：50（μm/道）厚度：100（μm/道）用量：200（g/m2.道）重加强防腐 按厂家说明

一道底漆IPN8710-1底漆一层纤维布一道面漆IPN8710-3面漆一层纤维布一道面漆IPN8710-3面漆 底漆厚度：50（μm/道）厚度：100（μm/道）用量：200（g/m2.道）

2、做法

（1）管径>>600mm的钢管应进行管道内防腐，采用普通防腐。如遇管道送饮用水时，则防腐采用卫生级的防腐材料。

（2）上钢管（包括管件及钢件）采用普通防腐（3）地下钢管（包括管件及钢件）采用加强防腐

（4）循环水管及其它穿越道路、铁路、河流等部分的地下钢管（包括管件及钢件）采用重加强防腐。本工程循环水管、补给水管的外防腐采用重加强防腐。

3、防腐漆的漆色：按《火力发电厂保温油漆设计规程》中的要求确定。埋入地下的钢管 黑色 消防钢管 红色

地上的消防器材和设备 红色

三、IPN8710系列防腐涂料施工工艺

1、带锈防腐机理：IPN的两组单体按比例混合时，立即发生反应，开始时混合物黏度很小，其渗透速度快，可直接渗透至钢铁表面，并把锈体从钢铁表面分离，进而包围，随着反应时间的增长，混合物逐渐固化形成IPN网结膜，附着在钢铁表面，拒绝了锈蚀的进行。

2、防腐件的预处理

消除防腐件表面的油污、尘土、焊渣、氧化皮及疏松的锈蚀物，防腐件表面保持干燥，无污迹。

3、涂料调制准备

涂料应预计好用量，按比例混合，充分搅拌后，在规定时间内用完。

4、喷涂

防腐件喷涂不宜少于三道，按防腐等级分为三种情况：

（1）普通防腐施工：先涂二层底漆（无色），然后在刷二道面漆。

（2）加强防腐施工：先涂一层底漆（无色），然后缠一层脱脂玻璃纤维布，同时刷一道面漆，最喷涂第二道面漆。

（3）重加强防腐施工：先涂一层底漆（无色），然后缠一层脱脂玻璃纤维布，同时刷一道面漆，然后缠一层脱脂玻璃纤维布，同时刷一道面漆，最后喷涂第三道面漆。以上各种防腐等级的施工均可采用机械喷涂或人工涂刷。

5、施工注意事项

（1）涂刷底漆时，要求均匀涂刷，不得漏刷、底漆表面干后即可涂刷面漆。

（2）缠绕玻璃布的要求：采用的玻璃布作防腐层加强基布时，宜选用规格为（10*10*12）中碱无蜡、无捻、平纹、两边封边，带芯轴的玻璃布卷。缠玻璃布时可与面漆涂刷同时进行。玻璃布全部网眼均为面漆灌满。玻璃布之间搭接宽度不得小于20mm，答接头长度不得小于100mm，缠两层玻璃布时，各层玻璃布的搭接接头应错开，管两端的防腐层，应做成阶梯形接装，阶梯宽度不宜小于100mm

。玻璃布经纬密度可12*12根/1cm2或10*12根/1cm2，厚度应为0.120±0.01mm，含碱量不应超过12%，无蜡、无捻、平纹、两边封边，受潮的玻璃布必须烘干后方可使用。各种管径的玻璃布宽度可参照下表选用。

管径（mm）

60-89 114-159 219 273 377 426-529 >>720 布宽（mm）

150 200-250 300 400 500 600-700(3)涂刷后的管道或钢构件，一定要注意避免运输、吊装过程中损坏防腐层，若有损伤应及时补涂，否则不准安装。

(4)当在管沟内进行接口防腐涂刷时，必须清除防腐部位的泥土、水迹；回填土时应注意避免损伤外防腐层。

(5)在通风条件不好的部位施工时，要采用人工通风设施。(6)不得在雨天、雾天进行露天施工。

四、IPN8710系列防腐涂料施工工艺

1、外观检查：防腐管应逐根检查其表面平整呈光亮的漆膜。加强级和重加强级防腐层的玻璃布网眼应灌满面漆，空鼓和褶皱处应减掉并补玻璃布和补涂面漆。

2、厚度检查：每20根抽查一根用测厚仪进行检测，在每根管两端和中间共测3个截面，每个截面测上、下、左、右4点，最薄点的厚度应符合防腐等级的要求，即外壁>>0.3mm，内壁>>0.15mm。

