3层PE优势

城市煤气２００１／１　２（Ｖｏ１．３２２）　钢质管道３层ＰＥ外防腐涂层的　整体经济评价及３层ＰＥ的优势　成都市煤气总公司（６１００２１）　陈文戟　摘要本文从选择防腐涂层所应考虑的因素出发．评价了３层ＰＥ及常用防腐层的特性，并从技术上经济上阐述　了３层ＰＥ的优势。　当前石油、天然气管线外防腐涂层类型大致有　是阴极保护投资和维护费用剧增，而且在管理和维　石油沥青、环氧粉末、环氧煤焦瓷漆、聚乙烯胶粘　护、保护电流合理分布上都会出现许多难题，尤其　带、聚乙烯“夹克”（ＰＥ）等，其中ＰＥ防腐涂层为　是城市，阴极保护建设受很多。　目前国际、大型长输管线选用较多的外防腐涂层。　在选择外防腐涂层时，考虑因素不外乎以下几　３层ＰＥ于８０年代初期在欧洲成功地应用于工业管　点：　道，广泛应用于施工及敷设环境较苛刻地带及人口　ｌ１）有效的电绝缘性　稠密度较高的地区，近年来我国新建管道工程，如　（２）有效的隔水屏障性　陕——京输气管线、库——鄯输气管绂、靖——西　（３）涂敷方法不会对管道性能产生不利影响　安输气管线、涩——宁——兰输气管绂、兰——成　（４）涂层缺陷最小　——渝成品线等　及城市管网也大量应用了３　（５）与管道表面有良好的附着力　层ＰＥ外防腐。成都市煤气总公司与兰州化机院联　（６）能防止针孔随时间扩展　台开发３层ＰＥ包覆式防腐生产工艺，在成都市五　【７）能抵抗装卸管道在储存和安装过程中的损　路一桥重点工程及市区多条主干管的防腐处理上采　伤　用３层ＰＥ防腐，从施工现场和使用单位反馈的信　（８）能有效地保持绝缘电阻随时间恒定不变　息看，３层ＰＥ防腐的防腐效果已优于其它几种防　ｆ９）优良的抗剥离性能　腐工艺　：　（１０）优良的抗化学介质性能　ｆ１１）补伤容易　ｌ　选择防腐涂层所应考虑的因素　（１２）对环境无毒　其次，人为条件也是应该足够重视的因素，所　众所周知，为控制土壤对管道的电化学腐蚀，　谓人为条件是指施工单位的质量意识和管道所经过　公认的作法是采用外防腐绝缘涂层和阴极保护联台　地段、居民的素质等等。野蛮装卸野蛮施工的现象　措施，其中外防腐涂层为主要防腐手段，即在钢管　在我国还未杜绝，管线沿线居民对未下沟回填的管　和腐蚀介质之间建立一个绝缘隔离层，避免腐蚀介　道防腐层的人为破坏现象也在一定程度上存在，　质和钢管接触，从根本上防止钢管的电化学腐蚀　ＰＥ防腐层较强的机械强度恰恰弥补了这一缺陷，　阴极保护作为涂层防腐的辅助手段，为涂层出现缺　特别是在市区内、人口稠密地段，施工时这一优势　陷处的钢管外表面提供电化学防护，但在涂层质量　更加明显。　不佳时，若采用阴极保护作为主要防腐手段，不单　、＾　．ｃｈｉｎａｇａｓ．ｏｒｇ．ｃｎ　１７　城市煤气２００１／１２（ｖｏ１．３２２）　近每平方米造价已降至９Ｏ元～９６元人民币。由于　２常用防腐涂层技术性能比较　造价逐步的降低，使该防腐层的优势更加明显．大　面积应用于陆上、海洋石油天然气管道将是必然的　为了便于ＰＥ与其它防腐涂层进行比较，下面　趋势。　列表将ＰＥ与其它主要外防腐涂层进行对比分析　再者，一条长输管线的投资费用为管线建设费　（见表１　Ｊ。　用与管线运行费用和维修费用之和，保证长输管道　在预期的使用寿命内不产生由于外腐蚀而引起的功　３　３层ＰＥ的优势　能损失是对涂层的基本要求。涂层性能不良会导致　在管道预期使用寿命内由于涂层失效而带来的维修　通过表１不难看出３层ＰＥ防腐层相对于其它　费用的增加。这个费用肯定超过采用较高级性能涂　防腐层的优势所在。