人们很早以前就认识到锌对于钢铁有着优异的腐蚀保护性能。早在1840年，热浸镀锌工艺就在法国首先开发出来，用以保护钢板和钢管。此项工艺技术经过不断改造，至今仍广泛使用。20世纪40年代和50年代，澳大利亚和美国的工程技术人员先后研制成功了富锌漆，使“冷镀锌”成为可能。冷镀锌和热镀锌在本质上是不同的，冷镀锌是把锌盐溶液通电进行电解，将其中的铁离子和锌离子发生化学反应，操作环节少，过程简单，但是由于冷镀锌再加工的过程中不需要进行加热，所以冷镀锌上锌量要比热镀锌少很多，所以冷镀锌的耐腐蚀性比较低，在遇到油污、潮湿等恶劣的环境时，耐腐蚀性就会变弱。所以在抗腐蚀的管道产品中，一般选择热镀锌。在热镀锌的制作过程中，一定要严格控制工艺，保证镀锌层的质量，尤其是附着力。若是锌层出现脱落的现象，便会导致钢板裸露，失去防腐效果。随着钢管耐腐蚀要求的提高，结合现有的涂装技术，一些涂覆钢管厂提出“钢管+镀锌层+粉末涂层”的三层防护。由于镀锌管是在钢管表面覆盖了锌层，锌的电极电位高于钢铁，锌层与大气在腐蚀的环境中形成了一层钝化膜，一定程度上减缓了钢铁的腐蚀。粉末涂料涂覆于镀锌层之上，根据应用环境的需求，可定制防腐、耐候、耐热、耐化学品等性能优异的粉末涂料产品，为钢管增加了一层的防护。

(1) 热镀锌钢管具有优异的腐蚀防护性能，搭配粉末涂料组成的“钢管+镀锌层+粉末涂层”的三层防护系统，进一步延长了钢管的使用寿命。

(2) 因为镀锌工艺控制不当，锌层太厚、锌层中混入气体、加热后气体冲破涂层影响涂层致密性，金属锌活性高、高温下易与活性基团反应，锌盐膨胀等因素，粉末涂料在镀锌层上的附着力受到极大影响。

(3) 在常见的粉末涂料体系中，聚酯羟烷基酰胺体系固化过程有大量水分子放出，不利于厚涂；丙烯酸、聚氨酯、氟碳等体系成本较高，通常也不用于管道的涂装；对环氧双氰胺、环氧酚类、环氧聚酯体系和聚酯TGIC体系进行对比发现，聚酯TGIC体系在喷砂处理的热镀锌钢管上表现出优异的水煮附着力。

(4) 不同种类的聚酯树脂在轻喷砂的热镀锌钢管上经95 ℃水煮24 h后，附着力有较大的差异。使用时要通过实验谨慎选取。

(5) 在经轻喷砂处理的热镀锌钢管上，聚乙烯蜡和聚酰胺蜡的加入，影响水煮附着力，不建议添加。安息香的加入，可以提高涂层的脱气性能，且对水煮附着力影响不大，可适量添加。

(6) 硅烷偶联剂具有特殊的YSiX3结构，其中X代表烷氧基团，水解后生成的硅醇可以与金属基底有效地结合在一起；Y是其他的活性基团，可以与涂料中的活性基团进行反应。在轻喷砂处理的热镀锌钢管上，硅烷偶联剂的加入，可以进一步提高涂层的水煮附着力。

钢管具有强度和韧性高、各类地质条件适用性强、管材及管件易加工的优点，是大口径给水管线常用管材。钢管自身耐锈蚀性差，钢管内外防腐层质量直接影响钢管使用寿命。目前大口径给水钢管常用的外防腐方式有环氧煤沥青、熔结环氧粉末(FBE)和三层聚乙烯防腐(3PE)，内防腐方式有水泥砂浆、液体环氧涂料和FBE。各类防腐方式主要特性和使用条件不同，应根据项目特点选择合适的防腐方式。

