炼化企业供排水系统管道的腐蚀防护措施

■马宇航 大连石化公司

为了保障炼化企业供排水系统管道的安全、可靠运行，本文基于防腐蚀的相关标准与腐蚀防护经验，分析了炼化企业供排水系统管道腐蚀的主要原因，提出了针对性的管道腐蚀防护措施，包括防腐技术措施、设计措施和施工措施。

(资料图片)

引言

供排水系统是炼化企业设备设施的重要组成部分，主要包括给水管道、给水泵房、排水管道、排水泵房、净化水场、循环水场等管道设施。近年来，伴随国内大多数炼化企业的规模化与机械化发展，其工艺用水量排水量正不断加大，供排水系统管道所处的环境介质与运行工况也日益复杂。而供排水管道结构在使用过程中，往往容易受到不利环境因素(如化学、电化学、微生物、摩擦冲蚀等)影响而出现腐蚀破坏。这不仅会影响炼化企业的正常生产运行，而且可能会造成财产损失，引发一系列问题。为此，炼化企业必须高度重视供排水系统的管道腐蚀防护问题并采取有效的防护技术措施，确保管道运行的安全与可靠。

一、炼化企业供排水系统管道腐蚀的原因

炼化企业供排水系统管道根据其腐蚀部位的不同，主要可分为内壁腐蚀和外壁腐蚀，其原因分别如下：

(一)管道的内腐蚀原因

1.化学腐蚀。炼化企业供水系统管道输送的水质类型主要为新鲜水、除盐水和除氧水，排水系统管道输送的水质类型为机泵冷却水、电脱盐污水、管道冷凝水以及循环用污水等。供水系统水质中含有的二氧化碳及排水管道输送污水中可能含有的硫化氢、二氧化碳、氧气、硫化物等化合物会直接和金属内壁起作用引起化学腐蚀。

2.电化学腐蚀。由于炼化企业供排水管道在水质输送过程中，水在管道内壁会生成一层亲水膜，形成了原电池腐蚀的条件，产生电化学腐蚀。

(二)管道的外腐蚀

炼化企业供排水管道出现外腐蚀问题，通常为埋地管道。其中主要原因为：

1.化学腐蚀。地面土壤中的各种盐类、有机物质、无机物质、溶液、水分等，都可能导致管道外壁出现化学腐蚀。供排水管道的外壁化学腐蚀多为全面性的腐蚀，在化学腐蚀的作用下，管壁厚度的减薄是均匀的，所以从钢管受到穿孔破坏的观点看，化学腐蚀的危害性不大，一般可采取外壁覆盖涂层保护。

2.电化学腐蚀。由于埋地管道周围的土壤各处物理化学性质不同及管道表面粗糙度不同等原因，容易导致管道部分金属离子电离，发生氧化还原反应。由于阳极区的金属离子不断电离而受到腐蚀，会使得管道表面出现凹穴，以至穿孔。

3.电流对管道的腐蚀。由于炼化企业各种电气设备的漏电与接地，在土壤中会形成杂散电流。其中对供排水系统管道腐蚀危害最大的是直流电，泄漏直流电的设备主要有直流电焊机、整流器外壳接地等，在电流离开钢管流入土壤处，管壁就会容易出现腐蚀问题。

二、供排水管道的防腐技术措施

(一)尽量选择耐蚀度高的管材

炼化企业供排水管道应尽量选择耐腐蚀度高的管材。其中，对于金属管材，一般可选择304型、316型通用不锈钢等耐蚀合金。对用于企业设备工艺供水、排水管道，由于要求可承受温度、压力更高，耐腐蚀性更强，可选择20号合金、镍基合金(如哈氏合金C-276)、因康镍尔合金(如625)等耐蚀度更高的金属材料。对于非金属管材，则适宜选用耐蚀塑料、玻璃钢、石墨等作为管材，其耐蚀性能普遍非常优异，在对机械性能要求不高的部分供排水管道中适宜采用。

(二)合理选用耐蚀涂料

耐蚀涂料是通过在供排水管道的内、外壁涂抹一层或多层的连续覆盖涂层，以避免管道金属结构与土壤、污水、空气等直接接触，从而有效避免化学反应和电化学反应。可以说，耐蚀涂料的应用，是目前供排水管道中最常用，也是最主要的防腐蚀技术措施。防腐蚀涂料目前以配套性涂料居多。配套性耐蚀涂料，主要可分为底漆、中层底漆和面层防腐漆三种，应着重做好这三种配套性耐蚀涂料的选择。

