一、管道防腐機制

我國目前的管道仍然主要是金屬管道，它有一定的缺陷，其在氧氣和水的環(huán)境介質(zhì)下會發(fā)生化學或電化學反應(yīng)。而這種化學反應(yīng)，將會導致管道生銹，對管道有損害。特別是在管道的內(nèi)部，管道的接頭地方相對較弱，并且這種化學反應(yīng)將導致管道泄漏和穿孔，影響運輸效率。

管道腐蝕與周圍的媒介有關(guān)系，酸堿性質(zhì)和微生物與腐蝕存在很大關(guān)系。同時，地下水位變化，土壤中水分的交替變化也與腐蝕密切相關(guān)；周圍介質(zhì)的溫度越高，管道的腐蝕就越快。腐蝕不僅發(fā)生在管道外部，還會在管道內(nèi)部發(fā)生，由于管道的內(nèi)壁含有水分和氧氣，因此形成管道的內(nèi)壁出現(xiàn)腐蝕裂縫。

二、工藝流程

基面處理 → 調(diào)配涂料 → 刷中間漆 → 刷或噴涂施工 → 養(yǎng)護

管道防腐分為主體防腐和補口焊口防腐，管道防腐選用什么材料，要根據(jù)主體管道防腐層材料的不同而定。

常用補口方式有石油瀝青補口、環(huán)氧煤瀝青補口、粘膠帶補口、粉末環(huán)氧補口和PE熱縮材料補口等多種方式。

管道主體如果是三層PE復合結(jié)構(gòu)，其補口材料首選三層PE熱縮補口材料。

單層環(huán)氧粉末涂層的補口可采用環(huán)氧粉末、膠粘帶+底漆和三層PE熱縮補口三種方式。

另：國內(nèi)應(yīng)用較多的鋼質(zhì)管道防腐層有石油瀝青、PE夾克及PE泡沫夾克、環(huán)氧煤瀝青、煤焦油瓷漆、環(huán)氧粉末和三層復合結(jié)構(gòu)、環(huán)氧煤瀝青冷纏帶（PF型）、橡塑型環(huán)氧煤瀝青冷纏帶（RPC型）等，目前推廣應(yīng)用最廣的幾種管道防腐方式為三層PE復合結(jié)構(gòu)、單層粉末環(huán)氧、PF型冷纏帶、RPC型冷纏帶。

石油瀝青，原料廣泛，價格低。但勞動條件差，質(zhì)量難以保證，環(huán)境污染嚴重。

環(huán)氧煤瀝青，操作簡便，但覆蓋層固化時間長，受環(huán)境影響大，不適于野外作業(yè)，10℃以下難以施工。

環(huán)氧粉末防腐，采用靜電噴涂方式，與同種材料防腐的管體熔結(jié)好，粘接力強，但環(huán)氧粉末防水性較差（吸水率較高，達到0.83%），給陰極保護設(shè)計帶來一定的困難?，F(xiàn)場器具要求高，操作難度大，質(zhì)量不易控制。

3PE熱縮材料，管道防腐密封性強，機械強度高，防水性強，質(zhì)量穩(wěn)定，施工方便，適用性好，不污染環(huán)境。PE吸水率低（低于0.01%），同時具備環(huán)氧強度高，PE吸水性低和熱熔膠柔軟性好等，有很高的防腐可靠性，缺點是：與其它補口材料成本相比，費用高。

PF型、RPC型冷纏帶施工簡便易行，配套的三種定型膠，使PF型環(huán)氧煤瀝青冷纏帶可以在任何環(huán)境、任何季節(jié)、任何溫度條件下施工。

冷纏帶和3PE熱縮帶的特點是：適用各種材料主體防腐層管道，而其他方式適用于相同或接近材料的主體防腐層管道。

其次隨著發(fā)展有些管道在防腐時同時也需要保溫，石油是很復雜的混合物，易腐蝕管道，防腐是有必要的，但是成品油管線在防腐的情況下也需要做保溫，在東北和冬季，熱脹冷縮會凍裂管道，影響穩(wěn)定供應(yīng)。

三、防腐方法

涂層防腐

用涂料均勻致密地涂敷在經(jīng)除銹的金屬管道表面上，使其與各種腐蝕性介質(zhì)隔絕，是管道防腐最基本的方法之一。70年代以來，在極地、海洋等嚴酷環(huán)境中敷設(shè)管道，以及油品加熱輸送而使管道溫度升高等，對涂層性能提出了更多的要求。因此，管道防腐涂層越來越多地采用復合材料或復合結(jié)構(gòu)。