大口径输水钢管内外防腐方式需结合项目特点进行选择，综合考虑地质条件、气候条件、管道施工方式、项目工期要求、厂家生产技术水平、供货周期和运距、综合成本等，选择适应外部环境条件、施工方便、质量可靠、经济合理的防腐方式。

3、影响磁性物含量的因素

1、在石油天然气行业标准SY/T 0315-2013《钢制管道熔结环氧粉末外涂层技术规范》中，对磁性物含量这一指标的要求是≤0.002％。

影响磁性物含量的因素有：配方中原材料本身磁性物的含量（特别是颜填料）和设备的磨损产生的磁性物。在确立配方选择原材料时，一定要注意材料的控制和匹配，选用磁性物含量较低的原材料。

降低磁性物含量的方法：

一是改善配方，减少填料量，降低粉末硬度；

二是合理提高挤出温度，加快物料的熔融速度，减少螺杆和螺套的磨损；

三是更换更加耐磨的材料，减少螺杆、螺套以及击柱和齿圈的磨损；

四是增加一套磁性设备，将物料中的磁性物吸附，达到降低磁性物含量的目的。

综合制造成本、效果等各方面的因素，推荐选用更换更加耐磨的材料，降低螺杆、螺套以及击柱和齿圈的磨损，降低粉末的磁性物含量。经实验表明，陶瓷材料制造成本更高，但是几乎不存在磨损，磁性物含量在：0.0010%，可以长时间使用，不须更换相对降低了粉末的制造成本。

4、影响放热量△H的因素

粉末涂料在受热条件下，化学反应过程中所放出的热量称为反应热，也称为反应放热量，用△H表示。

在石油天然气行业标准SY/T 0315-2013《钢制管道熔结环氧粉末外涂层技术规范》中，对△H这一指标的要求是≥45J/g，部分工程项目要求△H≥55J/g。

放热量与配方设计的固化体系关系重大，不同的固化体系放热量相差很大，在同一粉末配方的生产过程中，也有些环节会影响到放热量：

①熔融挤出过程，挤出过程对放热量有较大的影响，物料在螺杆中混炼的时间越长，放热量会越低，所以生产管道用粉末要选择长径比合适的螺杆，在不影响混炼效果的前提下，尽量减少物料在螺杆中混炼的时间。

②冷却破碎过程，在生产过程中，要保证压片辊中冷却水的畅通，尽量将破碎的料片温度降到35℃以下，最好是30℃以下。

③磨粉过程，在磨粉过程中，一定要注意磨腔温度的控制，在气温较高时，要开冷风机，保证磨腔温度处于较低的状态。

④储存温度，尽量将粉末成品存储于温度低于35℃的库房中。

3、影响磁性物含量的因素

1、在石油天然气行业标准SY/T 0315-2013《钢制管道熔结环氧粉末外涂层技术规范》中，对磁性物含量这一指标的要求是≤0.002％。

影响磁性物含量的因素有：配方中原材料本身磁性物的含量（特别是颜填料）和设备的磨损产生的磁性物。在确立配方选择原材料时，一定要注意材料的控制和匹配，选用磁性物含量较低的原材料。

降低磁性物含量的方法：

一是改善配方，减少填料量，降低粉末硬度；

二是合理提高挤出温度，加快物料的熔融速度，减少螺杆和螺套的磨损；

三是更换更加耐磨的材料，减少螺杆、螺套以及击柱和齿圈的磨损；

四是增加一套磁性设备，将物料中的磁性物吸附，达到降低磁性物含量的目的。

综合制造成本、效果等各方面的因素，推荐选用更换更加耐磨的材料，降低螺杆、螺套以及击柱和齿圈的磨损，降低粉末的磁性物含量。经实验表明，陶瓷材料制造成本更高，但是几乎不存在磨损，磁性物含量在：0.0010%，可以长时间使用，不须更换相对降低了粉末的制造成本。

