液体环氧涂料内防腐.docx
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液体环氧涂料内防腐
液体环氧涂料内防腐
1）内防腐概述
目前，在各油田内输送各种介质主要是应用钢质管道，但钢质管道在输送介质过程中，长期受到介质的腐蚀。
为了使管道不受介质腐蚀或减缓腐蚀，延长使用寿命，提高输送能力，在钢管内壁徐敷液体环氧涂料可使钢管内壁与原油、污水隔离起来而免受腐蚀同时又能提高内壁的光滑程度，起到减阻作用。
油田输送的原油和污水一般不超过80℃，根据近年来防腐涂料的发展，环保型涂料、耐温型涂料和厚浆型涂料逐渐增多，有些涂料具有突出的耐高温、耐原油及耐含油污水性能，在100℃污水中浸泡6个月无变化，可以在油田污水中长期使用，而目具有较好的抗细菌腐蚀性能，因此一般规定介质温度应不超过100℃。
设计防腐层时，可以根据介质温度、介质腐蚀性选用合适的防腐涂料，以保证防腐层性能的合理、科学。
几种常见的内防腐涂料组成、性能及应用情况比较见表4-4-13。
表4-4-13常见的内防腐涂料组成、性能及应用情况
项目
H87
防腐涂料
HT515
厚膜涂料
环氧
玻璃磷片
塞克-54
防腐涂料
主要
成膜物质
基料
环氧树脂
环氧树脂
环氧树脂
三种改性
环氧树脂
填料
SAT粉
玻璃磷片
陶瓷粉
附着力（级）
1
2
2
2
柔韧性（mm）
0.5
0.5
0.5
1
耐冲击性（J）
4.9
4.9
4.9
4.9
固体含量
（重量比%）
73.7
78
86.6
85.9
干燥时间
（h）
实干
2
8
1
3
表干
24
24
20
20
硬度
0.4
0.43
耐化学试剂性
合格
合格
合格
合格
耐温（℃）
100
100
100
100
粘度
（MPa.s25℃）
210
230
300
200
耐磨性
一般
一般
好
很好
密度（g/cm3）
1.3
1.37
1.5
1.78
应
用
情
况
1987年做室内浸泡检测，1988年以后在油田集输系统、污水处理系统广泛使用。
1995年做室内浸泡检测，1996年后逐步替代H87用于水处理系统。
1991年开始现场应用，效果良好。
1998年开始进口，用于海底注水管线、平台导管架及钻杆、油管。
试验和实践证明，管道预制厂用于海底管线的塞克-54涂料是一种优良的防腐涂料，该涂料属柔性陶瓷涂料，它的主要成膜物质是三种不同的环氧树脂，填料主要是重型陶瓷粉、次重型陶瓷粉和空心球型陶瓷粉。
分别起增加粘接强度、耐磨强度和润滑作用。
该涂料为双组分涂料，粘度大、固体含量高，兼有陶瓷的刚性和树脂的柔性。
因此该涂料的粘接力、耐磨性和耐腐蚀性是目前普通环氧涂料的4～5倍，其使用寿命可达20年以上。
液体环氧涂料防腐层的等级及结构应由设计部门根据管道工程的实际需要确定。
当设计无特殊规定时，防腐层结构应不少于两道，厚度应符合表4-4-14的规定。
表4-4-14液体环氧涂料内防腐等级及厚度
防腐层等级
干膜厚度
普通级
≥200
加强级
≥250
特加强级
≥300
内喷涂工艺流程见图4-4-9。
图4-4-9内喷涂工艺图
1）原材料
a）涂料生产厂家应提供涂料的产品合格证或质量证明书，同时应提供涂料的使用说明书，说明书内容应包括涂料性能和指标、工艺要求、储存条件等内容。
b）输送饮用水钢质管道内防腐层所用的液体环氧涂料必须无毒，必须经国家卫生部门指定的检验机构进行无毒性检测，符合《生活饮用水卫生监督管理办法》中的规定。
涂料生产厂家必须有卫生部颁发的卫生许可证。
c）涂料使用前应对其粘度、固体含量、干燥时间、附着力、柔韧性等五项指标进行复验。
2）涂敷工艺
a）涂料配置
目前在各油田使用的液体环氧涂料都是双组份，甲组份为涂料，乙组份为固化剂。
双组份涂料的优点是可以配制成高固体含量的废料，甲、乙组份分装，保存时间相对长一些，便于存放。
使用时，涂料的配比相当重要，而每一种涂料的配比都不相同，因此，配料时，应根据产品说明书的要求比例和方法进行配制。
b）钢管内表面预处理是一项关键工作，没有一个清洁的表面就不可能有一个高质量的防腐层。