3、针孔检查：用直流电火花检漏仪。2500V电压检测防腐涂层的完整性，以不打火花为合格，发现针孔应予补涂。对重加强防腐涂层用5000V电压检查。

4、粘结力检查：

（1）普通防腐粘结力检查：采用刀刃锋利的尖刀在涂层上划每边长约40mm的V形切割线，以30o~45o角相交。切割时应用刀尖和检查面垂直，并做到切割平稳无晃动，仔细检查切口，以确保涂层被切透。用锋利的刀尖从切割线相交点挑涂层，涂层在尖刀作用处被局部挑起，而其他部位涂层和管壁仍粘结良好，不得出现涂层被成片挑起和层间剥离的情况。（2）加强级和重加强级涂层粘结力检查方法：在涂层上切一夹角为45o~60o 的切口，从切口尖端撕开玻璃布。撕开面积为50cm2，以撕开处不漏金属为合格。

四、IPN8710系列防腐的补口及补伤

1、补口、补伤处的涂层结构及所用材料与管体涂层相同，补口工作应在对口焊接后，管表面温度冷却至50oC以下进行。

2、补口处和露铁的补伤处，必须进行预处理。

3、补口时应对管端阶梯形接茬处的涂层表面进行清理，去除油污、泥土等杂物，然后用砂纸将其打毛，施工方法按上述要求进行，补口涂层与管体涂层的搭接长度不应小于100mm。

4、补伤处涂层和管体涂层的搭接应做成接梯形接茬，其搭接长度不应小于100mm。若补伤处涂层未漏铁，应先对其表面进行清理，并用砂纸打毛再补涂面漆，若补伤处已经漏铁，先进行表面预处理后，再按涂层的施工顺序及方法补涂底漆、面漆。当涂层破损面积较大时，应按补口方法处理。

六、IPN8710系列防腐涂料的其它技术要求

IPN防腐层的其他施工及质量检查和验收技术要求，请按有关规程、规范执行。

第三篇：阴极保护工艺在天然气管道防腐中的应用

阴极保护工艺在天然气管道防腐中的应用

（山东实华天然气有限公司 山东青岛）

摘 要：阴极保护技术根据保护电流的供给方式，可分为牺牲阳极法和强制电流法两种保护方法。采用牺牲阳极法的主要优点有：无需外部电源、对外界干扰少、安装维护费用低、无需征地或占用其它建构筑物、保护电流利用率高等。采用管道外防腐绝缘层与阴极保护的联合使用是最经济、最合理的防腐蚀措施。

关键词：长距离；埋地管道；腐蚀原因；防腐绝缘层；阴极保护；联合使用

目前石油、燃气资源的输送主要依靠长距离埋地管道来实现，这些管道埋设于地下，长期受到外部土壤和内部介质的强烈腐蚀而经常发生腐蚀泄漏事故，常常导致管道设备非计划性检修、更换和停产，造成了巨大的直接和间接的经济损失。埋地管线的腐蚀原因主要有：土壤腐蚀、大气腐蚀和生物腐蚀3种。

埋设方式和地形土壤等因素均会对输送石油天然气的资源的管道造成不同程度的腐蚀。防腐技术的应用将能直接降低因腐蚀造成的经济损失。本文首先是介绍了阴极保护系统的设计及管道安装的注意事项，并结合实际工程给出了一套合理的成品油管线阴极保护的施工方案，经计算验证，发现应用效果较佳。

