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埋地金属管道的腐蚀与应对

 昵称永恒 2016-12-24
埋地管道

  随着我国社会经济的发展,金属管道的应用已非常广泛。当前金属管道已成为运输液体、气体、石油等物质最安全和经济的方法。但是大部分的金属管道都是处于埋于土壤当中,由于所处的环境复杂加上运输的物质也有一定的腐蚀性,容易导致金属管道内壁和外壁遭到腐蚀,从而引发重大事故。


  1.原电池腐蚀

  阳极、阴极、金属通道(导体)和电解液是电化学反应的四要素,由于金属管道本身的结构不均和焊缝等因素,金属管道本身包含了四要素的前三个,并且土壤结构复杂,含有各种电解质溶液,对金属管道有很大的腐蚀性。

  碱性环境:吸氧腐蚀

  酸性环境:析氢腐蚀


  结果:在金属表面可能存在很多腐蚀电池,从而使整个表面形成很多不均匀的锈斑,若是在同一个地方阳极阴极保持很久,就会腐蚀形成凹坑,最后发展成穿孔,并形成松散的Fe(OH)3、Fe203、FeO,也就是铁锈。

  2.浓差电池腐蚀

  1)氧浓差

  当金属管道通过疏密程度不同的土壤时,土壤中含氧的浓度不同,在贫氧的部位管道的自然电位(非平衡电位)低,是腐蚀原电池的阳极,故遭受腐蚀。管道通过不同性质土壤交接处,粘土段贫氧,易发生腐蚀,特别是在两种土壤的交接处或埋地管道靠近出土端的部位腐蚀最严重。


  2)盐浓差

  和氧浓差电池原理相似,具体阳极判定需要视土壤的种类和性质而定,一般情况下以盐浓度高的一侧作阳极被腐蚀。

  3.微生物腐蚀

  细菌是微生物的一种,也是造成埋地管道腐蚀的因素之一,参与细菌腐蚀的细菌种类有很多,其中危害最大的是一种厌氧菌,硫酸盐还原菌(SRB)。硫酸盐还原菌以有机物为营养、将硫酸盐转换为硫化物,在局部无氧的环境中也能迅速繁殖。

  Von Wogozen Kuhr等人在1974年提出了经典的去极化理论,认为埋地铸铁管的点蚀是由于SBR的活动通过氢化酶将金属表面去氧,总反应式如下:

  4Fe + SO42- + 4H2O→3Fe(OH)2 + FeS + 2OH-


  4.化学腐蚀

  金属管道和非电介质直接发生化学反应,电子只在金属管道和氧化物之间传递,没有电流产生,一般在高温下易发生表面氧化和脱碳。在一些油品中含有的有机物也会对金属管道产生腐蚀。在现实工况中,纯化学腐蚀的情况很少,一般都伴随着电化学腐蚀。

  金属的腐蚀主要是电化学腐蚀,目前普遍的防腐手段是防腐涂层和阴极保护,其中阴极保护分为牺牲阳极和通电法两种,防腐涂层可以直接使用我们的PS材料。

  目前市面上3PE的防腐涂层是最为常见的一种重防腐方法,由底层环氧粉末(静电喷涂),中间胶黏剂(缠绕),表层聚乙烯(缠绕)组成。而PS材料在提供更好的耐腐蚀性能的同时,只需要表面一层涂布,并且刷涂喷涂都适宜,无需特殊工艺,相较于其他工艺,施工周期短是PS材料的优势之一。

  当管道埋在土壤中时,会受到来自地表的压力和砂石的摩擦,涂层在日积月累下难免产生破损,从而加剧电化学腐蚀,所以涂层的修复性十分重要,而传统的管道防腐层在破损后,需要整段管道重做防腐,不但需要耗费更多材料,还会因工期造成停工的损失,PS材料可以直接在破损点刷上新涂层以达到修复的效果,大大减少了管道重做防腐造成的损失和对于停工的损失。

  作为一款“0VOC”材料,PS材料对环境没有污染,是响应环保口号的一种材料。

  通过性能、施工性、修复性、环保性等方面的比较,PS材料可以完美的替代其他的防腐涂层,是金属管道防腐涂层的完美选择。

  防腐机理:物理隔绝

  组份A:改性异氰酸酯(有机) + 组份B:改性硅酸盐溶液(无机)

  = 全新化学交联反应

  特点:

  重防腐十年以上

  无需底漆,快速固化

  多基材使用

  环保无毒

  耐磨耐压抗冲击

  易于清洁

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