因为不清洁的表面，等于在防腐层与钢管内表面之间有一层隔离层，大大影响了防腐层与钢管表面的粘结力。
如粘结力不好，防腐层在管道运行过程中脱落，脱落的防后层夹带在输送介质中，将对介质和油田生产带来不良后果，甚至于堵塞油井及管件，致使生产中断；另外防腐层脱落后的钢管表面将会受到介质的腐蚀。
采用喷（抛）丸除锈，其表面预处理的质量应达到《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》中规定的Sa2级要求。
c）喷（抛）射处理后，应用清洁、干燥、无油的压缩空气将钢管内部的可能存在一些砂粒、尘埃、锈粉等微尘清除干净。
经喷（抛）射处理后的钢管应立即进行涂装，以防钢管内表面重新返锈或污染，而影响防腐层质量。
如果钢管内表面已经返锈或被污染，那么必须重新进行表面预处理，以保证防腐层的质量。
d）钢管涂敷，由于涂料在使用前一般都放置了一定时间，涂料有沉淀现象，因此，在开桶前应晃动，使涂料混合均匀。
e）钢管内表面涂敷是一项非常重要的工序，涂敷的好坏直接关系到产品的使用性能。
目前液体环氧涂料的涂敷主要采用喷涂工艺。
根据液体环氧涂料的性能，采用喷涂工艺施工．效果比较理想。
生产前应先调整设备，设定工艺参数，喷涂可使液体环氧涂料充分雾化，喷出料均匀，在钢管内表面上形成厚度均匀的防腐层。
f）根据内防腐层管道的特性，内防腐层一般都需要涂敷两遍以上，监测每次涂敷的湿膜厚度可有效地预测防腐层的干膜厚度。
这样，就可计算出徐敷的次数，提高生产效率，保证防腐层厚度。
g）当环境相对湿度大于85％时，处理后的钢管易返锈；钢管潮湿，影响涂料粘结力，也是影响产品质量的一项重要因素。
因此，严禁在雨、雪、雾及风沙等气候条件下露天作业。
3）生产过程质量检验
a）生产过程中的每一道工序都是保证产品质量的必要环节。
保证本道工序质量，监督上道工序质量，是生产过程质量检验的重要环节。
每道工序都要有严格的检验，并要做好检验记录。
b）钢管内表面预处理的质量是影响防腐层与钢管之间粘结的重要因素，要求100％检查。
除锈质量检查方法采用目测或内窥镜检查，与GB/T8923—1988中的图片或标准试片对照，判定是否达到质量要求；如果除锈没有达到要求应重新处理。
c）防腐层外观的检查应用目测或用内窥镜逐根检查防腐层外观质量，其表面应平整、光滑，无气泡、无划痕等。
d）防腐层厚度检测，防腐层实干后，应用无损检测仪在距管口大于mm范围内沿圆周方向均匀分布任意4点上测量厚度，每10根管抽查1根。
厚度是内防腐层质量指标中最重要的一项指标必须确保防腐层的厚度。
防腐层是阻止和延缓腐蚀的一道屏障，是保证管道在设计寿命内正常运行的最重要的一项指标。
目前大都采用无损检测仪测量防腐层厚度，其准确度会受到防腐层变形的影响。
因此，在测量厚度时应在防腐层完全实干后进行；在测量防腐层厚度前必须按仪器说明书上的要求选用适当的标准片进行核准，标准片一般仪器自带、由于无损检测仪探头的局限性内部防腐层的检测有一定的困难，只能在管端进行检测。
e）防腐层漏电检测：
防腐层实干后，按照《管道防腐层检漏试验方法》SY/T0063规定的方法逐根检测，漏点应符合表4-4-15的要求。
表4-4-15防腐层漏点指标
防腐层数
漏点（个/m2）
普通级
≤3
加强级
≤1
特加强级
0
防腐层漏点检测是在防腐层实干后进行。
标准规定普通级每平方米漏点数应不大于3个，因为普通级适用于减阻型及输送介质腐蚀较弱的管道，对漏点的要求不太高；加强级每平方米漏点数应不大于1个，适用于输送介质腐蚀性不太强的管道，如含水率较低的原油管道；特加强级不允许存在漏点适用于介质腐蚀性强的管道，如注水管道、污水管道、含水率高的输油管道。
特加强级一般要喷涂几遍，只要操作正常，涂料配制合理，可以不出现漏点。
4）出厂检验
a）液体环氧涂料内防腐管的出厂检验项目应包括外观、厚度、漏点及附着力。
b）防腐层厚度的抽查比例为5%，且不得少于2根。
厚度检查有不合格时应加倍抽查；仍不合格时，则全批为不合格。
c）附着力检验应按《石油钻杆溶剂型涂料内涂层技术条件》SY/T0544-1995中的方法进行抽检，高于B级（含B级）为合格。