1阴极保护系统设计

1.1阴极保护方法

埋在土壤中的金属管道由于各种原因管道表面将出现阳极区和阴极区，并在阳极区发生局部腐蚀。阴极保护是指将被保护金属（如煤气管道）进行阴极极化，使电位负移到金属表面阳极的平衡电位，消除其化学不均匀性所引起的腐蚀电池，使金属免遭环境介质（如土壤）的腐蚀，即用辅助阳极或牺牲阳极材料的腐蚀来代替被保护管道、设备的腐蚀，从而达到延长被保护管道的使用寿命，提高其安全性和经济性的目的。

阴极保护技术根据保护电流的供给方式，可分为牺牲阳极法和强制电流法两种保护方法。采用牺牲阳极法的主要优点有：无需外部电源、对外界干扰少、安装维护费用低、无需征地或占用其它建构筑物、保护电流利用率高等，因此，特别适合于区域范围较小的埋地钢管的防腐蚀。强制电流法则有保护范围大、适合范围广、激励电势及输出电流高、综合费用低等优点，故适合用于长输管线的防腐。如应用于厂区范围内时，则由于其会产生干扰电流而影响其它管线及建筑物，且还需要征地或占用建筑物，在实施时会带来较大的困难。

1.2设计要点

1.2.1接地电池的设置

电绝缘可以将保护电流限定在一定的范围内，避免相互间的干扰。为了防止绝缘设备遭受雷击及静电火花引起的破坏，在所有安装绝缘设备处各安装一副接地电池。接地电池安装前必须进行检查，在地下水丰富的地方，接地电池容易出现失效、短接的现象。

1.2.2杂散电流的预防措施

杂散电流能使地下管道产生强烈的电化学腐蚀。的行业标准规定，管道附近土壤中电位梯度大于0.5mV/m时认为有干扰的可能，当电位梯度大于2.5mV/m时应考虑采取防护措施。当管道在杂散电流处有1cm2的防腐层破损，且此处有1mA的杂散电流流出时，该处的腐蚀速度将达到12mm/a。在杂散电流干扰严重的地区，可以通过设置排流锌阳极组来减少杂散电流对管道的腐蚀和干扰。

1.2.3穿跨越处的特殊保护

公路和铁路穿越工程，由于承重，需要加设保护套管。理想的套管穿越，是主管道和套管之间两端用软性材料密封和中间安装绝缘支架，管道应与套管保持较好的电绝缘。但在实际工程中，很难做到这一点，出现没有阴极保护电流穿过套管壁流向套管内主管道表面，使得位于套管内的主管道处于自由腐蚀状态，而套管则得到很好保护。因此，在套管内设计安装带状锌阳极保护，在管道上开凿一个合适的焊点，采用铝热焊方式把它焊接到管道上，焊点之间用捆扎胶带固定，每??焊点都要做好防腐处理。带状阳极、输气管道和套管及支撑间，严禁有任何的电接触。

1.3阴极保护设计方案

A（城市）至B（城市）成品油管道工程管道全长为96.8km，管道规格和材质为φ323.9×6.4，L360。管道主要是环氧粉末外防腐层，在穿越段采用三层PE。管道沿线土壤电阻率变化大，最低25.1 Ω？m，最高392.8 Ω？m，一般地段在40～60Ω?m。沿线几处高压输电线路接地与管道距离较近，经过双参比电极法测试，杂散电流的电位梯度为2.8～5.4mV/m。杂散电流干扰严重，管道沿线必须采取锌排流阳极并做牺牲阳极使用。

1.3.1理论计算

根据外加电流的阴极保护的设计规范，需要根据被保护管道的基本数据和选取的阴极保护参数计，算出保护长度、保护电流及所需的保护站数量，在此基础上进行系统设计。基本数据：直径D=323.9mm，壁厚δ=6.4mm，管线全长96.8km。阴极保护参数取值：管道自然电位-0.55V（饱和硫酸铜），管道最低点电位-0.85V（饱和硫酸铜），通电点电位-1.25V（饱和硫酸铜），钢管电阻率ρT=0.166Ω?mm2/m计算结果：将设计参数代入公式计算，得单侧保护长度L=65.93km。根据工程的实际情况，A（城市）至B（城市）全线共设置阴极保护站两个，分别是首站A（城市）和末站B（城市）。管道在穿越段设置带状锌阳极保护，沿线采用牺牲阳极既起到辅助保护，又可以排除管道上杂散电流和静电。

