分享

管道腐蚀及其阴极保护(后记)

 退休管道工程师 2016-05-12

       

       阴极保护和防腐涂层的联合应用,可使地下或水下金属结构获得最经济和有效保护。通常在使用前涂覆防护涂层,以便将金属与电介质环境电绝缘隔离,良好的防腐层(比如100%固含量液态环氧或聚氨酯涂层)可以保护结构99%以上的外表面不受腐蚀。管道的防腐层在生产、运输与施工中,无法绝对保证不受到任何损坏(补口处涂层、涂层致密度、涂层针孔等),因此不可能将管道与腐蚀环境完全隔离。而且用于防腐绝缘层的各种材料,都不同程度上具有吸水和透气性,因此埋地后会逐步吸水。在强腐蚀环境下,要维持有效的防腐,就必需同时采取阴极保护即联合保护。管道联合保护时对厚涂层(厚度>1mm),应选取保护电位-1.10~-1.15V(CSE),对薄涂层(厚度≤1mm)取保护电位-1.05~-1.10V(CSE)。同时考虑土壤成分、湿度、温度、涂层种类、涂敷质量以及微生物等,适当调整保护电位,既保护了管道又不破坏防腐涂层

 

       涂层种类、湿度、温度等决定着涂层吸水率,在同等条件下涂层厚度与涂层的抗渗透能力成函数关系。有研究表明交联的环氧树脂会形成一定量的孔道,这些孔道为水分子进入环氧树脂提供了渠道。溶液从孔道进入到达涂层/金属界面,在界面处与金属反应生成腐蚀产物膜,这层腐蚀产物膜阻止了金属与溶液的反应,所以涂层电阻逐渐减小。随着越来越多的腐蚀性离子到达界面,这层腐蚀产物膜逐渐被破坏、腐蚀加剧,最终导致环氧涂层剥离或起泡。


       熔结环氧粉末涂料固化物仍含有丰富的醚基和羟基,这些活性官能团与管道面层由化学键牢固地粘结在一起形成防腐涂层。由于这种涂层吸水率高,如果阴极保护过度,产生阴极析氢,随着活泼氢原子的累积,到一定程度,氢会与醚基和羟基反应,从而破坏了涂层与钢管的粘结力,导致粘结力消失。结果是涂层从钢管脱落。如果阴极保护不当会造成涂层与金属加速剥离,不仅没有起到保护作用,反而加速了管道的腐蚀。在高pH值环境里的阴极保护电流会使管道表面形成碳酸盐/碳酸氢盐,将诱发和扩展应力腐蚀。


      金属管道如果采用防腐措施不到位,其腐蚀速度一样很快。下图为一节球墨铸铁管的腐蚀情况。




       涂层保护效率的高低直接影响阴极保护电流的密度的大小,在前面钢管,球墨铸铁管和PCCP管的阴极保护成本对比中可以看出,由于防腐钢管的涂层效率可达98%~99%,因此,从某种角度来看防腐钢管是防腐寿命最高的管道。


       良好的防腐涂层是管道防腐的根本,阴极保护只是辅助手段,由于我国城市的快速发展和变化,埋地管线的阴极保护往往会受周边建筑,管线和电网改造影响而失效,因此,涂层性能和寿命往往直接决定了管道的寿命。


       总之,在相同的埋设环境和阴极保护要求下,涂层防腐输水钢管比球墨铸铁管和PCCP管有更长的使用寿命,且阴极保护系统费用也低5~6倍,管道腐蚀可检测和控制,不会发生腐蚀导致的爆管事故。



福安管道技术 | 新型管道的引领者


微信号 SteelWaterPipe | 网址 steelwaterpipe.cn


    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多