蒸汽埋地钢管外套管防腐制作分析比较

摘 要：随着长输热网技术不断的发展，蒸汽输送的距离日趋增长，在蒸汽管道输送过程中难免会遇到道路、铁路、村庄、企业大门等等，目前尤其是在南方穿越以上地段时规划部门一般都强烈要求采用埋地方式穿越，这就必须采用埋地管道进行穿越；然而随着时间的推移，由于受到外界土壤特性的影响，埋地管道钢制外套管道往往会发生腐蚀、穿孔直至泄漏，这就严重影响到了埋地蒸汽管道的安全运行，针对于此埋地钢管的外套管必须采用一系列防腐措施来确保其寿命，本文通过目前各类防腐技术进行综合比较，为日后大家选择外套管的防腐提供一些参考。

关键词：蒸汽埋地钢管外套管；防腐制作；选择分析

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2015.24.028

1 前言

随着埋地管道在越来越多的热网工程项目中的比例不断提高，其在一个热网工程中所起的成败作用也是越来越大，由于埋地管道一般埋在地面以下，一旦施工完成后维修、巡查都较为困难，因此埋地管道的安全性是不言而喻的，而埋地管道的外防腐对于埋地管道来说则是重中之重，一旦埋地钢管外套管被腐蚀后，轻则导致埋地钢管中的保温全部失效，影响整个管线的温降效果，导致末端用户的参数无法得到保证，重则导致埋地管道的外套管和芯管全部泄漏，严重影响和危及公众安全，造成不可估量的损失。针对于此，蒸汽埋地钢管的外套管防腐必须采取安全可靠的措施确保其运行寿命及管线周边公众安全，下面就详细从各方面进行介绍，以供在今后的工程设计中采取合适的防腐措施。

2 埋地钢管外套管防腐设计

我们在设计埋地外套管防腐，必须采用安全可靠的防腐结构和防腐措施来确保外套管的安全。针对目前现场实际施工及运行经验来看，我认为需要从以下几个方面采取措施确保外套管安全运行：

2.1 钢管表层处理

管道在防腐处理之前，应对管道基体表面进行处理，清除基体表面的水份、油污、尘垢、污染物、铁锈和氧化皮等。表层处理的方法很多，一般常采用人工除锈、喷砂或化学除锈。人工除锈时，质量标准应达到《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级表》St3级；喷砂或化学除锈时，质量标准应达到《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级表》Sa2.5级，表面粗糙度30～50?m较合适。

2.2 管道外防腐设计

埋地外套管防腐石油沥青防腐层是最古老的防腐层，在大多数干燥地带使用良好。随着技术的发展，环氧树脂、环氧煤沥青、三层结构聚烯烃（PE）等已取代石油沥青成为钢质外套管的防腐涂料，目前各防腐涂料性能差异较大，从性价比来说环氧煤沥青的防腐效果最为优越，且其耐水性较高、吸水率较低和良好的绝缘性；经过目前国内同类各种涂料比较其防腐层性能稳定，使用寿命长；施工方便，涂层自然固化，不需要加热设备，可以机械化、半机械化或手工施工，这对现场补口防腐施工来说十分方便；同时环氧煤沥青造价低廉，在相同除锈条件下其综合造价为最低。其缺点是固化较慢，在涂刷时其气味较大对涂刷人员的身体有着一定的损坏等缺点。

根据不同的地区的腐蚀情况我们可以采取不同级别的防腐结构，其中玻璃布目前市面上有无碱玻璃布、中碱玻璃布和高碱玻璃布三种。一般埋地钢管外套管所选择的玻璃布我们一般会选用中碱玻璃布，其具有较好的耐水性和耐酸性，且价格适宜，性价比最优。

埋地管道外防腐涂层的厚度和电火花检漏电压对埋地钢管外套管的防腐起着决定性的作用，一般来说涂层的厚度越厚，其电火花检漏电压的等级也就越高，对应其抗腐蚀性就越高，针对于此我公司在埋地钢管外套管防腐蚀等级特加强级的基础上对防腐结构进行了进一步的优化，总厚度目前一般根据不同地区的腐蚀情况可采取0.8、1.0、1.2mm总厚度三个规格，其电火花检漏电压也根据不同地区腐蚀性要求采用8000V、10000V、12000V确保其外套管的抗腐蚀性。

2.3 管道阴极保护设计

阴极保护体系的设计，先要了解管道的长度、直径、壁厚、涂层种类，以及管道所处地理位置的土壤地质结构、土壤电阻，计算确定牺牲阳极种类、规格、数量和使用寿命。常用Al、Zn、Mn合金作牺牲阳极，阳极开路电位在1.5v以上，阳极一般在200～500m内埋设一组，阳极电缆可采用VV型橡胶钢芯电缆，填包料可采用50%CaSO4，50%膨润土，一般设计使用寿命可达15～30年。

3 工程实例

辽宁营口仙人岛四期供热工程地处于辽宁营口市仙人岛港区，有一段DN400的埋地蒸汽管线，其长度约为400米，本设计根据上面阐述的设计原则，首先勘查其地处位置的腐蚀性，仙人岛港区属于海中半岛，基本为回填土区，下挖2米后一旦海水涨潮，埋地管道基本完全沁入在海水中，海水腐蚀性极高；针对该情况必须采取抗腐蚀极强的腐蚀涂料，我们选择环氧煤沥青+玻璃布+电火花检漏试验+阴极保护的组合或者采取三层结构聚烯烃（PE），确保其外套管使用寿命能够达到我们设计要求。

环氧煤沥青+玻璃布+电火花检漏试验+阴极保护组合根据该地区腐蚀情况，我们选择了总厚度为1.2mm厚的防腐厚度，防腐结构采取一底三布五面的结构，即底漆-面漆-玻璃布-面漆-玻璃布-面漆-玻璃布-二层面漆，环氧煤沥青选择耐腐蚀较高的环氧煤沥青。其电火花检漏电压选择12000V，并且与埋地阴极保护厂家沟通计算，选择6组22kg的镁阳极保护，确保埋地管道的寿命在20年以上。根据厂家联系，目前DN400的采购价约3000元/ 米，阴极保护价格为8000元一组，总造价为400×3000+8000×6=124.8万元；采取三层结构聚烯烃（PE）的采购价约为2800×400=112万元。

通过以上分析比较可以看出，在不同地区根据长度不同、地区的腐蚀性要求不同必须采取不同的防腐结构，需要因地制宜；在确保埋地钢管外套管寿命的前提下，最大限度的降低工程投资。

4 结束语

埋地钢管外套管的防腐方案和防腐质量是确保管道工程质量和管道安全可靠运行的关键因素；我们应该根据不同地区的实际情况合理选择防腐涂料、防腐结构，必须因地制宜，在确保其寿命、安全的前提下最大限度的降低工程投资，真正体现我们苏夏的高超的设计水平！

参考文献：

[1]《城镇供热直埋蒸汽管道技术规程》CJJ/T104-2014[S].

[2]《石油化工企业设备与管道涂料防腐蚀设计规范》SH3022-2011[S].

[3]《埋地钢制管道牺牲阳极阴极保护设计规范》GB/T21448-2008[S].

[4]《埋地钢制管道环氧煤沥青防腐层技术标准》SY/T0447-2014[S].