通过阐述管道粉末的胶化时间、粒度分布、磁性物含量、放热量这几个重要指标，讨论如何在生产过程中控制粉体质量，并分析影响粉末这几个指标的各种因素。

1、影响粉末胶化时间的因素

胶化时间的定义是：一定体积的粉末涂料在规定的条件下熔融后变为不变形物所需要的时间。胶化时间越长，涂膜平整性越好，反之越差。在快速固化的管道粉末中表现更突出。

生产重防腐粉末宜取长径比D（螺杆的有效长度）/L（螺杆直径）在12:1~14:l之间的螺杆，物料在机内混炼时间保持在20s以内。这样粉末的胶化时间变化不大，涂膜的光泽和平整度好。

如果选取长径比更大的螺杆，特别是物料在螺杆中混炼30s以上，粉末胶化时间明显变短，涂膜的平整度变差，光泽度也会下降。

2、影响粒度分布的因素

影响粒度分布的因素众多：料片的厚度、进料的速度、主副磨的转速、引风量的大小、击柱和齿圈的磨损等等。

管道粉末因喷涂厚度较厚，其平均粒径一般控制在45~55μm之间，如是管道内防腐粉末涂料，考虑到流平效果，平均粒径可适当降低，控制在40μm左右即可。一般管道粉末筛网目数为100目。

输水管线是城市和工业企业生存和发展的生命线。近年来, 随着城市化进程以及工业的发展，越来越多的长距离引水、输水工程投入生产，引水管道，原水管道（水源地至水厂）、清水管道（水厂至市政供水管网）、中水管道、污水管道以及海水淡化管道和疏浚管道等工程大量使用管材，“综合管廊”的建设以及治理“城市内涝”也需要大量的管道，在管道材料中，涂塑钢管结合了钢材的高强度以及高分子涂层的优异防腐性能，在管材比选后胜出，成为各种输水管道的首选管材，如大口径供水管道中，钢质管道占了相当大的比例。以北京为例，在DN1000以上的246公里供水管道中，钢管道共有169公里，占全部大口径管道的68.7%。涂塑钢管对各种地质的适应性强，具有强度高、韧性好、重量轻、接口少、输水阻力小、防腐寿命长的优点，可长效保证输送水的安全卫生环保。

水对管道内壁钢铁具有的一定侵蚀性，也对管道内壁涂层具有一定的老化降解作用，水通过老化的涂层或涂层的缺陷部位渗透到基材可使水管内壁发生不同程度的腐蚀。水对管道的腐蚀不仅影响饮用水安全，也可引起污水渗漏造成环境污染。因此，应根据输送水质的不同性质、状态，设计选择内防腐涂层材料、涂层结构和涂层厚度，最大限度地延长管道的使用寿命，保证输水及排水的安全性和卫生性。

涂层从有效腐蚀防护到失效不是一个瞬间过程，是一个随着时间的流逝逐步失效的过程，影响涂层耐久性的各种因素相互作用影响涂层的服役寿命。应结合环境、水质条件、管道重要性选用适合的防腐内涂层，以提高管道的使用寿命，保证输水管道安全。社会环保意识和生活用水质标准的提高，水泥砂浆涂层已很难满足更高要求的饮用水标准以及日益恶劣的生活污水腐蚀条件。随着近年来城市化进程，海绵城市建设、引水工程、输水工程、再生水工程、市政给排水工程、综合管廊建设以及治理“城市内涝”工程的开工建设，熔结环氧粉末（FBE）可作为输水管道的内防腐的首选涂层具有更加无可比拟的优势将迎来重大的发展时机。

近年来，我国不断加大应对气候变化的力度，深入推进清洁能源转型，力争二氧化碳排放2030年前达到峰值，2060年前实现碳中和，可见能源低碳转型已是势不可挡。地热资源是一种清洁的可再生能源，可以广泛应用于生产、生活的许多领域，如发电、供暖、疗养、种植、养殖、制冷（利用热泵技术）等，科学地开发利用地热资源对于减少二氧化碳排放，发展低碳经济具有重要的意义。地热水中含有SiO2、Cl- 、SO42- 、CO2、Ca2+ 、Mg2+ 、Ba2+、H+、H2S、O2等腐蚀介质和易结垢盐分，且水的温度较高，具有高腐蚀和易结垢的特点，这就需要防护层具有十分优秀的耐热水和防腐防垢的能力。

