浅谈钢质管道腐蚀因素与质量控制方法

摘要：本文阐述了长输管道腐蚀相关的因素和质量控制方法。要保证长输管道腐蚀能够很好地得到有效控制，设计是前提，施工是关键，还要选择合适的施工工艺和质量检查。下面仅就结合现场施工情况浅谈一下自己的看法。

关键词：管道腐蚀　腐蚀因素　质量控制

随着我国经济的持续发展，国家大力发展能源行业，长输油气管线是能源保障的重要方式。埋地钢质管道要达到长期安全运行，必须在六个方面有好的基础条件，即高品质的钢管、优良的焊接、合理的防腐措施、正常均衡的操作运行、较强的抗御自然破坏的能力及完善的维护管理体系。目前在国内外管道发生各种破坏性事故的原因中，人为造成的破坏占第一位，管道腐蚀破坏（含应力腐蚀开裂）占第二位。因此，选择安全、适用、经济的管道防腐覆盖层是很重要的。

一、埋地钢质管道发生腐蚀有四大影响因素

即环境、腐蚀防护效果、钢管材质及制造工艺、应力水平。管道的腐蚀破坏是上述诸因素相互影响的结果。

1.埋地管道所处的环境

埋地管道所处的环境是引起腐蚀的外因，这些因素包括土壤类型、土壤电阻率、土壤含水量（湿度）、pH值、硫化物含量、氧化还原电位、杂散电流及干扰电流、微生物、植物根系等。因此在选择防腐覆盖层时，必须综合考虑。

2.防腐效果

腐蚀防护是控制管道是否会发生腐蚀破坏的关键因素。目前管道的腐蚀防护采用了双重措施，即防腐覆盖层与阴极保护（外加电流或牺牲阳极、排流）。防腐覆盖层至关重要的是能抵御现场环境腐蚀，保证与钢管牢固粘结，尽可能不出现阴极剥离。一旦发生局部剥离，就必须保证阴极保护电流的畅通，达到防护效果。

3.钢管的材质与制造因素

钢管的材质与制造因素是管道腐蚀的内因，特别是钢材的化学组分与微晶结构，非金属组分含量高，如S、P易发生腐蚀，C、Si易造成脆性开裂。微晶细度等级低，裂纹沿晶粒扩展，易发生开裂，加入微量镍、铜、铬可提高抗腐蚀性。在钢管制造过程中，表面存在缺陷如划痕、凹坑、微裂等，也易造成腐蚀开裂。

4.管道操作运行过程中的使用应力

管道操作运行时，输送压力与压力波动是应力腐蚀开裂的又一重要因素。过高的压力使管壁产生过大的使用应力，易使腐蚀裂纹扩展；压力循环波动也易使裂纹扩展。当裂纹扩展达到临界状态时，管道就会发生断裂破坏，甚至引起爆炸（如输气管道）。

二、现行的主要防腐覆盖层

目前世界各国埋地钢质管道所使用的防腐覆盖层主要有石油沥青、煤焦油瓷漆、挤塑聚乙烯、PE胶带、熔结环氧树指（FBE）及复合覆盖层（含三层PE）。

石油沥青是使用历史最长的防腐涂料，如果腐蚀环境无微生物、无深根植物，那么仍不失为一种经济适用的防腐覆盖层，当然它的流淌性不适合高温环境。煤焦油瓷漆也是历史悠久的防腐涂料，它克服了石油沥青的缺陷，但是在较低温度环境下的冷脆却限制了它的使用范围，而且它抗外界机械力破坏强度不高，石方山区不宜使用。熔结环氧树脂是所有防腐涂料中与钢管粘结力最强、抗各种环境腐蚀最好、抗机械冲击最高的防腐涂料，但由于涂敷层薄（不到1mm），抗尖锐物体的冲击较差，在石方地段要慎用。为克服上述缺点，开发了三层PE结构，这是一种将环氧树脂的抗阴极剥离粘结性与聚乙烯的抗冲击强度相结合的复合结构。然而聚乙烯的耐老化性能与耐环境应力开裂尚未经长期使用的检验，一旦聚乙烯外覆盖层老化或开裂失效，内层薄薄的环氧树脂就很难达到等效的防腐作用，再加上价格较高，因此它只适合在特殊地质条件下采用。

各种防腐覆盖层有各自的优缺点，应根据管道线路的地质条件、腐蚀环境，因地制宜地选用，并不是价格高就一定好，而是以安全、适用、经济为原则。

三、影响到一个工程质量的因素大致包括

设计、设备材料的质量、施工三个方面，以下就这三个方面联系工作实际逐一进行讨论。

1.从设计方面进行质量控制设计是一个工程的基础，如果设计有缺陷或设计不完善对工程的质量、进度、投资都会造成直接影响，所以如何完善设计、解决设计中存在的问题是需要重点协调和解决的一个问题。我认为解决这个问题大致有这几个步骤。

首先，设计交底之前施工单位应详细审图，然后把问题汇总，在设计交底时把图纸中存在的问题尽可能的找出来、解决掉。但是对子一些工程浩大、设计复杂、问题较多、时间仓促的工程，一次设计交底末必能够把问题全部解决掉，所以设计交底后还要施工单位继续审图，直到把在施工之前能够找出的问题全部找出解决为止。

其次，对于一些设计不完善的工程，要把这些问题提出来，写成书面材料，详细说明这些问题的存在对工程造成的负面影响，督促甲方尽快与相关部门联系，完善设计，为施工铺平道路。

