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摘要:天然气是以烷烃为主的各种烃类和少量非烃类气体所组成的气体混合物。在我国，大多用于工业燃料、日常家用等方面，在不同地理、空间等因素的影响下，埋地铺设是天然气管输大多用的方式，而埋地铺设需要更高水平的管道防腐蚀技术。本文阐述了涂层材料的优势，简述了涂层需要具备的性能，并结合国内流行的几种涂层材料进行具体的探究，并分析了管道防腐涂层的发展趋势。
关键词：防腐涂层；优势；性能
引言：由于社会的发展和人民生活水平的提高，天然气管输事业的规模也不断扩大，而管道各个城市的建设量也迅速增加，但由于管道腐蚀而造成的经济损失也随之变多。天然气管道的防腐工作的研究直接影响着天然气事业的发展。虽然我们无法杜绝管道腐蚀的情况发生，但是可以利用管道防腐技术减缓管道的腐蚀速度，加长管道的使用寿命，在天然气事业的发展中起到至关重要的作用。
1防腐涂层的选取标准和优势
要想控制腐蚀，首先就是尽可能得将管道与周围土壤环境隔离开，减少接触面积，就能减缓管道的腐蚀，而防腐涂层正好是作用了这一原理。由于涂层的材料是电绝缘体，一般土壤的腐蚀都是化学变化，因此管道涂层通过隔离管道和土壤的接触来阻断电流，而且涂层能够保持没有破损，因此它作为一种防腐手段，是有效果的。尽管单单依赖涂料来减缓腐蚀速度并不是十全十美的，但是如果正确使用时对减缓腐蚀速度还是有效果的。当使用涂层来作为防腐手段时，选择合适的涂层来进行防护可以为天然气管道提供必要的保护。一般情况下，在使用涂层进行保护后，防腐率能够达到99%。
随着管道建设量的增加，管道防腐也成为了科技的一大重要课题。防腐涂料品种繁多，其性能和用途各有不同，使用正确的涂层不仅可以利用管道防腐技术减缓管道的腐蚀速度，还能加长管道的使用寿命。因此选用时应进行充分得考虑:
1.1被涂物体表面材料性质。
如黑色金属可选择铁红、红丹底漆,而红丹底漆对铝等有色金属不仅不起保护作用,反而会起破坏作用。
1.2被涂物体的使用环境。
防腐涂料对环境针对性很强,要根据具体使用环境,如介质的类型、浓度、温度,设备运转情况等因素来选用最适宜的涂料品种。
1.3施工条件和效果
应根据施工现场实际状况选择适宜的涂料品种。如在通风条件差的现场施工宜采用无溶剂或高固体份或水性防腐涂料。在不具备烘烤干燥的现场只能选用自干型涂料。
不仅要考虑技术性能是否优异,还要考虑经济的合理性。在进行经济核算时要将材料费用、表 面处理费用、施工费用、涂层性能及使用寿命、维修费用等综合考虑。
2合适的涂层所需要具备的性能
2.1抗冲击性和表面耐磨性
在实际的管道安装和施工的过程中，管道一般都会受到外界的冲击，管道因此会产生形变，因此，这就要求涂层需要有良好的抗冲击性，只有这样，才能够保证涂层不会因为外界的冲击而导致涂层不完整，不能对管道进行应有的防护。选择有抗冲击性能的涂层既保障了涂层的防腐功能，又减少了因涂层损坏管道被腐蚀而带来的经济损失。
在管道下沟回填之前，管道上的涂层通常都要被搁置很长时间，因此管道上的涂层不仅要经历外界环境的打磨，还要在管道被埋入地下时与土壤发生摩擦。这些因素都多多少少会损耗管道表面的涂层，导致涂层不完整。所以要求管道涂层需要具有表面耐磨性是非常有必要的。
2.2易修补性和环境稳定性
在管道储存、埋入地下和使用的过程中，涂层多多少少都会受到损害，这时，管道涂层的易修补的性能就显得尤为重要了。要想进行修补，工人必须要在环形焊缝处进行补口。而涂层的材料绝对了补口过程的难易程度。
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合适的涂层所要具备的环境稳定性是指涂层对土壤环境要有较强的适应性，对不同的环境都有较为稳定的适应性。能够在不同的环境中依然能够保障对管道的防护，减缓管道的腐蚀速度，减少因为管道腐蚀而造成的经济损失。
2.3粘结性和抗阴极剥离性
