中石油西气东输管道公司浙江管理处 上海 201500
摘要：我国的天然气工程发展非常迅速，在天然气集输管线的建设过程中管道大多采用的是管径较大、管壁较厚的钢质管材，这些钢质管材深埋在地下，经常会出现腐蚀的问题，因此我们要对天然气集输管线的防腐问题引起重视。在长距离的天然气防腐施工过程中通常情况下都会使用三层PE防腐层。例如在我国西气东输的大型天然气管道敷设项目中兰-成-渝成品油集输管线以及中缅天然气管道等多个天然气集输管线防腐施工中使用的都是三层PE防腐层技术。但是三层PE防腐层技术在实际的应用过程中出现的防腐失效问题比较严重，而引起三层PE防腐层失效的主要原因除了第三方造成破坏外们还有三层PE防腐层产品在生产制造的环节出现了质量缺陷，另外三层PE防腐层技术在施工过程中出现的质量问题也会导致三层PE防腐层失效。
关键词：天然气；三层PE；防腐层；破坏分析；防护
一、天然气三层PE防腐层失效模式
笔者结合自身的实际经验对当前天然气集输管线三层PE防腐层失效模式进行了总结，认为天然气集输管道的三层PE防腐层失效的主要原因有以下几个方面，首先是第三方造成三层PE防腐层的破坏导致的管道防腐层失效；第二是管道周围一些植物生长导致根须对三层PE防腐层造成破坏；第三是微生物造成的三层PE防腐层破坏；第四是三层PE防腐层与管体之间出现了剥离现象；最后集输管道的焊缝区出现了三层PE防腐层应力开裂的现象。
1、管体和三层PE防腐层出现剥离
在多年的现场施工实践中发现三层PE防腐层失效模式中防腐层剥离是主要的一种失效模式。而三层PE防腐层剥离失效的情况主要由管体和三层PE防腐剥离，该剥离失效情况主要是因为管道出现严重的腐蚀，管道表面没有环氧粉末的存在使得三层PE底层缺乏环氧粉末层从而导致剥离；另外，管道与环氧粉末层出现剥离情况，该剥离失效主要是因为管道表面光亮缺少环氧粉末导致的；此外，管道的管体与三层PE防腐层粘合力下降导致剥离情况出现。
管体与三层PE防腐层之间出现的剥离失效是由以下一些原因引起的，（1）防腐层施工前对管道的处理不到位，导致在管道表面出现了一层隔离物膜，这样环氧粉末层就不能够很好的与管道表面形成粘合，导致防腐层整体出现翘边；（2）环氧粉末的颗粒度偏大，喷粉不均匀或者喷粉层过后，这样即使对管道进行了符合标准温度要求加热，但是在成型冷却的时候由于是时间过短导致粉末不能实现有效的熔融；（3）由于防腐施工过程中出现了原料之间的粘结，从而造成了分层现象，如果管道材料本身的溶体强度偏低，那么在材料对焊接厚度要求高的情况下就需要充分的降低聚乙烯材料的挤出温度，那么层间在融合的过程中就会因为温度没有达到标准的融合要求而出现融合不完全的现象。而公称直径较大的管道本身的蓄热量偏大，在被覆盖的情况下冷却会比较困难，因此，只有在线速度较低的情况下才能顺利完成加工，只有这样才能有效的解决管道在包覆层覆盖情况下导致冷却时间长的问题。为了能够达到上述的要求，通常情况下在防腐层完成施工后往往会通过传动轮在管道的表面压制出一层轮胎印，这也是大口径集输管道经常出现这一问题的主要原因。
2、焊缝区三层PE防腐层应力开裂
在三层PE防腐层技术施工完成后，一些采用直缝焊接或者螺旋焊接的钢管焊缝处经常会出现防腐层破裂的现象，导致三层PE防腐层失效。这主要是因为以下一些原因导致。首先焊缝本身具有一定的高度，在针对焊缝出进行防腐层施工的时候很难保证防腐层厚度均匀，从而导致塑料层环向本体强度较差的问题，一些薄弱的环节会在应力的作用下出现开裂的现象。而在防腐层冷却的过程中是出现开裂现象比较严重的时候。其次，焊接过程中由于焊道出现几何突变的情况，在同等的加热条件下，钢基体蓄热能力会因为厚度的不同出现从差异，从而导致焊缝区与钢管区出现了热熔差，如果不能在冷却的过程中消除这种热熔差，那么就非常容易导致防腐层应力开裂的问题。