(三)电化学保护技术

这种防护技术主要采用阴极保护，适用于地下供排水管道的电化学腐蚀问题的防护。常用方法为选用一种电位比管道金属结构更负、化学性质更为活泼的合金，与供排水管道相连接，以保障地下管道金属结构不会与土壤中各种物质发生离子电离，从而实现良好的腐蚀防护效果。

三、供排水管道的防腐设计与施工措施

除以上一般性的技术措施外，在炼化企业供排水管道的设计与施工过程中也应当采取有针对性的防腐措施。

(一)防腐设计措施

1.地上管道防腐蚀设计

一是防腐涂层的设计要求。对于炼化企业供排水地上管道，适宜涂抹多层耐蚀涂料，建议根据规范要求选择配套性耐蚀涂料。

二是防腐涂层的除锈要求。地上管道防腐蚀效果与底漆的附着能力有极大关系，因此底漆涂料对钢材表面除锈等级有一定的要求，底层涂料对钢材表面除锈等级的要求，推荐参照表1。对锈蚀等级为D级的钢材表面，需采用喷射或抛射除锈。

2.地下管道防腐蚀设计

一是外壁防腐设计。埋地敷设的供排水管道，均应进行外壁防腐处理。当敷设在腐蚀性土壤中，或存在杂散电流的区域时应采取阴极保护措施。

二是内壁防腐设计。埋地供排水管道的内防腐，应根据水的结垢、腐蚀倾向确定，并应符合下列要求：

①当水的饱和指数小于-0.25，稳定指数大于7.5时，宜做内防腐处理；

②当水的饱和指数大于等于-0.25，稳定指数小于等于7.5时，宜根据试验与水的微生物分析，或参照当地给水管的结垢、腐蚀状况综合考虑确定；

③经水质稳定处理的循环水管道，可不做管道的内防腐处理。

④企业生活给水管道的内防腐涂料应符合现行国家标准《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》GB/T 17219的有关规定，不得选用含有毒溶剂与黏合剂的内防腐涂料，并应经卫生部门检测、批准，获得卫生部门颁发的合格证。另外，企业生活给水管道采用承插连接时，承插口接口处填料也应符合上述要求。

三是管道除锈要求。由于电化学作用造成供排水管道在土壤中腐蚀，其腐蚀速度主要是由土壤的成分，如含盐的种类、pH值、含水率、电阻率、透气性、温度等因素确定。因防腐的效果与管道除锈及预处理有直接的关系，故首先确定埋地管道表面处理的防锈等级，在工程实践中埋地管道表面处理的防锈等级通常采用为St3级，同时需确定埋地管道防腐蚀等级。

四是涂层选择。地下敷设供排水管道的涂层适宜选用石油沥青涂料、环氧煤沥青涂料或聚乙烯胶黏带，这三种涂层均对埋地管道有着良好的防腐蚀效果。具体设计标准应参考SH 3034《石油化工企业给水排水管道设计规范》的要求执行。

(二)防腐施工措施

1.一般施工措施

在工程实践中，炼化企业供排水管道的防腐施工也是重要的一个环节，在对管道进行防腐时必须有一定程序及要求。首先，供排水管道防腐蚀工程施工须有专业技术人员分别负责技术、质量管理和安全防护。在施工前，施工方需完成方案编制和相关技术交底。施工人员必须熟悉施工方法和技术要求。其次，涂料防腐蚀施工机具须安全可靠并满足工艺要求。另外在进行涂装前需注意以下要求：

