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1、管道的腐蚀与防护方法 一、碱线腐蚀与防护1概况大庆石化总厂炼油厂输转车间81单元碱管道用于向生产装置提供浓度30%40%的碱液，管道材质为碳钢，连接采用焊接方式，工作压力为0.60.7Mpa,工作方式为间歇式。冬季操作时需用0.3Mpa压力的蒸气伴热，由于碱液温度高，造成管道焊口开裂，碱液经常泄漏，生产很被动。同时泄漏出的碱液腐蚀其它管道，每年维修费用很大，这种现象94年前一直没有得到解决。2腐蚀原因分析 普通碳钢在碱液中会形成一层以 FeO 或FeO为主要成分的表面膜，同时由于晶界上有碳化物和氮化物析出，使晶界上的表面膜不稳定，易溶解。在外应力的作用下产生了晶界裂纹，使新暴露出来的铁产生Fe
2、O2的选择性溶解，形成应力腐蚀。碳钢在NaOH溶液浓度5%以上的全部浓度范围都可能产生碱脆，而以30%左右的浓度最危险，发生碱脆的最低温度为50，在沸点附近的高温区最易发生。见图一。管道使用过程中，夏季或管道不加热时，浓度在3040%的碱液不发生碱脆；而在冬季，管道加热时，温度超过50，碱浓度仍为3040%时则发生碱脆，因为实际碱管道在加热的情况下往往都高于50。另外，碱性溶液只有在非常富集的情况下，才会通过如下反应溶解铁：3Fe+7NaOHNa3FeO32Na2FeO2+7HNa3FeO32Na22Na2FeO2+4H2O7NaO+Fe3O4+H7H+H4H23Fe+4H2OFe3O4+4H
3、2该管道每10日左右送一次碱，容易在焊口处沉积碱液。管道一般为单面焊，内壁常有未焊透处，存有间隙。随时间延长，碱液浓缩，造成碱液在焊口处富集，使焊口处首先腐蚀，而且使焊道不存在金属钝化膜，常露出新鲜的金属表面。根据电化学腐蚀原理，该处的金属表面常处于阳极处，处于腐蚀状态。原管道的接头为焊接，焊口附近的金相组织比基体的金相组织晶粒大，加之焊接组织不均匀性及焊接后存在较多的缺陷，这样焊道与基体金属的表面机械性能及化学成分存在较大的差异。该管道在50以上的情况下使用和停用交替进行时，由于碱液的富集及较高温度的双重作用，很快发生应力腐蚀开裂，使管道泄漏在冬季频繁发生。3.材料选择依据通过对几种防腐方法
4、比较，认为“天津大学国家教委形状记忆材料工程研究中心”提供的“Fe基形状记忆合金管接头”效果最佳。因为形状记忆合金的效应是指材料经变形后（通常在Ms 温度以下或Ms附近），当加热到超过一定温度时能恢复原来的形状。这种具有形状记忆效应的材料称为记忆材料。利用铁基形状记忆合金连接管道的原理如图2所示。在室温下，使管接头扩孔形变，形变后管接头内径大于被连接管子的外径，因此可使被连接管较容易插入到管接头中间，然后加热管接头到一定温度（Af以上），管接头欲恢复其原来小口径形状收缩而抱紧管子。达到连接管子的目的。采用铁基形状记忆合金管接头连接管道，可以避免管道连接因焊接而引起的金相组织变化和管道焊口的应力
5、腐蚀开裂。4应用效果 该管道于1995年7月投入使用，到2004年10月为止，年多没有发现渗漏现象，说明采用该种方法完全可以解决管道应力腐蚀问题，而且比较经济。二、管道外壁的腐蚀与防护方法1.概况：原先某厂地下管道多数使用沥青玻璃布的加强级防腐，使用几年防腐效果不好。逐年出现腐蚀穿孔，给生产带来一定的困难。因为沥青本身做防腐层附着力差、不耐微生物的腐蚀、易被植物根茎穿透、易老化、催裂。目前大庆地区的一些地下管道采用该方法，使用6-7年，防腐层受到土壤严重的腐蚀，管道外壁大部分有点蚀坑，有的点蚀很严重，个别的地方腐蚀穿孔，每次管道穿孔动用了大量的人力、物力等，严重时给生产造成威胁。2.腐蚀原因分
6、析21防腐绝缘层效果不好石油沥青是较原始的方法，这种涂层物理性能差。如涂层的强度不好，极易造成划痕、附着力不好、易受细菌腐蚀。并且施工麻烦，劳动条件差，施工后的防腐厚度很难均匀，随时间延长防护层易脆裂等。这样就造成管道的金属表面与土壤直接接触。22土壤的电化学腐蚀过程大庆地区的水位较高，有的深挖2米左右就出水，所以该管道有相当一大部分浸泡在非常潮湿的土壤中。根据该地区的有关土质资料介绍：该地区的土质一般呈中性或碱性。因为金属在土壤的腐蚀与电解液中腐蚀本质是一样的。3.材料选择依据3.1原某公司埋地钢质管道外壁防腐绝缘层，主要采用沥青或改性沥青、环氧煤沥青做为防腐基料，另加玻璃纤维进行加强。这些
7、材料有的耐蚀性差，有的耐蚀性较好，但是其要害在于它们的施工条件苛刻，易造成施工质量不稳定，质量不符合要求，尤其是补口和损伤部位不易处理好，给工程留下隐患。而埋地管道大多数是在这些部位腐蚀严重。所以说原采用的材料有一定的缺陷。通过筛选。选用了一种“新型多功能防腐防水材料（简称TO-树脂）。应用在钢质地下管道外壁防腐，这是一种很好的材料，因为该材料施工方便、性能优越、质量可靠，其物理机械性能、防腐、防水、耐老化等各项化学性能用于该条件下是可以满足要求的。3.2.TO树脂做为地下管道外防腐材料性能优越，是由于它本身分子结构决定的。因为该防腐材料，是在粘合剂的基础上，从化学分子结构设计起，先合成带活性
8、官能团的液体聚合物，再加入带反应基团橡胶和复合型固化剂及各种功能活性添加剂，令其在金属表面进行化学反应，常温固化成网状结构高分子材料。在其网格中既有树脂链段，又有橡胶链段，最终固化成的膜介于树脂、橡胶材料之间，因此其综合性能优异，它既是涂料，又是粘合剂和绝缘材料这是我国所有防腐材料都不具备的。4.防腐效果1993年5月采用TO数脂施工。经过5年多使用开挖检查，可以看出：“防腐层的玻璃钢无任何变化，玻璃钢表面仍保持原有的光泽、无老化。用锤子轻轻敲击玻璃钢表面没有空鼓声，说明与金属表面结合牢固。该材料与传统的石油沥青比较，石油沥青与TO树脂同时做成特加强级防腐。根据有关劳动定额采用沥青上述施工费用（8600平方米）需用43.4万元，采用TO树脂防腐费用为76.86万元。虽然采用TO树脂防腐（特加强级）比沥青防腐费用提高了0.77倍，即增加了33.46万元的费用。但是按照沥青防腐层使用寿命8年，TO树脂防腐使用30年（科研部门提供的数据）计。所以采用TO树脂可以提高使用寿命2-3倍，一次性节约防腐费用85万元左右（不包括换管线的费用），效益是可观的。更重要的意义在于采用该材料防腐（在有效期内），可以延长管道的使用寿命，可以避免因管线腐蚀造成水泄漏，影响生产。
管道的腐蚀与防护方法