1.3.2牺牲阳极布点的技术和施工要求

牺牲阳极在埋设时，与保护的管道的距离不宜小于0.3m，也不宜大于5m，埋深应与管道埋深相同，并要在冰冻线以下，埋设深度不宜小于1m，且直埋设在潮湿的土壤中，埋设形式可采用立式或卧式，在阳极与保护管道之间，严禁设置其它金属构筑物。牺牲阳极可以通过测试桩与管道连接，目的是为了监测牺牲阳极自身的电化学参数，并且便于检测和掌握阴极保护系统运行后管道被保护状态。阳极的埋设时应提前按比例配制、调匀好填料，装入φ300mm×1000mm的棉或麻布袋中，将经过用铁砂纸打光及表面清洁处理的阳极及时插人填料中心位置并压实，用细原土掺盐分层浇水湿润后回填土。所有的电缆与阳极、铜鼻子的连接采用锡焊，焊接前都要剥去防腐绝缘层，清洁、打光焊接处；在焊接处及电缆的外裸部位必须做好绝缘防腐处理；电缆加PVC保护套管松缓自然埋设，埋深与管道埋深相同。阳极连接管道的电缆颜色应与其它电缆颜色区分开，以便辩认检测。阳极的埋设点必须做永久性标志，永久性标志可以包括周围建筑物。

1.3.3阴极保护系统的运行效果

经过对A（城市）至B（城市）长输管线阴极保护系统工程中的97个测试桩的管道保护电位进行测量，测量结果为-0.95～-1.20V（相对硫酸铜参比电极）。由以上数据可知，A（城市）至B（城市）长输管道对地电位均低于-0.85V（相对硫酸铜参比电极），符合设计和规范的要求。

2阴极保护系统的日常管理

（1）每月测量一次全线管道保护电位，每季度测量一次阳极床接地电阻；（2）每天记录一次阴保间恒电位仪的保护电位、输出电压及输出电流，每月可交换A/B机工作，延长仪器工作寿命；（3）管道电流、电位测试桩注意保护，防止人为破坏，并且每年保养一次；（4）所有测量数据需填写记录表，存档，以便查阅。结束语

本文发现，在阴极保护方法的应用过程中，杂散电流腐蚀一直是阴极保护技术的一个难点，本研究时通过在杂散电流强度超过标准规定的地点都增设阳极来解决这一难题。并结合A（城市）至B（城市）长输管线工程实际案例，经电化学参数测量，验证了阴极保护法的良好防腐效果。

参考文献：

[1] 高鹏.浅谈牺牲阳极阴极保护技术在埋地长输管道中的应用[J].城市建设理论研究：电子版，2015（20）.

第四篇：高分子复合材料在各种航空航天工具中应用

高分子复合材料在各种航空航天工具中应用

多种高性能的高分子复合材料目前已经用于各种航空航天工具中。例如，碳纤维复合材料不久前还只在军用飞机上用做主结构如机身和机翼。但是，近年来先进复合材料已开始用于大型民航客机上用做主结构，玻纤增强塑料也大量使用在一些较为次要的部位。

在美国，碳纤维复合材料主要用于航空航天工业；在欧洲，碳纤维复合材料在航空航天领域的使用量达到33%，仅次于其他工业用途。例如，无人驾驶飞机上，目前已经大量使用碳纤维复合材料。

新近推出的波音公司新型民航客机7E7和空中客车公司A380，都开始采用航空航天复合材料作飞机的主结构。这是因为复合材料能提供目前制铝工业所能提供的铝合金大致相同的性能，而且复合材料还能进一步降低成本。此外，复合材料还有耐久性好，所需保护少，零部件可以整合，耐腐蚀性强，通过利用智能纤维材料和嵌入式传感器进行结构监测等优点。