钢铁和管道防腐涂层的粘结能力直接影响到涂层对管道的防腐力度，如果粘结性不强，很容易发生涂层在管道上脱落的情况，导致涂层的防腐效果下降。抗阴极剥离指的是有涂层脱落的地方如果在土壤中发生阴极反应也不会失去粘结力，具有这样的性能，就能保证在管道使用的过程中即使有涂层从金属上脱落的情况，也不会降低涂层的防腐效果。
3外防腐涂层的选择
外防腐涂层一般针对的是埋地钢质管道，为了保证防腐的效力，一般还会与阴极保护相结合。为了增长天然气管道的使用寿命，减缓发生外腐蚀的速度，使用性能高、寿命长的涂层显得尤为重要。
首先，外防腐层要有可靠的应用技术，具有较高的绝缘性、耐磨性、抗弯曲性等性能，能够增长天然气管道的使用寿命，减少因管道的腐蚀而导致的经济损失。还要有较好的经济效益，既有高质量的防腐能力，增长管道的寿命，涂层需要的费用又低。还要根据当下的装备和技术经验，使工程需要得到满足。
外防腐涂层是埋地钢质管道主要防腐手段, 阴极保护是涂层防腐的补充手段。为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功能损失。选用性能高、寿命长但一次费用高的涂层比选用性能低、寿命短、一次费用低的涂层对长寿命的工程更经济。在涂层技术经济分析中还必须考虑人文条件, 人文条件是指施工单位的质量意识和管道所经地区居民的素质。
当下，在国内比较常见的管道防腐涂层是有PE三层结构防腐层、熔结环氧粉末徐层，双层环氧粉末涂层等。这几种防腐涂层在实际的应用中都各有利弊，不同的环境下有不同的适用条件。各防腐涂层的简介如下：
3.1煤焦油瓷漆涂层
煤焦油瓷漆涂层是应用十分广泛的涂层之一，组成成分是芳烃类物质，该涂层的优点是：有较强的粘结性能，耐磨性能，还有较好的经济性。相比于其他的涂层，能花费更少的钱达到减缓管道腐蚀速度的效果。但是它在抗弯性，抗冲击性和适应性能当面比较差，而且在生产加工时会产生有毒气体危害工作人员的身体健康。因此，现在煤焦油瓷漆涂层已经慢慢被其他的涂层所取代。
3.2PE三层结构防腐涂层
3PE防腐层的应用也非常广泛，它是由有分支結构功能团的粘结剂中间层和聚乙烯防腐外层组成。3PE涂层具有高机槭性、耐腐蚀性、抗阴极剥离性等优点，成为目前综合性能一流的管道防腐涂层，但3PE涂层相对其他涂层造价较高。
3.3熔结环氧粉末和双层熔结环氧粉末层
环氧粉末是一种热固性，无毒涂料。固化后形成高分子交联结构涂层，主要应用于复合涂层的打底涂层。一次成膜的熔结环氧粉末具有较高的机械性和耐化学腐蚀性。另外其耐磨性，抗土壤适应力能力也很强，所以适用于大部分地区。其缺点是抗紫外线性能差，高灌下吸水率较高，在混热环境和石方段不适用。
双层熔结环氧粉末涂层与PE三层结构类似，具有和PE三层相同的综合性能。机械性能尤其高。补口也用双层熔结环氧粉末，相容性好，涂层表层光滑。缺点是价格较高。
结语：
天然气管道的防腐工作的研究直接影响着天然气事业的发展。虽然我们无法杜绝管道腐蚀的情况发生，但是可以利用管道防腐技术减缓管道的腐蚀速度。目前国内石油天然气管道多采用PE二层结构防腐层，PE三层结构防腐层，熔结环氧粉末馀层，双层环氧粉末徐层等作为埋地管线的外层防腐，溶剂型涂料在天然气管道外层防腐项目中极少使用。内壁涂料应用较多。随着新科技、新材料的诞生与发展，涂层的将会更加丰富，而复合型材料也将成为未来涂层的主动样，防腐技术也将会更加成熟。
参考文献：
[1]赵国斌,吴磊章,柴兴军.探讨天然气管道的防腐措施[J].中国石油和化工标准与质量,2018,38(01):19-20.
[2]张伟,王健康,周强,李雪.津华线埋地管道防腐涂层——三层PE[J].现代化工,2016,36(01):199-201.
[3]唐旺.刍议石油天然气管道工程的关键防腐技术[J].山东工业技术,2016(01):61.
[4]杜驰,于洋.天然气管道防腐涂层的选择[J].石化技术,2015,22(12):30+26.
论文作者:刘武,余鹏宇
论文发表刊物:《防护工程》2018年第26期
论文发表时间:2018/12/20
标签：涂层论文; 管道论文; 性能论文; 天然气论文; 粉末论文; 环氧论文; 环境论文; 《防护工程》2018年第26期论文;