熔结环氧粉末涂料是地热水管道防腐防垢的理想保护涂料。配方设计时应充分考虑到热水对防护涂层的破坏作用，合理平衡耐热、防腐、防垢、力学性能等多方面，包括涂膜的耐热性、耐水性、附着力、完整性、防结垢能力等。全面评估材料在地热水环境下的变化，才能设计出合理适用的环氧粉末涂料，实现长效的防腐防垢。

近年我国对日益恶化的生态环境进行了各种治理工作,其中煤改气就是对于广大农村的主要治理措施，通过燃气的使用来降低煤、柴的使用，从而达到降低对环境污染的目的。由于我国农村涉及范围广煤改气改造过程中需要使用大量的燃气管道及管件其中管道在室外的部分占有很大比重，这就需要燃气管道防护层具有很好的性能。燃气管道的涂料涂层需要具有耐老化、节省能源、良好的耐磕碰等功能本项目开发了一种聚脲燃气管道涂料,能够在燃气管道上涂装良好,并与燃气管道生产厂家密切联系进行现场测试。

聚脲燃气管道涂料的特点以聚天门冬氨酸酯树脂为基本原料，通过颜料、填料、助剂、溶剂的合理搭配研究出适合燃气管道涂装、安装和长效防护的涂料产品。产品通过一NH 和一NCO 在常温或低温条件下反应形成性能优异的涂膜对管件进行有效防护。聚脲涂料产品具有 VOC 排放低，自干或低温干燥，涂膜具有一定弹性适应管件弯曲和卡压，涂膜耐老化性优异等特点。聚脲燃气管道涂料和电泳底漆配套使用可以提升厂家管件的产品质量和施工质量，涂膜达到老化和盐雾性双 1000 h 的性能，有效提升燃气管道项目的整体质量和工程进度。

聚脲燃气管道涂料具有施工固体含量高，能降低 VOC 排放污染，干燥性优异，能节约能源,抗压扁性合格适应施工，耐盐雾性和耐老化性优异等特点。该产品的应用能达到提升生产管件质量、提升施工质量、工件长效防护等目的具有很好的市场应用和推广价值。

聚脲涂料经过多年的研究和经验积累逐步走向应用,特别是近年聚脲涂料从防水领域逐步应用于防腐、工业、风电等领域，其应用和发展均取得了很大的进步。聚脲涂料产品具有固体含量高、低温干燥、耐候性优异、可塑性强等特点，针对燃气管道和零部件领域的应用研发聚脉产品，使得聚脲类产品有了更多的应用领域。聚脲燃气管道涂料达到优化管道生产、提升管道防护质量、提高管道施工质量功能，能够为生产燃气管道的厂家节省大量的能源，增强燃气管道产品的竞争力，提升燃气管道的施工质量。

熔结环氧粉末涂层（Fusion bond epoxy coating，简称FBE）是一种以空气为载体进行输送和分散的热固性重防腐环氧粉末涂料， FBE与金属表面以化学键方式牢固结合，涂层坚硬、光滑、输送流体流动阻力小，耐磨、耐弯曲、耐化学腐蚀性优良，具有较强的抗阴极剥离能力等优点。另外，FBE施工过程中，不会产生废水、废气和固体废弃物，是一种环保型涂料。

目前FBE在国内外已广泛应用于供水、通风、化工、石油钻杆等多个专业领域，经过不断的发展完善，这项技术已经走向成熟。在国内海洋石油平台中的部分管线系统中，同样也采用了内涂FBE的防腐形式。

但由于FBE的固有特性，FBE的设计、施工、检验等环节均需高标准要求才能保证涂层不易失效。通常，FBE失效的原因主要有以下几种：

①涂料质量原因：为了降低成本而在生产环氧树脂中添加一定比例的价格较低的聚酯中间体，以次充好导致涂层失效；弃用材料价格比较高的改性环氧，以低代高导致涂层失效；运输和贮存时粉末涂料结块、吸潮、变质导致涂层失效；