7E7客机绝大多是用复合材料制造的，将需要约25吨增韧碳纤维增强环氧树脂叠合材料和夹层材料。A380也使用通常的复合材料结构，例如机翼包皮的40％采用碳纤维增强塑料，减轻质量1.5t，减轻全装配结构11.6t。尾翼的大部分包括尾翼的安定面是碳纤维复合材料，仿照老式空中客车客机。未增强的后机身由连接到复合材料机架上的复合材料与合金架的组合体上的碳纤维蒙皮构成。总计复合材料将占机架质量的大约16%，减轻同种规模的全金属结构（空飞机的总质量将约为170t）。

第五篇：管道防腐技术在油气储运中的全程控制与应用分析

管道防腐技术在油气储运中的全程控制与应用分析

[摘要]油气运输主要依靠管道运输系统，影响管道运输安全的主要因素是管道腐蚀，其中防腐层失效、油气成分、温度等都与管道腐蚀相关，因此需要采取科学的防腐技术，确保管道系?y的安全性。本文对管道腐蚀问题进行了简单分析，然后对防腐工程的质量控制、防腐技术在油气储运中的应用进行了论述，希望能引起相关人士的关注。

[关键词]管道防腐技术；油气储运；全程控制；应用分析

中图分类号：TE988.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）17-0051-01

导言

随着我国经济的不断发展，各行业对能源的需求将不断增加。油气能源分布和需求区域存在很大不平衡性，这就需要建设更加完善的油气储运系统，确保油气运输的安全性和畅通性。管道运输是油气运输的主要形式，而腐蚀是影响管道安全的主要问题，要解决该问题，需要对管道周边环境进行认真勘测，编制合理的施工工艺，严格控制工程质量，确保防腐工程的有效性，保障油气能源的安全运输。

油气储运中管道问题现状分析

目前储运输送管道主要的问题包括设备本身的问题和外部环境的问题，有关部门要对两方面进行全方位的研究和整改。

2.1 内部问题

在储运过程中，最直接的使用媒介就是基础管道，其产生锈蚀的基本原因就在于管道表面原有的防腐蚀涂层失效，没有继续产生基本的保护作用。因为管道使用一段时间后，由于各种因素影响了管道原有的性能，基本的防腐涂层和实体管道产生了分离，涂层没有从根本上保证管道免受空气、水等基本物质的侵蚀，形成管道腐蚀的情况。另外，还有基本油气的问题。我国储运过程中的油气不尽相同，由于不同油气的基本组成不同，导致其基本的性质有所差异，对管道产生的侵蚀作用也具有不可控性。在实际运输过程中，大气中的二氧化碳经过化学反应会生成具有一定酸性的物质。不仅助推了管道的侵蚀，还由于碳酸的电化学特质，形成的离子会对基本的金属物质产生不同程度的破坏，造成管道内壁的锈蚀。除了二氧化碳以外的很多气体还有不同程度的化学分解和合成，这就造成了油气对储运管道的必然侵蚀，如果没有有效可行的办法，腐蚀的程度只会越来越恶化。

2.2 外部问题

随着我国油气输送行业的壮大，输送管道的铺设面积也越来越大，并且周边的基础设施和环境具有一定的地域差异，对管道也会产生不同程度的影响。另外，油气储运工程是一项十分繁杂综合的项目，对于工程质量的监督力度如果没有严格提升的话，中间可能出现的问题会更多。整体工程施工前，是否对实际的管道铺设地质进行排查，是否对整体施工设计进行监管，是否对基本的施工材料进行验收，这些问题都亟待解决。在施工过程中，各要素的监管疏松也不利于储运管道的维护和管理。此外，油气的储运设备深埋在底下的部分会受到土壤的侵蚀，土壤中的基本微生物以及水分也会对管道造成一定的影响；而曝露在外面的部分会受到基本温度的影响。无论是内部还是外部的影响，都会对储运管道造成腐蚀，因此需要给予必要的重视。

强化油气储运中管道防腐技术的策略

关于油气运输管道腐蚀防控技术的强化工作中，应该提高相关部门负责人或管理人员对油气运输管道腐蚀情况的认知，增强油气运输管道防腐工作的重视程度，从而制定相关的策略与方法，降低油气储运管道腐蚀问题对油气运输业带来的损害。