３ＰＥ防腐层的优点：　层增加的初始费用。一条长寿命管线建设中８％至　（１）防腐性能好。石油沥青、玻璃布是我国６Ｏ　１０％为防腐费用，采用较低级防腐橡层如沥青防腐　年代一７Ｏ年代的主要产品，但由于其高温软化、　其防腐费用约占工程总造价的８％，而采用较高级　低范围脆裂、机械性能低、耐水性能差、易受细菌　防腐涂层如ＰＥ防腐其防腐费约占工程总造价的　侵蚀及深根植物穿透等缺点，防腐效果不佳，使用　１０％，而采用ＰＥ防腐同等现场状况下石油沥青防　寿命短，而且施工时劳动强度大，对环境污染严　腐相比，补伤率约为石油沥青的１０％，阴极保护　重。煤焦油瓷漆在国外曾风行一时，但由于其机械　控制范围为石油沥青的４倍，阴极保护建设费为石　强度低及低温韧性差，特别是对环境污染严重，施　油沥青５％～１Ｏ％，阴极保护长期运行费用为石油　工时产生的烟气含有很强的致癌物质，澳大利亚和　沥青的１０％，而管线防腐层寿命至少是石油沥青　欧洲各国已明文禁止使用煤焦油瓷漆。　的２倍　环氧粉末涂层在我国得到较多的应用，它具备　由于它的．性能可靠，使长输管道的阴极保护站　良好的物化性能，与钢管表面粘结性及耐温性能　大大减少，保护距离大大加长　陕西一北京线　好，但由于其覆盖层薄而脆，抗外界环境破坏能力　８６０ｋｍ，只设了４座阴极保护站，阴极保护效果良　差而很少在施工环境恶劣的长距离管道上单独使　好。从阴极保护系统的调试及投产后的运行情况　用。　看，整个阴极保护系统的设计和施工是成功的　库　３层ＰＥ防腐层克服了上述各种防腐结构的缺　一鄯线全线只需开通３个站即首站阴极保护站、中　点　具有良好的物化性能、电绝缘性能、防止和耐化　间站阴极保护站和末站阴极保护站，管线就可以达　学侵蚀性能，以及较高的强度、抗冲击性能等，是当　到阴极保护电位的要求，最低保护电位为（相对于　今埋地钢质管道外防腐层中最理想的防腐结构。　铜～硫酸铜参比电极）１．０１Ｖ，而最高保护电位是　（２）防腐产品质量稳定。整套设备自动化程度　１．４８Ｖ。这说明防腐层质量良好，并且在朴口、阴　高，关键部位的技术参数均由微机控制和记录，包　极保护施工等过程中的施工技术得到了很好的控　括管道涂敷速度、挤压温度、挤出速度、钢管温度　制　成都煤气公司先后在三环路，德阳至成都二期　等，材料利用率高且能在同一工艺参数下加工使　工程中，全线采用了三层ＰＥ防腐，经维护单位采　用。　用ＰＤＬ（多频高中电流法）对这两条管线在不加阴极　（３）质量控制严格。由于机组从预热、抛丸除　保护装置、无支方连结情况下进行防腐层的单位体　锈到涂敷、管端打磨均是自动控制，操作人员只需　积防腐电阻率进行测定，３层ＰＥ的数值为２万至　对各项设备、材料供应及质量控制进行监督。　３万个单位，而同期的环氧煤防腐的管线、沥青防　（４）造价日趋经济合理。国际３层ＰＥ防腐层　腐的方式数值分别为５００至４００个单位，２　０００至　每　造价接近２Ｏ美元。我国在初期引进吸收这种　６　０００个单位，就３层ＰＥ良好的防腐性能，设计　防腐结构时，每　造价约１０８元～ｌ１２元人民　与技术经济计算认为将ＰＥ防腐的管线牺牲阳极保　币。随着设备的国产化、生产人员素质的提高，最　护安置减少３０％完全可以．保证管线的防腐性能　１８　ｗＷｗ．ｃｈｉｎｏｇｏｓ．ｏ　ｒｇ．ｃｎ　城市煤气２００１／１２（Ｖｏ１．