管道防腐与保温措施设计

赵鑫（大港油田滩海开发公司，天津 300280）

1 自然条件

该工程位于南排河及大港油田港东滩海地区，自然条件恶劣，土壤含盐量高，含水量大，土壤电阻率极低，一般在3Ω·m以下，埕海一号平台至埕海一号人工岛管线，海底敷设4.8公里，埕海一号人工岛至埕海联合站的管线有部分管线海底敷设4公里，其余埋地敷设14.6km公里，管线所处地段的土壤腐蚀性很强。

2 管道防腐覆盖层的选择

埕海一号人工岛至埕海联合站至大港油田原油储运库的输油管道为海底敷设Φ323.9×9.5管线长约4公里，埋地敷设Φ 323.9×7.1管线长约42.6公里。埕海一号人工岛至埕海联合站的管线有部分管线海底敷设，埕海一号平台至埕海一号人工岛管线均为海底敷设，外防腐要求必须具有抗海水、抗细菌及海生物侵蚀、抗冲击、浸泡性能好、水渗透率低、与钢管间附着力强、容易涂装、抗磨蚀、电绝缘性好、耐阴极剥离、易于补口补伤等综合性能。埋地保温管道除应具备埋地管道外壁防腐蚀涂层的性能外，要求还应选用低吸水率材料。目前埋地管道的防腐保温结构应用效果最好的是硬质聚氨酯泡沫塑料结构，即防腐层—泡沫塑料保温层—聚乙烯夹克保护层。该种保温结构在每根保温管两端采用了防水帽密封防水，补口结构为：防腐层补口—保温层补口—保护层补口。保护层补口采用热收缩套。该种保温结构即使某一局部进水，腐蚀也只能在局部管道，不至于像以前波及到整个管线大段的腐蚀，便于腐蚀控制和处理。推荐本工程中10.6公里的Φ323.9×7.1输油管道及28.0公里的Φ323.9×7.1输油管道的防腐保温材料结构为：钢管外壁涂环氧树脂粉末防腐层＋聚氨酯泡沫保温层＋聚乙烯夹克防水保护层。结构如下：即环氧粉末防蚀层厚度≥150mm；泡沫塑料保温层40mm；聚乙烯夹克保护层夹克层厚度为1.6±0.2mm。每根保温管两端采用防水帽密封防水，保护层补口采用热收缩套。

埕海一号平台至埕海一号人工岛Φ273.1×12.7海底敷设管线长约4.8公里与埕海一号人工岛至埕海联合站Φ323.9×9.5海底敷设长约4公里的输油管道防腐保温结构：对于海底油管线采用双壁管，即里管采用“管中管法”进行防腐保温。结构为：防腐层聚氨酯(环氧)防腐涂料，厚度为≥80μm；保温层：聚氨酯泡沫塑料，厚度40mm。在保温层中每6m施加一组木质垫块支撑，以防外管挤压保温层，为了便于施工即便于拉拖外管，在保温层外增加一层高密度聚乙烯塑料层。由于外管和内管在变单管时的两端采用锚固件焊接，因此内管补口时只进行防腐层补口（涂层厚度为≥80μm）—保温层补口采用耐高温的石棉，如果采用热收缩套对防护层进行补口，进行外管焊接时也会遭到破坏，因此防护层不补口。外管外防腐采用加强级三层PE防腐。

3 管道阴极保护

阴极保护有牺牲阳极和外加电流两种。牺牲阳极一般用于需要电流小，无方便、经济电源，土壤电阻率低的情况。该种方法不用维护，缺点是寿命较短。外加电流用于电源方便，保护电流根据需要可调，需要电流大的地方。对于海底管线，不论距离多长，采用的阴极保护方式均为牺牲阳极保护方式。对于本工程中埕海一号人工岛至埕海联合站至大港油田公司原油储运库的管线需保护电流较大，采用牺牲阳极方法不经济，因此采用外加电流保护方法。对于本工程中两条埕海一号平台至埕海一号人工岛4.8公里的海底敷设管线采用牺牲阳极保护方法。埕海一号人工岛至埕海联合站4公里的海底敷设管线也采用牺牲阳极保护方法，海底敷设管线两端均加绝缘装置。

本工程中除海底管线外进出埕海联合站的输油管道共38.6公里，管线阴极保护设计参数为：保护电位-0.85V、汇流点电位-1.25V、防腐层绝缘电阻10000W.m2、保护电流密度0.05mA/m2、土壤电阻率1W.m。阴极保护系统由以下部分组成：

①恒电位仪及控制台；

②阳极地床：采用深阳极地床方式，选用混合金属氧化物阳极，10支/组，井深40米，阳极线路采用埋地敷设方式。

③参比电极采用长效饱和硫酸铜参比电极。

④绝缘法兰（接头）和电绝缘：设在管线进出站处和分支处，用于将保护管段和非保护管段隔离。

⑤测试桩：用于定期检查管道阴极保护参数。每公里及绝缘法兰处设置阴极保护电位测试桩1支。管线中点处设电流测试桩1支，测试桩与里程桩共用。

对于海底管线阴极保护，根据经验，不论距离多长，采用的阴极保护方式均为牺牲阳极保护方式。并且本工程中的输油管线海底敷设8.8公里，输气管线海底敷设4.8公里，采用镯式铝阳极。铝阳极将被铸在钢插件即支撑阳极材料的周围，另外用于配重的混凝土材料不覆盖阳极外表面。

4 结语

作为隐蔽工程，管道防腐和保温方案直接关乎管线运行的安全和寿命，方案选择应以效果好、易实施、经济优为原则，根据工程的环境、管道运行期限、工艺参数和工程特点等因素综合考虑，达到良好的绝缘性、稳定性、强度要求、以及耐久性高和易于补口补伤的目标。