1、外壁防腐涂層：管道外壁涂層材料種類和使用條件。

2、內(nèi)壁防腐涂層：為了防止管內(nèi)腐蝕、降低摩擦阻力、提高輸量而涂于管子內(nèi)壁的薄膜。常用的涂料有胺固化環(huán)氧樹脂和聚酰胺環(huán)氧樹脂，涂層厚度為 0.038～0.2毫米。為保證涂層與管壁粘結(jié)牢固，必須對管內(nèi)壁進行表面處理。70年代以來趨向于管內(nèi)、外壁涂層選用相同的材料，以便管內(nèi)、外壁的涂敷同時進行。

3、防腐保溫涂層：在中、小口徑的熱輸原油或燃料油的管道上，為了減少管道向土壤散熱，在管道外部加上保溫和防腐的復合層。常用的保溫材料是硬質(zhì)聚氨脂泡沫塑料，適用溫度為－185～95℃。這種材料質(zhì)地松軟，為提高其強度，在隔熱層外面加敷一層高密度聚乙烯層，形成復合材料結(jié)構(gòu)，以防止地下水滲入保溫層內(nèi)。

四、目前國內(nèi)外用于管道防腐的涂料主要有以下幾類：

1. 環(huán)氧類防腐涂料

環(huán)氧樹脂防腐涂料被廣泛用于管道內(nèi)外壁防腐，具有附著力強、耐酸耐堿、收縮率低等優(yōu)點，缺點是漆膜易粉化，耐候性差，特別是固化處理不好時，涂層耐水性差，膜易泛白，變脆。

2.瀝青防腐涂料

瀝青涂料原料易得，價格低廉，常溫下耐稀酸和稀堿的腐蝕，漆膜干燥快，彈性好，常用作防水層。瀝青涂料含有碳氫結(jié)構(gòu)，能溶于部分有機物，在強氧化劑條件下易反應(yīng)分解，且不耐有機溶劑，低溫脆化?，F(xiàn)有的定型產(chǎn)品，如煤環(huán)氧煤瀝青，煤焦油瓷漆、石油瀝青漆都是改性的瀝青漆，目的是提高漆膜的硬度、耐溫性、耐候性和附著力。瀝青涂料的主要用途是防水及地下管道的防腐，用于地下管道防腐時，通常配合采用玻璃布包覆。

3.漆酚防腐涂料

漆酚涂料是生漆經(jīng)過脫水縮聚，用有機溶劑稀釋而成，與生漆相比，毒性小，干燥快。漆酚涂料耐酸、耐堿、耐氨、耐水，可作為氨氣、氨水、氯氣和硫化氫氣體的防腐涂料，也可作為地下管道的防潮、防腐涂料。

4. 丙烯酸or聚氨酯防腐涂料

聚氨酯涂料耐酸、耐堿、耐油、耐水并且耐磨性也較好。作為防腐涂料，主要是單組份的濕固化型，和雙組份的催化劑固化型及羥基固化型。為了改善某些性能，常和環(huán)氧樹脂、瀝青等混合使用。自制的聚氨酯瀝青漆，漆膜固化快、耐水性好，可用于電站壓力輸水管內(nèi)壁、油田注水井地下鋼管內(nèi)壁防腐。

5.烯烴樹脂防腐涂料

烯烴樹脂防腐涂料主要是以含有乙烯或丙烯分子結(jié)構(gòu)的樹脂為原料，再加上改性樹脂、填料等制成的涂料，耐水、耐酸、耐堿、耐候性均好。

6.過氯乙烯樹脂防腐涂料

過氯乙烯涂料是一種廣泛地應(yīng)用于化工管道防大氣腐蝕的涂料。其缺點是與管道的附著力差，為了提高其附著力，常用環(huán)氧樹脂改性，取得了一定的效果。

7.氯化橡膠防腐涂料

將天然橡膠或合成橡膠經(jīng)過氯化反應(yīng)后制得的氯化橡膠溶在有機溶劑中，即制得氯化橡膠涂料。其特點是能夠較耐稀酸和稀堿的腐蝕，抗?jié)B透性好，阻燃，一般用于大氣防腐蝕，效果較好。