３２２）　表１　长输管道外防腐涂层适用技术性能分析比较　聚乙烯ＰＥ　外防腐类型　环氧粉末　煤焦油瓷藩　环氧煤沥青　石油沥青　２层结构　３层结　推荐标准　ＳＹ／Ｔ０３１５—９７　ＳＹ／１　０７９—９７　ＳＹ／Ｔ４０１３—９５　ＳＹ／Ｔ４０１　３—９５　ＳＹ／Ｔ０４４７—９６　ＳＹ／Ｔ０４２０—９７　结构　单层式双层（薄层）　多层增强缠绕厚层　２层厚赫　３层厚涂　多层增加缠绕薄涂　多层增强缠绕厚案　材料　环氧树脂粉末　底漆＋瓷漆＋包扎带　烯　胶牯剂＋聚乙　环氧耢末＋胶　底漆＋面海粘剂玻璃　石油沥青＋玻璃布　＋聚乙烯　布　＋塑料布　成型工艺　静电喷赫　热潦缠绕　挤出包覆或缠　静电喷潦＋包　冷潦缠绕　热潦缠绕　绕　覆或缠绕　国外应用　约３０年　＞７０年　约４Ｏ年　约１０年　＞４０年　＞５Ｏ年　国内应用　约１０年　５年　～２０年　４年　２Ｏ年　＞３Ｏ年　Ａ型：１　３～３５　适用温度℃　一３０～１１０　Ｂ型：８～６０　≤８Ｏ　≤８Ｏ　≤ｌ１０　一ｌ５～８Ｏ　ｃ型：３～８０　睬锈要求　ｈ２÷　Ｓａ２．０　Ｓａ２　０　Ｓａ２÷　￥ａ２　Ｏ　Ｓａ２　０　蟓层要求（ｍｍ）　Ｏ　３～０．５　３　Ｏ～５　Ｏ　ｌ　８３～３　７　１　８３—３　７　Ｏ．３～Ｏ　６　４．０～７　Ｏ　补环复粉末，热收椎　瓷漆热烤缠带　热收　聚乙烯电熔　聚乙烯电熔套．　环氧煤沥青ｕ工艺　套　缩套或拎缠胶带　套．热收缩套．，热收缩　现场缠绕，案石油沥　冷缠腔带　　热收缩套，拎缠　腔带　青，热收缩套　抗介质渗透　一般　一般　较好　很好　较差　较差　抗应力腐蚀　较差　一般　较好　较好　较差　较差　界面粘接强度　较好　一般　较差　较好　一般　较差　抗扩散性底蚀　较好　较差　较差　较好　一般　较差　耐磨性　差　较好　很好　很好　一般　较差　抗阴极剥离　较好　较好　较好　很好　一般　较好　慎用或　碎（卵）石土壤，石　碎（卵）石土壤．石方　多石土壤　石方段，　碎（卵）石禁用环境　方段地下水位较　段，地下水位较高地　架空管段，温　架空管段　古水量高，石方段，　．差较大地区　，生物活动　强土壤应力地区　高地区　区　频繁，植发达地区　Ｉ．耐低温性能好　２抗机械破坏力　３兼有熔结环氧（１＝ＢＥ）优异的　具备了环氧树脂优　Ｉ抗腐蚀能力强　１机械强度高　防腐性能、对钢管良好的牯结性　良的物理化学性能　Ｉ材料易得　．优点　２使用寿命长　２耐腐蚀能力较强　能　与抗阴极剥离性能以及聚烯　和煤焦袖沥青优良　２技术成熟，设备　３施工安生方便　烃材料优异机械性能及强抗渗透　耐水简单　性、抗微生物性能　．综台性能良好。　４．使用寿命长　５．抗腐蚀能力强　表面处理要求严　Ｉ易被散生物腐蚀　缺点　格补口复杂，薄嚣　固化时间长．毒性大．污染严重　　双组份施工质量不　２．易溶于烃类溶剂　层易损伤　，１施工能耗大投资高　易保证　３．机械性能差．低　温脆化，高温软化　适用范围　较在的工程，任何　气候条件下　地下及海底管线　＾门稠密地区．河流和公路穿越　地势宽搁土质干燥　地区　沥青资源易得地区　防腐成本　９０～ｌｏ０　７０～７３　８０～９５　６１］一６５　７０　（元／ｍ　）　使用寿命（年）　４０～５０　２０～３５　４０～５０　１５年以上　１５～２０　ＷＷＷ．ｃｈｉｎａｇａｓ．ｏｒｇ．ｃｎ　城市煤气２００１／］２（Ｖｏ１．３２２）　与管线寿命。　ＰＥ防腐。这说明随着价格的降低和可靠的性能，　在国内应用的越来越广泛。　４　结论　管线建设外防腐涂层选择从包括预期寿命在内　的综台经济评价看，适用性能高、寿命短、但一次　随着石油工业的发展，科技的进步，从１９９５　费用高的涂层如３层ＰＥ防腐与性能低、寿命长、　年至今，我国已在陕西一北京天然气管道上全部采　一次性投资费用低的涂层如石油沥青、环氧煤防腐　用了３层ＰＥ防腐，长度为８６０ｋｍ；在库尔勒一鄯　涂层相比，长寿命的工程更为经济安全。