1、鋼質管道內壁腐蝕與防腐層管道內壁腐蝕與介質的化學性質、溫度、壓力、流速有關，介質中所含的酸、堿、鹽和 其它化學物質與管道內壁發生化學和電化學反應，直接腐蝕管道。化工廠、煉油廠、油田污水中所含的油和溶劑會使內涂層溶脹、溶解，使其降低防腐性能。 介質的流速和固體顆粒的磨損會加速涂層的破壞， 介質溫度升高會增加介質的腐蝕性，而且使內涂層變軟， 降低機械強度，失去粘結力，降低電性能，加速涂層老化。所以要根據介質的上述性質、狀態，設計 選擇涂層的材料、涂層結構和涂層厚度。為了更合理更經濟的選擇涂層，輸水管道應分為輸送常溫普通水和輸送油田、煉廠的含油、含化學添加劑、含酸堿鹽而且帶有一定溫度的工業污水兩類，

2、對后者的防腐層需要提高等級并有某些特殊要求。1.1常溫普通水管道內防腐層本節鋼質輸水管道輸送的是飲用水、江河水、海水、湖水和生活污水，溫度為常溫，流 速處于層流速狀態。1.1.2 內腐蝕等級根據上述輸送介質的化學性質和物理狀態，內腐蝕等級可分為弱腐蝕、中等腐蝕和強腐蝕三個等級，見表 4-1。表4-1腐蝕環境和防腐層等級腐蝕環境輸送介質防腐層等級弱腐蝕環境江河水，湖水、地表水、飲用水普通級中等腐蝕環境海水、鹽堿地區湖水、生活污水、回收中水加強級強腐蝕環境工業污水、鹽湖鹵水、鹽堿水、酸性水質特加強級1.1.3 內防腐層要求管道內防腐層有兩個功能，一是防腐，二是減阻。管道內防腐層的要求與外防腐層基本

3、相同，見本書第三章 節，包括：電性能、機械性能、穩定性、抗微生物破壞性能、施 工工藝性能、經濟指標和低碳、節能環保要求。因管內有流動的液體，液體中含固體顆粒， 管內襯層要抵抗固體顆粒的磨蝕，要有一定的耐磨性能，其測試方法包括國標GB/T1768-1979漆膜耐磨性測定法.和國際標準 ASTM D969-93路標漆滲色程度的實驗室試 驗方法。內襯層要有減阻作用，隨著表面粗糙度的降低，摩擦系數也相應地減小，摩擦系 數降低的比率隨著雷諾數的增加及管徑的減小而增加。管徑對減小摩擦系數的影響，隨著雷諾數的增高而有所減少。當雷諾數在105107時，摩擦系數的變化最大。內表面粗糙度為4.5卩m的工業管道內涂

4、后可提高液態介質輸送能力22%輸氣管道則是24%在相同輸量下液體壓降低將減少 33%或者可縮小管徑 8%管道內涂襯將帶來減少輸送能耗、增加輸量、 縮小管徑等經濟收益。內防腐層的種類與標準管道內防腐層主要有環氧類、聚氨酯類、水泥砂漿和聚合物砂漿襯里。早在1957年，美國天然氣協會（AGA進行了一項稱為 NB14的天然氣管道內表面涂層 研究，對38種不同類型的用于天然氣管道內涂層的材料進行了對比和篩選，最后得出結論，環氧樹脂涂料最優異。環氧樹脂涂料是以化學鍵與金屬結合，粘結力大，涂層堅硬，柔韌性好，抗滲透性強，耐水、耐溶劑性好，化學性質穩定，耐酸堿鹽侵蝕，收縮率低、熱膨脹系 數小，可常溫施工，施工

5、工藝簡便易行（詳見第7章7.10節液體環氧涂料防腐層）目前尚無用于管道內防腐的液體環氧涂料國家標準,有中石油行業標準 SY/T 0457-2010鋼質管道液體環氧涂料內防腐層技術標準，但此標準是針對石油化工行業較嚴酷的腐蝕情況而制定的。在油田、煉廠、石油化工廠的污水中含有石油、石油制品、苯類和氯化烷烴，這些物質會溶解、溶脹有機涂層。在污水中還含有在酸洗、堿洗工藝匯總產生的酸、堿、鹽 及各種化學添加劑。若生產車間和裝置出現生產事故，還會有高溫的油品和有機化工產品排入污水管網。因此提高了管道內涂層的防腐性能。若在輸送常溫普通水質、生活污水、海水等情況下，選用此標準會過度提高涂料的成本，提高涂層的造

6、價，不適當地增加工程投資， 不宜采用。美國國家標準協會 /美國自來水廠協會的 ANSI/AWWA C210-07鋼質水管道液體 環氧內外防腐層比較全面科學地制定了輸水管道液體環氧涂料的技術要求，經濟實用，完全適合與我國的普通輸水管道。ANSI/AWWA C210-07部 分內容摘錄：a）本標準特別說明本標準對供水工業提供選擇和評定用在自來水供水工業系統的液體環氧涂料的指導原則，并對在自來水供水工業鋼質水管道使用的襯里和涂層設定最低要求。當輸送水的含沙量或流速超過通常水平時，建議此標準的使用者考慮增加內襯層厚度，或用水渠代替。如果預計已經涂敷的管子會在地面上存放相當長時間，應采取措施使涂層不受紫