8.耐高溫防腐涂料

高溫防腐涂料主要是有機硅樹脂耐熱涂料，使用溫度可達500℃，優(yōu)點是耐水、耐腐蝕、耐候性較好。缺點是附著力差、價格貴，含鉛粉的產(chǎn)品需要烘干。

9.富鋅防腐涂料

富鋅涂料有無機富鋅涂料和有機富鋅涂料兩種。無機涂料由鋅粉、硅酸鈉（水玻璃）和固化劑等組成；有機涂料由鋅粉、樹脂（主要是環(huán)氧樹脂）。富鋅涂料防腐原理主要是鋅粉對鋼鐵材料能起到陰極保護的作用，因此適用于水、海水、油、海洋大氣的防腐蝕。在酸、堿介質(zhì)中不宜使用。

10.水泥砂漿

水泥砂漿主要作為給水管道的內(nèi)襯涂料，在管道內(nèi)壁形成一層保護膜，防止介質(zhì)與管道直接接觸而引起腐蝕。其特點是經(jīng)濟、無污染。目前已有聚合物水泥砂漿等改性品種，可適用于熱水、海水、污水等管線，并可抑制微生物和苔蘚植物的生長。

五、國內(nèi)管道防腐技術(shù)

我國歷史上使用最多、時間最長的是瀝青防腐涂層，之后是煤焦油瓷漆、環(huán)氧瀝青涂層，再后來發(fā)展到聚乙烯包覆涂層。聚乙烯涂層的出現(xiàn)推動了粉末涂料的迅猛發(fā)展，隨后環(huán)氧粉末涂層以其優(yōu)異的附著性和防腐性開始應(yīng)用于管道防腐。

首先，環(huán)氧煤瀝青漆涂層：具體如下：

1）現(xiàn)場施工中，環(huán)氧樹脂的固化受溫度影響，固化較慢，施工工期長。

2）由于在施工中添加大批溶劑，輕易給某些施工單位提供偷工減料（多加溶劑，沖稀涂料，升高造價）的時機。

3）由于是雙組份，現(xiàn)場施工時會發(fā)生固化劑配比不準或攪拌不勻，易形成固化不好或固化后質(zhì)量不均。

4）防腐層中采用玻璃布增強，玻璃布含蠟，影響層間粘接力，施工進程中發(fā)生玻璃纖維，易損傷施工工人皮膚，一般工人不愿意也不好好干。

其次，水泥砂漿內(nèi)襯防腐：管道內(nèi)壁采用此防腐形式容易出現(xiàn)空鼓的情況（容易出現(xiàn)針孔等），抗?jié)B水能力差，整體性不強。對環(huán)境要求比較高，需要在10℃以上才能施工。由于水泥砂漿中水泥用量較多，收縮性大，當水泥砂漿找平層硬化收縮所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力大于砂漿與混凝土的粘結(jié)力時，砂漿找平層與混凝土之間起殼空鼓。如果施工操作不當，起殼空鼓現(xiàn)象更為嚴重。久而久之，特別是受振動后，起殼空鼓范圍擴大，導致防腐層起殼開裂脫落。

再次，聚乙烯涂層：具有很好的韌性，抗彎折，耐沖擊、陰極保護電流低、耐酸耐堿污染小、適用溫度范圍寬、適當改性具有很好的耐候性、涂裝工藝簡單等優(yōu)點。但該涂層致密度較低，會緩慢滲水；聚乙烯分子具有非極性結(jié)構(gòu)，決定了它與鋼鐵的附著性相對差一些。兩重原因致使該涂層在長期使用過程中有脫落的風險。

再次，環(huán)氧粉末涂層：涂層的致密結(jié)構(gòu)決定了它很強的防腐性，環(huán)氧分子的極性結(jié)構(gòu)決定了它很強的附著性，是一種防腐效果好的涂料。只是涂層薄而脆，在吊裝、運輸、堆放過程中機械碰傷的可能性很大，且環(huán)氧結(jié)構(gòu)抗紫外線能力很差，不適合管道外壁、外表面涂裝。

最后，聚乙烯和環(huán)氧雖然都具有優(yōu)良的耐腐性，但是聚乙烯屬于熱塑性物質(zhì)，柔性好，耐磕碰，由于是非極性分子與鋼管附著力的持久性差；環(huán)氧樹脂屬于極性分子，有羥基基團在一定溫度下，易與鋼管發(fā)生反應(yīng)，附著力極強，但是由于是熱固性物質(zhì)，不耐磕碰。因此兩種材料的組合屬于目前防腐行業(yè)最佳搭配。