抽检率为50km抽1根，不足50km按50km计。
如有不合格时应加倍抽查，仍有不合格时，则全批为不合格。
2、环氧粉末内涂层
环氧粉末涂料具有优良的防腐性、绝缘性和可靠的、耐久的使用寿命．是钢质管道内涂层的优选材料．在国内外得到了普遍的应用，取得了理想的效果。
内环氧粉末涂料应用温度为－30～100℃，适用介质为各种油品天然气和水。
环氧粉末涂料为热固性涂料．只要根据不同的使用要求在管道内表面进行一次徐敷就可达到所需的厚度．根据防腐设计和施工的习惯，涂层厚度按内涂层的用途和防腐等级分为减阻型防腐、普通级和加强级，内涂层的最小厚度要求见表4-4-16。
表4-4-16钢质管道熔结环氧粉末内涂层的厚度规定
管道使用要求
内涂层厚度
减阻型管道
≥50
防腐型管道
普通级
≥250
加强级
≥350
钢管内除锈
工艺流程见图4-4-10。
图4-4-10环氧粉末流程图
1）原材料
a）熔结环氧粉末涂料的生产厂家应提供产品说明书、出厂合格证和质量证明书等有关技术资料。
b）生产厂家提供的环氧粉末涂料应包装完好，并标明产品型号、生产日期、批号及有效期。
涂敷厂家应按生产厂家推荐的条件储存涂料。
2）涂敷工艺
a）钢管表面预处理与液体喷涂相同，用喷丸或喷砂的方法，除锈质量达到GB/T8923-1998中规定的Sa2.5级的要求，锚纹深度应在30～100um范围内。
b）喷射除锈后的钢管，其内表面应用清洁、干燥、无油的压缩空气吹扫，以除去残留的灰尘等污染物、钢管表面预处理后8h内进行涂敷，当出现返锈或表面污染时，必须重新进行表面预处理。
c）熔结环氧粉末喷涂所使用的压缩空气必须是清洁、干燥、无油的。
涂敷内涂层时，钢管的加热温度必须在所用熔结环氧粉末涂料所要求的温度范围内，但最高不得超过275℃。
d）涂敷内涂层时，钢管的保温和冷却应符合所用熔结环氧粉末涂料的固化温度和固化时间要求，可适当提高温度或延长时间，但不得降低温度或缩短时间。
3）涂敷过程质量检验
a）钢管表面预处理后，应采用适当的方法在管端检查待涂敷表面的除锈质量和锚纹深度。
逐根检查钢管内表面的外观质量，如有影响内涂层质量的钢管，应予以剔除。
b）在钢管加热后涂敷粉末前，应采用温度指示笔、远红外测温仪或其他合适的方法监测钢管的加热温度．加热温度应符合所用熔结环氧粉末涂料的固化要求。
c）在开始生产和生产线速度改变时，应测量熔结环氧粉末喷涂至钢管开始冷却的保温时间，应符合所用熔结环氧粉末涂料的固化要求．
4）内涂层钢管的出厂检验
a）熔结环氧粉末内涂层钢管的出厂检验应包括外观质量、涂层厚度和漏点的检查和检验，各项检验应按下列要求进行：
b）内涂层的外观质量应逐根从两端目测检查，内涂层的表面应平整，色泽应均匀，无气泡、开裂、缩孔，允许有轻度桔皮状花纹。
c）应采用磁性测厚仪逐根在距管口大于150mm范围内测量沿圆周方向均匀分布的任意4点的厚度，其厚度应符合标准或设计要求。
d）防腐型内涂层钢管应采用电火花检漏仪对内涂层进行漏点检查，抽查比例为5%。
检漏电压应按涂层厚度乘以5V/um计算，也可用具有报警指示的电阻法检漏仪进行漏点检查，检漏电压应为50—100V。
普通级防腐型内涂层的漏点平均每平方米不超过1个或加强级防腐型内涂层的漏点平均每平方米不超过0.6个时，可进行修补。
如果普通级防腐型内涂层平均每平方米有1个以上漏点或加强级防腐型内涂层平均每平方米有0.6个以上漏点，应进行复涂，减阻型内涂层对漏点数量没有规定。
钢质管道工厂化内、外防腐只是管道防腐的一部分，也是防腐过程最基础的工作。
除要做好单根管道的内外防腐外，还要关注管道对口焊接后，接口处内外防腐的补口质量。
只有整条管线形成一个封闭的防腐涂层，才能起到防腐蚀的作用。
如果有漏点和防腐层脱落点，很快在这些位置上形成锈蚀和漏点，因此在施工的每一个环节保证质量是很重要的。
在一些重要工程和一些严重腐蚀环境中，应用涂层防腐与牺牲阳极或阴极保护双重
作用的防腐蚀手段，以确保防腐质量。
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