特别是在　善输线上也全部采用了３层ＰＥ防腐，总长度　人口稠密的城市地区，三层ＰＥ的高机械强度和良　４７８ｋｍ，靖边＿÷西安一宝鸡输气管道上，重要地段　好的防腐绝缘性能及与阴极保护良好的匹配性。更　也采用了３层ＰＥ防腐，总长度３６０ｋｍ。同时煤浆　成为城市煤气管网建设的首选外防腐涂层。　管道义马线１００ｋｍ也采用了ＰＥ防腐。近期西部大　综上所述，从技术上、经济上分析，采用３层　开发的重点工程涩宁兰、兰成渝也太部分采用３层　防腐是先进的。　（上接第１Ｏ页）　３　计测工程学，［日］谷口修、堀－　泰雄共著．计量出版　参考资料　社．１９８．５年。　１　燃气输配．哈尔滨建筑工程学院，北京建筑工程学院　４　从天然气流量测量不确定度分析谈实流标定的重要性、　同济大学台编，中国建筑工业出版社．１９８．４年。　四川石理局勘察设计研究院，游明定，１９９７年。　２　天然气工程手册（上），四川石理局编、石油工业出　５　关于长新ＣＮＧ加气站气量差问题分析及处理情况、成　版社，１９８３年　都市煤气总公司供气管理所．２００１年。　知城镇燃气术语（摘自ＣＪ／Ｔ　３０８５—１９９９）　器城镇燃气燃气用户需用量ｇａｓ　ｃｏｎｓ　ｕｍｅｒ　城镇燃气供应系统的用户，包括居民用户、商业用户、工业用户及采暖用户。　居民生活用气ｇａｓ　ｆｏｒ　ｄｏｍｅ￣ｃ　ｕｓｅ　用于居民家庭炊事及制备热水等的燃气　商业用气；公共建筑用气ｇａｓ　ｆｏｒ　ｏｃｍｍｅｒｃｉａｌ　ｕｓｅ；ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　主要用于餐饮业、幼儿园、托儿所、旅馆、理发店、浴室、洗衣房、机关、学校和科研单位等的炊事　或制备热水的燃气，包括学校和科研单位的实验用气。　工业用气ｇａｓ　ｆｏｒ　ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｕｓｅ；ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ　用于工业生产的燃气。　采暖用气ｇａｓ　ｆｏｒ　ｓｐａｃｅ　ｈｅａｔｉｎｇ；ｓｐａｃｅ　ｈｅａｔｉｎｇ　用于建筑物采暖的燃气。　居民生活用气量指标；居民生活用气定额ｉｎｄｅｘ　ｏｆ　ｇａｓ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｄｏｍｅｓｔｉｃ　ｕｓｅ　居民用户每人每年生活用气消耗量，以热量计。　商业用气量指标；公共建筑用气量指标ｉｎｄｅｘ　ｏｆ　ｇａｓ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ　ｆｏｒ　ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ　ｕｓｅ　商业用户每计算单位消耗的燃气量，以热量计　工业用气量指标ｉｎｄｅｘ　ｏｆｇａｓ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｆｏｒｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　ｕｓｅ　工业用户生产单位产品所消耗的燃气量，以热量计。　ＷＷＷ．ｃｈｉｎａｇａｓ．ｏｒｇ．ｃＮ