在整个施工过程中，可能不断地会有设计中存在的问题出现，所以作为施工单位要与设计方保持良好的沟通与联系，及时解决施工中出现的问题。

2.从设备与材料方面进行质量控制

设备与材料的质量对一个工程质量的影响也是不容忽视的。工程材料、枸配件和设备的进场报验及对其质量证明资料进行审核和见证取样抽检是工作中一个必不可少的程序和内容。这项工作中包括的内容有：确定材料品牌、厂家信誉可靠、质量过硬；确定供货商为此品牌、厂家指定的供货商；审核材料出厂质量证明资料：材料进场时要实地检查；有必要时可对厂家、供货商作一考察以确保材料、设备的质量。对于需要取祥送检的材料依照有关规定进行取祥送检。在检查过程中一旦发现有假冒伪劣产品，除勒令更换外，还可考虑书面上报相关单位。

3.从施工方面进行质量控制对施工单位施工的管理是工作的核心内容，就质量控制而言大致有这几方面工作要做。

第一，确保施工方案可行、完善、切合实际。具体内容应包括：分部分项工程的施工技术规范要明确；施工的程序、步骤，安装部分须与土建的进度结合起来安排，总共有多少工作量，一步步如何展开须表述清楚；入员、器具的配置，其中管理部分要明确各岗位人员名单及职责：工程质量、进度的保障措施；安全保障措施等。施工方案要成为真正能够指导施工的这样一个文件。目前国内施工方案多数形同虚设，这与施工方案水准欠缺有直接关系，审核并完善施工方案，使施工方案切实可行并成为施工质量、进度的保障，这是一项极其重要的工作。

第二，健全施工单位管理体系、质保体系、技术管理体系。具体内容包括：质量管理、技术管理和质量保证的组织机构；质量管理、技术管理制度：专职管理人员和特种作业人员的资格证、上岗证。目前国内施工人员水准参差不齐，施工单位管理不健全现象比比皆是。管理健全是施工单位能够干好工程的基础和保障，也是我们保证工程质量的主要手段。在实际工作中，由于种种原因往往会有许多不尽人意之处，许多不规范因素积重难返，非一朝一夕所能扭转，作为我们来说，健全单位的管理这是我们的职责、我们的工作，这是我们实现质量控制的途径。干好每一个工程，给我们施工单位的人员建立起健全管理的认识，哪怕是一点一滴的进步，只要有全体人员的共同努力，持之以恒，对于规范和完善施工行业我相信会起到积极的推动作用。

第三，工序报验与报监理旁站。这是施工人员确保工程质量的最后一道关卡。现场检查的主要目的是检查我方单位的质保体系、管理体系是否能有效运行，确保工程质量。质检人员的现场检查必须做到细致全面全过程。如果监理检查发现问题，那就绝不是返工整改就可完事，因为检查发现问题表示质保体系、管理体系有漏洞。所以要积极配合监理做好旁站、抽查工作。发现问题，除了返工整改外，还要与其一起找出其质保体系、管理体系中的漏洞，完善其管理，以避免类似事情再次发生。

四、钢质管道防腐工程质量控制联系工作实际应采取的方法

1.建立防腐覆盖层的综合评价方法

建议先行试用因素加权计分法择优选用，以解决管道的设计问题。此方法是先根据线路各段环境条件，列出选用因素，如第一腐蚀因素（主要的）、第二腐蚀因素（次要的）、第三腐蚀因素（更次要的）、地质因素、自然气候因素及价格因素等。然后将各种因素划分一定比例数（总和为1），再将各类覆盖层对应于各因素按百分制打分，最后将覆盖层分数乘以比例数，得出加权计分，据此排列出覆盖层选用次序，供业主与设计者参考。当然，此种方法并不很科学，原因是比例划分与覆盖层评分都有人为因素，因此应请有经验的专业技术人员打分，求加权平均值，可能会更合理一些。

2.加强钢管表面处理

管道发生应力腐蚀开裂主要是由剥离或阴极剥离造成的。由于过去在管道防腐涂敷前对钢管表面除锈处理较简单，造成底漆粘结不牢，因此易发生剥离或阴极剥离。为此，涂敷前的钢管表面必须进行抛丸或喷砂处理，以达到标准要求的洁净度和锚纹深度，确保底漆粘结牢固。

3.把好现场补口质量

①补口材料与管体防腐覆盖层有较好的相容性；②补口接合部应严密粘牢，必要时可作严密性试验；③必须认真处理补口处的钢管表面，达到管体表面洁净度的要求。

4.合理选择管材壁厚

目前有一种偏颇的看法，主张采用高强薄壁管材。实际上国外至今也没有用到X80级材质。虽然高强薄壁可节省钢材，但有两条应在选择薄壁管时考虑：①防止储运过程与投运中管道的局部屈曲失稳；②考虑裂纹扩展时效，防止开裂破坏。加拿大调查报告也提出类似问题，厚壁管比薄壁管有利于抗应力腐蚀开裂。因此在设计时不妨适当降低管材强度，增加管壁厚度。

5.固定式与移动式防腐作业线相结合

工厂固定式防腐作业生产，由于施工环境好，可提高防腐管的质量。但对于需要长途运输的管材，防腐覆盖层易损伤，而现场修补也很难达到满意的效果，故建立防腐作业线应考虑固定与移动相结合，以满足工程现实的需要。

以上内容是本人在长输管线施工实际施工过程中的一些粗浅看法，还在不断学习，不断完善，有何不妥之处，望批评指正。