Value Engineering
0引言
海底管道处于海洋环境，对于钢质的海底输水管道，其承受的外部化学及电化学反应环境相比较陆地管道要恶劣很多。由于管道长期处于海水（海泥）中，外部遭受海水环境腐蚀，而海泥也处于海水饱和状态，含盐量高，电阻率低，对于钢质管材具有较强的腐蚀性。同时，海底输水管道内部输送的淡水对管道内壁也会产生腐蚀影响。在外部海水和内部输送淡水的共同作用下，海底管道发生腐蚀是不可避免的。但海底管道又长期埋设于海床面下，管道腐蚀无论是在监测检查或是维护更换方面都面临较高的技术难度。在工程实践中，必须采取必要的措施减轻管道的腐蚀发生，延长管道的使用年限。
1钢质海底输水管道防腐方案选择1.1外防腐保护方案
钢管外防腐保护方案一般有涂层防护及阴极保护等。对于海底管道，一般采用涂层加阴极保护联合防腐的措施。
1.1.1涂层材料选择
自19世纪60年代埋地钢质管道投入使用，应用于管道外防腐的涂层主要包括沥青涂层、煤焦油瓷漆、胶带、双层聚乙烯、熔结环氧粉末（FBE/2FBE ，单层和双层）和三层聚乙烯（3PE ）。由于材料自身的
适用性及环境因素，沥青涂层、煤焦油瓷漆、胶带和双层聚乙烯目前已较少应用于海底钢管，FBE/2FBE 和3PE 是目前涂层市场的主流产品。实践表明，FBE/2FBE 和3PE 都具有使用寿命长、抗土
壤化学腐蚀、柔性好、电绝缘性好、耐阴极剥离等性能。主要差异在于：
FBE 成本相对较低，但其属多孔性薄涂层，耐冲击性能和耐水汽渗透性能较差，易被尖锐硬物碰破，在装卸、运输、铺管、回填过程中存在涂层破坏的风险。而且对于螺旋缝钢管，焊缝处涂层厚度较难控制。FBE 通常不能单独用于海底管道外防腐，几乎总是与混凝土配重层或保温层结合使用。对于钢质海底输水管道，由于输送介质的密度与海水密度较接近，对配重结构的要求比油气管道少，一般不设混凝土配重层，因此FBE 基本不用于钢质海底输水管道。
submarine2FBE 是在传统的防腐型粉末涂层外面再喷涂一层改性的保护型环氧粉末涂层，较大地提高了防腐层的机械性能，增强了防腐层的抗冲击能力、耐高温能力以及高温时的抗渗透性，同时保持了FBE 与阴极保护的相容性能，不会产生阴极保护屏蔽，其整体防腐层的厚度在600~1000μm 之间。成膜后涂层的抗冲击、抗弯曲、耐划、耐磨、耐热等性能要求很高。
3PE 由较薄的熔结环氧涂层、胶粘剂层和外部较厚的聚乙烯层构成，既保持了FBE 的优点，又具有耐磨、抗冲击、吸水率低、耐酸碱盐和微生物腐蚀、抗海水浸泡性能优异等优点。应用过程中需防止粘
结层失效，但随着工艺的不断完善，3PE 在国内外均得到了广泛的应用，目前还没有发生剥离防腐层下出现膜下腐蚀的案例。目前，海底钢管基本采用2FBE 或3PE 作为外防腐的涂层材料。
1.1.2阴极保护
阴极保护是将被保护的金属管道进行阴极极化，从而
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—基金项目：浙江省水利厅科技项目———跨海输水管道关键技术研
究（项目编号RB1512）。
作者简介：胡勇（1983-），男，湖北鄂州人，硕士研究生，高级工程
师，研究方向为跨海输水管道结构设计。
钢质海底输水管道防腐方案及牺牲阳极保护设计
Anticorrosion Scheme and Sacrificial Anode Protection Design for Steel Submarine Water Pipeline
胡勇HU Yong ；孙国强SUN Guo-qiang
（浙江省水利水电勘测设计院，杭州310002）
（Zhejiang Water Conservancy and Hydropower Survey and Design Institute ，Hangzhou 310002，China ）
摘要：钢质海底输水管道其强度高、运输方便、耐冲击、承受压力高但是钢管不耐腐蚀，海底输水管外部受海水浸泡，防腐条件差，
运行过程中基本无维护，且相比较油气管道，输水管道的外部一般不采用混凝土外包保护，因此对海底输水钢管的防腐要求较高，输水管道的防腐维护是海底管道安全重要保障。本文结合现有的材料防腐工艺及舟山市大陆引水工程的防腐设计，提出钢质海底输水管道防腐方案及牺牲阳极设计方法，提高海底输水钢管的使用年限。
Abstract:The steel submarine pipeline has high strength,convenient transportation,high impact resistance,high pressure,but the steel pipe is not corrosion resistant,the exterior of the submarine pipeline is soaked in seawater,the anticorrosion condition is poor,the operation process is basically no maintenance,and compared with the oil and gas pipeline,the exterior of the pipeline is generally not protected by concrete,so the anticorrosion requirement of the submarine pipeline is high.The anticorrosion maintenance of the pipeline is an important guarantee for the safety of the submarine p
ipeline.Combined with the existing material anticorrosion technology and the anticorrosion design of Zhoushan Mainland diversion project,this paper puts forward the anticorrosion scheme of the steel submarine pipeline and the design method of sacrificial anode,improving the service life of submarine water pipelines.
关键词：海底输水管道；钢管防腐；牺牲阳极Key words:submarine water pipelines ；anticorrosion of steel pipe ；sacrificial anode 中图分类号:TG174.41文献标识码:A 文章编号:1006-4311（2020）35-0121-02
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式中，W为管道所需牺牲阳极的重量；电流；T为设计保护年限；
85%；η1为阳极的利用率，
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