②施工质量原因：基材表面处理不达标，包含但不限于清洁度、除锈等级、锚纹深度、油污、焊道处理等不满足要求而导致涂层失效。FBE的涂敷工艺，厚度、尤其是固化工艺的控制不满足标准要求或粉末厂家推荐，不完全固化或过固化等导致涂层失效；

③涂料选择原因：未按照所服役的基材和环境合理选择环氧粉末的类型而导致涂层失效。

上述这些均属于常见的FBE设计和施工问题。目前有很成熟的标准和体系可以解决，可以保证FBE的质量。但是对管线在总装现场如何较好地进行管线补口问题的研究相对较少且薄弱。若是管线补口质量不佳，则补口位置极易发生腐蚀，尤其是大阴极小阳极的电偶腐蚀。该部位的局部腐蚀易向纵深发展，导致在补口位置发生腐蚀穿孔，造成泄露。所以在总装现场有局限的施工环境、工机具、施工窗口等客观因素的制约下，补口的相关技术成为研究的重中之重。

海管具有几乎不受环境影响、可连续输送、输油效率高、运输能力强等优点。但是管道敷设于海底，部分管道还有一定的埋深，这对管道腐蚀的监检测和维修带来困难。海管输送介质非常复杂，从输送介质角度可以分为：干气管道、湿气管道、回注水管道、原油管道和混输管道。输送介质中的酸、碱、盐、酸性气体、砂质和细菌等都会对管道造成内腐蚀。虽然管道在设计阶段已经留出了腐蚀裕量，且在生产过程中一般会采取脱水、脱盐、脱酸性气和加注化学药剂等防腐方法，但是受材质缺陷、施工损伤、药剂使用不当和介质腐蚀的综合作用，海管仍然面临着严峻的内腐蚀失效风险。对海管的内腐蚀情况进行监测，及时发现潜在的失效风险，避免管道泄漏造成的经济损失和环境污染，具有重要意义。

需要重点腐蚀监测的海底管道输送从介质角度分类包括：油气水混输管道、油水混输管道和湿天然气管道，均属于多相混输。随着油气田开发时间的延长，管道输量、含水率和酸性气体一直在变化；海管内腐蚀还受微生物腐蚀、采出水中无机物结垢、原油析蜡、砂砾沉积、腐蚀产物沉积附着和管道高程的影响，腐蚀诱因十分复杂，所以现有内腐蚀监测技术的可靠性和检测精度与客户需求之间矛盾尖锐。大多数腐蚀监测技术对于局部腐蚀监测仍然十分粗略，难以对局部腐蚀速率和发生位置进行可靠的预测，而这却是客户最需要解决的问题。腐蚀监测的发展方向是将无损检测技术与腐蚀在线监测技术融合应用，结合多种检测技术的优点，综合评价海管的腐蚀状态。

海洋大气环境湿润含盐量高，现役腐蚀监检测装置电器元件设计应用环境以陆地油田为主，难以在恶劣环境中持续工作，故障频发，海管内腐蚀监测装置海洋环境适用性亟需提升。

随着管理升级和政策导向，海上平台数字化和无人化是未来的发展方向，内腐蚀监测技术也应贴合市场需求，融合通讯技术，将输出数据由平台实时传输至陆地分析解读，实现内腐蚀数字化远程管理。

海管内腐蚀环境复杂多样，且海管内腐蚀类型还存在交互影响，腐蚀速率普遍高于陆地油气管道。海管失效事故一旦发生,不但会造成设备设施非计划停工、生产停滞带来巨大的经济损失,而且还会对社会和环境产生严重的影响。相比陆地油气管道，海管跨度长，水下施工成本昂贵，更需要合理的腐蚀监测体系来正确地掌握海管的腐蚀状态、确保油气管道的安全运行。