①应按要求对被涂表面进行表面处理，经检查合格后方可涂装。

②涂装表面的温度至少应比露点温度高3℃，但不应高于50℃。

③供排水管道防腐蚀涂装宜在焊接施工(包括热处理和焊缝检验等)完毕，系统试验合格后进行。

④当改变涂料的品种或型号时，须征得设计部门同意，并按新的涂料技术性能和施工要求制定相应的涂装技术方案。

⑤底漆、中间漆、面漆需根据设计文件规定或产品说明书配套使用。不同厂家、不同品种的防腐蚀涂料不宜配套使用。如需配套使用，需经试验确定。

⑥防腐蚀涂料需有产品质量证明书且需符合出厂质量标准。

⑦使用稀释剂时，其种类和用量需符合涂料生产厂标准的规定。

⑧进行防腐蚀涂料施工时，通常需先进行试涂。

2.地上管道防腐蚀施工措施

一是施工方法选择。对于地上管道防腐蚀施工的方法，适宜采用手工刷涂、滚涂或喷涂。刷涂或滚涂时，层间应纵横交错，每层往复进行(快干漆除外)，涂匀为止。喷涂时，喷嘴与被喷面的距离，平面为250～350mm，圆弧面为400mm，并与被喷面成70°～80°角。压缩空气压力为0.3～0.6MPa。大面积施工时，可采用高压无气喷涂；喷涂压力宜为11.8～16.7MPa，喷嘴与被喷涂表面的距离不得小于400mm。刷涂、滚涂或喷涂应均匀，不得漏涂。

二是漆膜厚度与质量要求。防腐质量的一个主要指标是漆膜厚度和漆膜质量，因此涂层总厚度和涂装道数需符合设计要求；表面应平滑无痕，颜色一致，无针孔、起泡、流坠、粉化和破损等现象。

三是施工环境要求。施工环境也是保证供排水管道防腐施工质量的一个因素，因此施工环境需通风良好，并符合下列要求：

①温度以13℃～30℃为宜，但不宜低于5℃；

②相对湿度不宜大于80%;

③遇雨、雾、雪、强风天气不宜进行室外施工；

④不宜在强烈日光照射下施工。

3.埋地管道防腐蚀施工要求

对于埋地供排水管道防腐蚀施工，首先埋地管道防腐蚀等级和选用材料由设计规定，防腐蚀涂层结构和厚度需符合相应防腐蚀涂料和等级要求。埋地管道防腐蚀应做好隐蔽工程记录，必要时需由业主或总承包方验收签字确认。

一是选择石油沥青涂料的施工措施。当埋地供排水管道采用石油沥青涂料时，要求底漆需涂在洁净和干燥的表面上，涂抹应均匀，不得有空白、凝块和流坠等缺陷。底漆干燥后方可浇涂沥青及缠玻璃布。在常温下涂沥青应在涂底漆后48小时内进行。沥青应在已干和未受玷污的底漆层上浇涂。浇涂时，沥青涂料的温度应保持在150℃～160℃。浇涂沥青后，应立即缠绕玻璃布。已涂沥青涂料的管道，在炎热天气应避免阳光直射。

二是选择环氧煤沥青涂料的施工措施。当埋地供排水管道采用环氧煤沥青时，环氧煤沥青的配制需符合相关要求。要求底漆表面干后即可涂下一道漆，且应在不流淌的前提下将漆层涂厚，并立即缠绕玻璃布。玻璃布绕完后应立即涂下一道漆。最后一道面漆应在前一道面漆干后涂装。缠绕用玻璃布必须干燥、清洁。缠绕时应紧密无褶皱，压边应均匀，压边宽度宜为30～40mm，玻璃布接头的搭边长度宜为100～150mm。玻璃布的沥青浸透率应达95%以上，不能出现大于50mm×50mm空白。管子两端应按管径大小预留出一段不涂沥青。钢管两端各层防腐蚀涂层，需做成阶梯形接茬，阶梯宽度应为50mm。

四、结语

本文基于防腐蚀的相关标准与腐蚀防护经验，分析了炼化企业供排水系统管道腐蚀的主要原因，并提出了针对性的对策。对炼化企业供排水系统管道采取有效的防腐措施，不仅能提高供排水管道的使用寿命，确保管道运行安全，还能有效保障各设备工艺用水、排水的正常，为炼化企业的安全稳定运营提供有力支持。

参考文献：

[1]吴德荣.石油化工给水排水工程设计[M].上海：华东理工大学出版社，2018.

[2]屈高阳.排水管道中玻纤增强聚丙烯防腐材料性能研究[J].塑料科技,2021,49(01):66-69.

[3]郭晓辉,崔博文.钢制供水管道内外防腐措施探究[J].海河水利,2021(05):44-46.