输水钢管防腐蚀的先进技术

埋地金属管道的腐蚀主要是电化学形式的腐蚀，引起电化学腐蚀的主要原因有：金属管道自身的电化学不均匀性（成分、结晶方式、组织、氧化皮等）及周围土壤介质的物理化学性质（离子浓度、含水量、含氧量等）的不同，而形成无数个微观腐蚀原电池，腐蚀就发生在原电池的阳极部位。金属在土壤、淡水中的腐蚀，主要是氧的去极化因素在起着主导作用。当土壤中存在硫铁细菌时，会加剧金属的腐蚀。根据国内外的实践经验，采用外防腐绝缘涂层加电化学保护是抑制或延缓钢管腐蚀速率的一种经济有效的方法，二者相辅相成，同时使用，才能取得良好的效果。
　　（1）1977年 中国市政工程西北设计院在设计宁夏汝箕沟矿区高压45km长距离输水工程中采用大庆新1＃沥青防腐措施，2mm厚沥青三层，玻璃布二层，外包一层塑料布，总厚度＞6mm，同时还采用了电化学物理联合防腐措施，以补充单用沥青防腐层的不足。电化学防腐的方法是在输水管第一加压泵站处设立阴极保护站。用SF－2恒电位仪供保护与电流，阳极地床采用间距35m共10根Ф100mm长2500mm的旧钢管组成，为增加地床电导，钢管四周1m范围内回填焦炭粉末，并用水湿润办法保证地床电阻在1.0Ω以下，阳极地床与干管汇流点距离为500m.为了定期检查保护效果，沿管线每隔1km处设一保护电位测试桩和防腐蚀检查片。运转后，效果良好。
　　（2）1983年 上海市政工程设计院在设计上海宝钢长江水源工程中，2根各长14kmФ1200mm的输水钢管采用了二布三油环氧煤沥青涂层作外防腐，内防腐采用水泥砂浆涂层，同时还采用牺牲阳极的电化学保护。
　　1985年，上海市政工程设计在设计上海黄浦江上游引水工程中，有20.2km长采用钢管，管径为Ф3000mm，对如何减少钢管腐蚀，延长使用寿命，作了深入的研究。首先对沿线土壤进行测试、属于中等偏强腐蚀类型。决定采用外防腐绝缘涂层加电化学保护。对于外防腐涂层的选择，据有关资料介绍，同样的防腐绝缘涂层如采用手工防锈，其寿命为2年3个月；如采用酸洗除锈则能保持9年6个月，所以决定采用酸洗钝化工艺。涂料的选择也有多种，经多次试验筛选，最后确定采用超厚浆型环氧煤沥青防腐涂层。具体施工，直管段共涂三层，第一层为702环氧富锌底漆，第二层为842环氧云铁底漆，第三层为546超厚浆型环氧沥青漆，合计漆膜厚290u.对于内防腐涂层，经研究以采用水泥砂浆衬里最为经济有效，其防腐机理，除起隔离作用外，还利用砂浆溶液中析出来的Ca222＋离子（pH值10～12）在钢管表面形成一层致密的钝化膜，从而抑制了水的浸蚀。对于电化学保护，由于埋地钢管各段长度不一，在3～6km左右，沿线有多处与其它金属管、电线交叉或平行敷设，相互干扰影响大，又不可能进行联合保护，为此，只能采用牺牲阳极性保护。这是利用不同金属间的电位差得到防蚀电流的方式，在地下金属体上接入比其电位低的金属作阳极，使其构成大地电池，以牺牲阳极来防止地下金属腐蚀。目前国内用于埋地金属管道的牺牲阳极系列有：镁、铝、锌三种合金，经综合比较，设计中采用了镁合金牺牲阳极。经施工对于过黄浦江顶管段的电化学保护，鉴于被保护管段大部分在江底下，为了设置阳级的方便，延长阳极更换周期，同时为了便于调整保护参数，提供较长的保护距离，采用了外加电流保护法。