3.1 从材料的源头，对油气运输管道的质量进行有效的控制

油气运输管道的质量不仅关系到整个油气运输事业的发展，也关系到广大人民群众的实际生活。因此，在油气运输管道工程项目正式开工以前，要本着严格认真的态度，对到厂的全部材料，尤其是防腐材料的质量确认工作，要确保防腐材料能够达到工程项目设计当中的标准水平，没有达到要求的材料则给予返厂处理，面对激烈的市场竞争以及油气储运管道腐蚀对管道运输事业产生的影响，务必要确保防腐材料的质量达标，为今后的施工打好基础。此外，在实际的施工过程中，要勤于检查，加强管道工程施工的监管力度。在安装与施工的过程中，必须要按照油气输送管道的工序流程来进行，以免对管道内壁或者外壁造成损伤。为了确保油气运输管道防腐层的质量与完整度，可以对检查中存在的漏洞以及安全隐患进行准确的标记，最后将这些隐患与漏洞进行整理，并将其报予上级有关部门，请求上级部门派遣相关技术人员尽快对安全隐患进行排除，对于存在腐化漏洞的位置要尽快展开抢修，以免造成油气资源的浪费。对于油气运输管道补口处的防腐层处理，可以使用剥离测验法对其进行检查，确保油气输送管道的整体在基础组合焊接前能够始终保持完整与安全。在对防腐层存在问题的部分进行修补时，要使用细致化的操作工艺，在修补施工完成后，要对修补结果进行验收，并检查周围是否还存在其他的问题，以便一次性处理完毕。此外，要特别注意油气运输管道工程项目施工结束后的回填工作，管道回填工作是最容易导致管道防腐层发生脱落的环节，如果在回填的过程中，施工人员未按照相关工作流程进行回填，极有可能导致管道防腐涂层破损，使油气运输管道失去防腐涂层的保护而出现损坏。为了有效的做好管道回填工作，避免此类事件的发生，在回填以前，应该对现场的环境进行适当的整修，确保坑道的平整。然后，将管道铺放的步骤进行分解，并加强对各个步骤的监督与管理，从而确保管道铺放的全部过程在监督和管理下完成，使管道回填的质量得到了有效的保障。

3.2 强化油气储运管道整体涂层防腐技术

随着科技不断发展，许多传统工艺为了适应科技时代的需求进行了技术革命，油气运输管道的防腐技术作为保证油气运输管道正常运行的关键性技术，在现代科技的推动下，逐渐走上了技术强化与更新的道路。以我国目前科技水平来看，熔接环氧技术与聚乙烯防腐技术是应用较广的两大现代化防腐技术。例如：西气东输工程，便是使用了聚乙烯防腐技术对管道进行了相应的防腐处理，并在实际的使用过程中，取得了较为理想的效果。除此之外，化学涂层技术在现阶段虽然没有成为管道防腐涂层技术的主流，但随着时代发展，也逐渐步入了更多人的视野。通过对化学中电化学腐蚀原理的运用，通过牺牲电极中的阳极来保证阴极的金属管道不受腐蚀。

结语

随着我国经济的不断发展，各行业对能源的需求将不断增加。油气能源分布和需求区域存在很大不平衡性，这就需要建设更加完善的油气储运系统，确保油气运输的安全性和畅通性。管道运输是油气运输的主要形式，而腐蚀是影响管道安全的主要问题，要解决该问题，需要对管道周边环境进行认真勘测，编制合理的施工工艺，严格控制工程质量，确保防腐工程的有效性，保障油气能源的安全运输。

参考文献

[1] 王琴，李爽，位陈冬，李志平.油气运输管道中腐蚀问题及防护措施分析[J].中国石油和化工标准与质量，2016，36（13）：92-93.[2] 高娟.油气储运管道防腐技术现状与研究进展探讨[J].石油和化工设备，2016，19（03）：58-60.[3] 李青.油气储运中的管道防腐问题探讨[J].石化技术，2015，22（02）：5.[4] 周良栋，孙建波.油气储运中的管道防腐问题分析[J].中国石油和化工标准与质量，2013，33（16）：110.