3、微生物对三层PE防腐层的破坏
在天然气集输管道防腐技术的多年发展过程中，因为微生物而导致的天然气集输管线腐蚀占管线总腐蚀情况的50%以上。天然气集输管线主要是在地下深埋的，如果土壤中含有大量的硫酸盐时，就会给硫酸盐还原菌提供最佳的繁殖环境，而硫酸盐在氢以及一些还原物质作用下在微生物的代谢过程中会形成硫化物，而硫化物的强腐蚀会导致集输管道的严重腐蚀。
4、第三方对三层PE防腐层的破坏
第三方因素导致的三层PE防腐层破坏意识导致天然气集输管道腐蚀的主要因素之一。因此天然气管道公司必须要对第三方破坏引起高度重视。常见的一些第三方破坏主要由车辆通行造成的破坏、恶意的破坏行为、违章的工程施工对管道造成的破坏等，这些行为对管道的破坏会产生严重的后果，尤其是对三层PE防腐层的破坏，会直接导致天然气集输管道严重的腐蚀。
二、天然气管道三层PE防腐层保护措施注意要点
1、首先应该加强对天然气管道材料入库的控制，杜绝一些存在质量缺陷的管槽材料进入施工现场；
2、加强施工施工人员的培训工作。加强培训是不断提升防腐施工人员专业技术能力以及防腐蚀正确认识的有效途径，只有通过不断的培训强化才能让三层PE防腐层技术达到预期的施工目标；
3、加强对补口材料的优化选择。天然气集输管道的补口施工过程中，要充分结合施工现场的相关技术标准以及相关的技术要求来进行补口材料的优化选择，充分保证补口施工的质量，这样才能有效保证各三层PE防腐层的施工质量。
三、天然气三层PE管道补口质量提升方法
参加天然气管道建设的各方单位，都应该清楚掌握管道补口材料实现黏结的原理以及性质，依据不同的补口材来决定选取湿膜法或者干膜法，必须按着标准要求的涂装处理工艺进行评定实验以衣预涂装试验，而且应该让涂敷厂家制定好涂装的技术标准。进行现场补口过程中，应该依据标准中的各项要求来对表面质量进行详细的检查，应该对补口的外观、环氧树脂底漆附着力、漏点部位等地检测。除此之外，还应该加强对补口部位施工过程中的监督检查，重点部位应该采用旁站监督的办法，应该在监督过程中注意如下几点：①应该根据季节的不同，制定好天然气管道表面处理的预热温度，以及搭接部位PE需要的预热温度；②不应该采用火焰直接对管道进行加热，最好利用中频的方式进行加热；③控制好热回火温度以及时间；④对于采用底漆干膜法进行施工作业，天然气管道表面的温度必须要达到80oC。热回收带进行安装之前，完成固化的环氧树脂温度务必要大于80oC。如果小于该温度值，热熔胶则没有办法对已经固化的环氧树脂材料的浸润，达不到很好的黏结效果。除此之外，热熔胶会形成很好的黏结，所以被黏结的管道表面温度值应该大于热熔胶软化点的温度值。
结束语：
三层PE防腐层天然气管道抗腐蚀的首道防线，三层PE防腐层技施工质量对天然气管道的安全运行有很大的影响，因此，不管是在天然气集输管道的建设过程中还是在其日常的运行过程中都要加强对三层PE防腐层的质量控制。
参考文献：
[1]张爱民.油气长输管线补口补伤中提高3PE防腐效果研究[D].西安石油大学,2011.
[2]张红.埋地钢质管道补口部位三层结构PE防腐工艺研究[D].天津工业大学,2007.
[3]王铭浩,陆娟,赵利,杨彪,相政乐.3PE防腐管道节点防腐工艺的新发展[J].化工管理,2018(09):171-172.
论文作者:刘新,张争伟
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/6/3
标签：管道论文; 天然气论文; 过程中论文; 管线论文; 温度论文; 粉末论文; 材料论文; 《防护工程》2019年第4期论文;