1. 海水的腐蝕機理
海水中含有大量的可溶性鹽,其主要成分是氯化鈉和硫酸鹽,平均鹽度約30‰,這使得海水成為天然的強電解質,海水的電導率越高金屬材料的腐蝕越快。氯離子能破壞大多數金屬,如鋼、鑄鐵、鋅等表面的氧化膜。
海水中還溶解有空氣,使海水中有大量的溶解氧,溶解氧含量越高則造成的金屬腐蝕將越嚴重。海洋中的金屬材料與上述介質間發生化學或電化學相互作用引起材料的破壞或變質,發生金屬腐蝕現象。
在海洋金屬上還附著有一些海洋生物,包括某些海洋動物、植物和微生物(如硫酸鹽還原菌等),它們會在金屬表面生長繁殖,產生腐蝕性物質或促進電化學腐蝕,在鋼結構表面造成點蝕和縫隙腐蝕等局部腐蝕,其代謝物及尸體分解物中含有的硫化氫等酸性成分亦對金屬的腐蝕起著加速的作用。某些海洋附著生物在生長過程中還能侵蝕金屬表層的保護層,直接破壞保護涂層,引起腐蝕。
海水中的腐蝕性化學成分和海生物腐蝕性代謝產物是導致海水管道快速腐蝕的主要原因。采用正確的防腐涂料避免海水和金屬管道接觸,同時避免海洋生物在管道表面附著,能夠有效地解決管道腐蝕問題,延長海水管道使用壽命。
2. 有些海水管道采用石墨烯防腐涂料
石墨烯防腐涂料不但適用于石油天然氣輸送、石油化工等強腐蝕性環境,同時也適用于碎石土壤、定向穿越、海底管道等苛刻的腐蝕環境。對于海水環境的海水流體管道,管道內外采用石墨烯防腐涂料。對腐蝕嚴重的海水管道彎頭、循環水管匯合處、循環水管與循環泵接口處內部采用涂層加厚處理方法。
對于在陸地上直埋的輸送海水的管道,可選用玻璃鋼管道,例如對于60”管道,可選用D2996-FRP AWWA C950管子,D2996-FRP AWWA D2996彎頭,閥門可選用蝶閥GB1348 QT450-10 GB/T 12238。
對于某些海水環境下的海水管道,筆者調研一些國外標準還需“配重涂層(submarine pipe weight coating)”。例如,混凝土配重涂層是應用于管道的鋼筋混凝土外層,以提供額外的重量,以確保足夠的負浮力。