7、外線和大氣、環境及 其他條件的影響發生降解。b）涂料和襯里結構 一層雙組份化學固化的環氧底漆和一層多多層不同型號的雙組份、化學固化的環氧面漆。 兩層或多層同型號的雙組份、化學固化的環氧涂料，在此情況下，第一層可認為是底漆。 單層、雙組份、無溶劑、化學固化的環氧涂料。c）液體環氧涂料本標準使用的涂料是呈液體狀態、化學固化的環氧涂料。固化劑可以是胺類、胺加成物、苯甲氨基醇、 聚胺類或其他環氧固化劑。環氧樹脂可以用煤焦油、酚醛樹脂或其他改性材料進行改性。用在底漆和面漆 的材料應由同一生產廠生產。d）涂層厚度外涂層和襯里的最小和最大干膜厚度 （簡稱DFT）由用戶規定。最小干膜厚度應 為406卩（14

8、mils ）。e）內防腐層要求在固化后、埋地前，涂層體系應是一個連續的涂膜，沒有針孔，沒有第5.1節所描述的缺陷，并應通過第條的電檢測。f）涂敷管內防腐層檢驗在車間或現場涂敷的環氧涂層體系的檢測試驗要求試驗項目最低要求試驗方法電檢測（針孔）2500V見 粘結性a. ASTM D 3359（A 法）b. ASTM D 45414A級800psi （5.5MPa）見 見 干膜厚度16mils （406 卩 m）見 4.3.2.1 和 g）實驗室涂敷試件檢驗在實驗室涂敷試件的檢測試驗要求試驗項目最低要求最高值試驗方法浸泡試驗（液下和氣相）（30d）a. 脫離子水b. 1%（ w）硫酸溶液C. 1%（

9、 W）氫氧化鈉溶液通過通過通過一見 陰極剝離一剝離半徑9.53mm見 h）涂敷施工優先使用無氣噴涂法或離心葉輪式涂敷機。用于管道內防腐的液體環氧涂料品種很多，涂料中成份不同，價格不同，性質也有差異,用途上各有側重，如環氧煤瀝青主要用于污水、海水、工業用水，環氧鈦白漆、環氧陶瓷用 于飲用水、江河水，環氧玻璃鱗片用于酸、堿、鹽水等強腐蝕性水質。根據水質的性質，選 擇普通級、加強級和特加強級結構，見表4-2、表4-3和表4-4。表4-2 普通級防腐層結構應用范圍萬案涂層種類涂層結構遍數每遍厚度（卩m合計用量（kg/ m2）弱腐蝕環境 普通水 中水（40C 以 下）1溶劑型環氧 煤瀝青涂料環氧鐵紅底漆

10、1 400.15溶劑型環氧煤瀝青涂料4 800.8總厚度4002環氧陶瓷涂 料（黑色）環氧陶瓷涂料（黑）1 4000.8總厚度400弱腐蝕環境 飲用水（40C 以 下）1溶劑型環氧 鈦白漆（無毒型）環氧鐵紅底漆1 400.15溶劑型環氧鈦白漆4 800.8總厚度4002環氧陶瓷涂 料（白色、無 毒）環氧陶瓷涂料（白）1 4001.0總厚度400應用條件萬案涂層種類涂層結構遍數每遍厚度（卩m合計用量（kg / m2）弱腐蝕水質（40 80C）1溶劑型環 氧煤瀝青 涂料環氧鐵紅底漆1 400.151.5溶劑型環氧煤瀝青涂料6 80總厚度6002環氧玻璃鱗片涂料環氧鐵紅底漆1 400.15環氧玻璃鱗

11、片涂 料（含環氧煤瀝青 玻璃鱗片涂料）4 1000. 8環氧清漆1 600.15總厚度5003環氧陶瓷環氧陶瓷涂料1 6001.2總厚度600中等腐蝕條 件（40 C以下）1厚漿型環 氧煤瀝青 涂料環氧鐵紅底漆1 400.15厚漿型環氧煤瀝青涂料480 1200. 8總厚度6002環氧玻璃鱗片涂料環氧鐵紅底漆1 400.15環氧玻璃鱗片涂 料（含環氧煤瀝青 玻璃鱗片涂料）4 1001.0環氧清漆1 600.15總厚度5003環氧陶瓷環氧陶瓷涂料（雙組份噴涂）1 6001.5總厚度600表4-4特強級防腐層結構應用條件萬案涂層種類涂層結構遍數每遍厚度（卩m合計用量（k / m2）強腐蝕環境（40

