激光切割加工復地聚有層互然一次投資較晑,但其絕緣電同道的陰極保護電流密度只有3~5μuA/m2,i座陰極保護站可保護上百千米的管道,可大幅度降低安裝和維修費用。因此,從防腐蝕工程總體來說可能是經(jīng)濟的。由于底層FB提供了防腐層系統(tǒng)對管道基體的良好黏結,而聚乙烯則有著優(yōu)良的絕緣性能和抗機械損傷性能,因此3PE成為世界上公認的先進防腐層,很快得到廣泛應用。我國自20世紀90年代中期開始應用以來,已有上萬千米管道采用了3PE防腐層,例如陜京輸氣管道、西氣東輸管道等。如今3PE已成為新建大型管道工程防腐層的首選,近年來新建長輸管道幾乎無一例外地選用了3PE222.5冷纏膠帶類聚烯烴防腐層冷纏膠帶類聚烯烴防腐層自20世紀6o年代推岀以來已有40多年的歷史,主要有聚乙烯冷纏膠帶和聚丙烯冷纏膠帶兩種。聚乙烯冷纏膠帶是將聚乙烯塑料以薄片狀擠岀,并涂覆-層黏結劑(通常為丁基橡膠黏膠)制成。聚♂烯冷纏膠帶防腐體系是由一道底漆、一層內防腐帶、一層外保護帶構成,具有極好的耐水性及抗氧化性能,吸濕率低;絕緣性好,抗陰極剝離,耐沖擊,耐溫范圍廣,在-30~8o℃溫度范圍內使用性能穩(wěn)定。聚乙烯冷纏膠帶的防腐質量主要取決于膠一膜界面的黏結力。
激光切割加工一般使用機械工具在現(xiàn)場自然溫度下纏繞到管道上形成防腐層。就防腐層結構而言,聚乙烯膠帶和二層結構聚乙烯是樣的,但由于是冷縫施工,膠帶防腐層對管體的黏結力小于二層結構,防腐層下存在氣隙的可能性及數(shù)量増大;與擠岀纏繞不同,膠帶壓邊位置的防腐層不是一個整體,而壓邊黏結的緊密程度對防止水汽的滲透至關重要;膠帶防腐層較軟、較薄,抗外力損傷的能力小,此外抗土壤應力的能力不好,特別在高溫下,因黏結力差和致密性好而產(chǎn)生陰極屏蔽。聚丙烯冷纏膠帶以聚丙烯増強纖維為背材,并涂敷-層橡晈改性瀝青而制成。該防腐系統(tǒng)與聚♂烯冷纏膠帶相比具有黏結力強、與背材黏結性好、抗沖擊性好和與陰極保護匹配好等特點。由于聚丙烯冷纏膠帶中増加了橡膠改性瀝青,其防腐層耐高溫性能差,在高溫管段上應用,膠層會產(chǎn)生蠕動。另外,聚丙烯冷纏膠帶易于吸水,在潮濕地段絕緣性能下降冷纏膠帶類聚烯烴防腐層在國內主要應用于管道防腐層的修復,例如,東北熱油管道防腐層修復釆用了聚乙烯冷纏膠帶,常溫輸氣管道防腐層修復采用了聚丙烯冷纏膠帶。新建管道工程線路防腐很少采用冷纏膠帶類防腐層,僅在站場防腐層現(xiàn)場施工時,采用這類防腐層作為外護帶。
激光切割加工通過現(xiàn)場觀察,發(fā)現(xiàn)防腐層的基本失效形式大致分為剝離、可滲透性、龜裂、破損、針孔和氣泡等幾種。2231剝離剝離是造成防腐層失效的重要原因,激光切割加工是防腐層與鋼管表面脫離并形成空間的一種現(xiàn)象。如果剝離的防腐層沒有破口,空間內沒有進水,這種剝離一般不產(chǎn)生腐蝕,但當剝離防腐層處于半干半濕、時干時濕等條件下,防腐層剝離后與管壁之間的縫隙將被水、土壤等介質充填而形成局部腐蝕環(huán)境,陰極倸護電流因被殘留的防腐層所阻,只有沿著縫隙內的介質流冋管道。有關資料表眀:當縫隙中的介質電阻率超過104Ωcm時,可能造成幾百毫伏的IR降(埋地管道整個外加陰極保護電壓降中損失電壓所占的比例),影響陰極保護的實際效果當介質電阻率超過o8Ω-cm時,縫隙內的管壁幾乎建立不起極化電位,與外部陰極保護系統(tǒng)完全隔離,使這些區(qū)域既得不到防腐層保護又得不到陰極保護,成為發(fā)生腐蝕的死角區(qū)。對于絕緣電阻值較高的防腐層,這種情況尤為嚴重,陰極保護屏蔽區(qū)域將形成電位梯度,管道會因電位梯度產(chǎn)生腐蝕。當管道在足夠大的拉應力情況下,拉應力與腐蝕同時作用,可能造成嚴重腐蝕和應力腐蝕開裂導致防腐層剝離的原因較多,主要是防腐層材料本身性質、鋼管表面的處理、管道焊縫處防腐層施工質量、土壤應力、陰極保護電流、外力等。此外,管道不合理設計與施工,也是導致防腐層剝離的原因之223.2可滲透性某些防腐層時間久了就易使地下水和陰極保護電流滲透進去。例如,石油瀝青防腐層由于地下水侵蝕或持續(xù)生物降解作用,而失去高電阻的性能。這樣在土壤環(huán)境與管子表面之間就變成了一個像柵欄似的可滲透的、脆化的防腐層。只要有陰極保護電流,可滲透防腐層下面的管子腐蝕就可以忽略,但如果有效的陰極保護電流被中斷,這種衰變防腐層就像充滿電解質溶液的濕海綿一樣靠在鋼管表面上,管子衰減到自由腐蝕電位。在陰極保護有效的地方,聚集溶液的pH值仍然很髙,鋼管的腐蝕很輕微,然而一旦失去了陰極保護,聚集水溶液吸收二氧化碳,可能使pH值下降到出現(xiàn)腐蝕的程度。
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