12、C 以 下）1無溶劑環氧陶瓷涂料無溶劑環氧陶瓷涂料1 10002.5總厚度10002無溶劑環氧玻璃鱗片涂料環氧鐵紅或環氧富 鋅底漆1 400.15無溶劑環氧玻璃鱗 片涂料（含環氧煤瀝青 玻璃鱗片涂料）1 10002.2環氧清漆2 600.15總厚度1000（2）熔結環氧粉末防腐層用高分子環氧樹脂制成固體粉末涂料，噴涂在加熱后的鋼管上，環氧粉末受熱后熔融， 并發生固化交聯反應，形成防腐層。其技術要求詳見中國石油天然氣集團公司編制的SY/T0442-2010鋼質管道熔結環氧粉末內防腐層技術標準。（3）聚氨酯類涂料聚氨酯類涂料根據配方的化學組成分為聚脲、聚氨酯（脲）和聚氨酯涂料。其技術要求見中國石油

13、行標 SY/T 4106-2005管道無溶劑聚氨酯涂料內外防腐層技術規范。（4）水泥砂漿內襯層鋼管、鑄管的水泥砂漿內襯層與管內壁緊密結合，耐沖擊性能很高，不易損壞，不僅給管內壁提供了物理性屏障，使水與管內壁隔離， 還給管表面提供防腐蝕的化學環境。水泥砂漿含氫氧化鈣，是強堿性，PH值在1213之間，在如此高 PH值環境下，鋼鐵表面形成氫氧化鐵保護膜，使表面鈍化，減緩和防止腐蝕的發生。當輸送含Cl-、SQ2-、CO2-、HCO等離子濃度高，水質偏酸性的情況下，水泥砂漿內襯將 被腐蝕、碳化，失去對鋼鐵的保護作用。水泥砂漿被腐蝕、脹裂、破壞的原因詳見3.6章鋼筋混凝土管防護。近年來，國內外采用水泥砂漿

14、中加入高分子樹脂或在水泥砂漿表面再涂液 體環氧對水泥砂漿進行保護。采用水泥砂漿襯里，尤其是聚合物水泥砂漿襯里是防止水管線內腐蝕的最常使用的方 法，技術標準包括：國家標準球墨鑄鐵管水泥砂漿離心法襯層一般要求（GB/T 17457-98 ）,石油行業標準鋼質管道水泥砂漿襯里技術標準（SY/T 0321-2000 ）。（5）聚合物砂漿襯里輸送鹽水、海水、酸堿污水不能采用水泥砂漿襯里，介質中的SQ4-、Cl -、CQ2-、HCQ3等離子會浸蝕水泥砂漿，造成管道的腐蝕。在水泥砂漿中加入聚合物配制成聚合物砂漿，增加了抗水性能，涂層密實、粘結力大、機械強度高，耐腐蝕。中國秦山核電站三期工程海水 管道采用聚合

15、物砂漿襯里，增加了抗蝕能力，滿足電站安全運行40年的要求。上海金山石化總廠DN1800mr輸送海水管道，采用有機硅聚合物砂漿，運行25年，完好如初，而用普通水泥砂漿，僅10年就腐蝕剝落，鋼管穿孔漏水。在水泥砂漿中加入水溶性聚合物、 水乳化型聚合物、環氧樹脂、有機硅聚合物等都可配 制出聚合物水泥砂漿，在攪拌機中按比例充分混合， 攪拌均勻。得到較好塑性、致密的漿料， 噴涂施工。有機硅聚合物改性砂漿的結構成份和配比見表4-5 （據AWWA C 20赫準）。表4-5有機硅聚合物改性砂漿成份配比材料名稱質里比525 #硅酸鹽水泥100%D504聚合物2%2.5% （按固體含量）水溶性有機硅0.5 （按3

16、%容液）細砂粒（級配按 AWWA C 205150%300% （砂灰比 1.5 : 1 3: 1）水（生活用水）32%50% （視實際坍落度）粉煤灰（優質超細級）20%57% （英國設計）用低分子環氧樹脂配制成樹脂砂漿、用噴涂機噴涂，制成粘結力大、機械強度高、光滑致密、防腐性能極強的聚合物砂漿襯里，可以在鋼管、鑄管內作襯里，噴涂車可在現場施工。1.2含油熱水管道內防腐層中石油行業標準 SY/T 0457-2010鋼質管道液體環氧涂料內防腐層技術標準是針對石油化工行業的使用要求編制的，對內防腐層性能提出了較高要求。SY/T 0457-2010 部分內容摘錄：a） 適用范圍：用于輸送溫度不高于80C的原油、天然氣、水的鋼質管道內防腐層的設計、施工與驗 收。輸送成品油的鋼制管道內防腐層也可參照本標準執行。b）內防腐層等級及厚度內防腐層等級干膜厚度（卩m普通級 200加強級 300特加強級 450c）液體環氧涂料性能指標項目性能指標試驗方法底漆面漆溶劑型無溶劑型溶劑型無溶劑型黏