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管道內壁腐蝕與介質的化學性質、溫度、壓力、流速有關，介質中所含的酸、堿、鹽和其它化學物質與管道內壁發生化學和電化學反應，直接腐蝕管道?；S、煉油廠、油田污水中所含的油和溶劑會使內涂層溶脹、溶解，使其降低防腐性能。介質的流速和固體顆粒的磨損會加速涂層的破壞，介質溫度升高會增加介質的腐蝕性，而且使內涂層變軟，降低機械強度，失去粘結力，降低電性能，加速涂層老化。所以要根據介質的上述性質、狀態，設計選擇涂層的材料、涂層結構和涂層厚度。為了更合理更經濟的選擇涂層，輸水管道應分為輸送常溫普通水和輸送油田、煉廠的含油、含化學添加劑、含酸堿鹽而且帶有一定溫度的工業污水兩類，對后者的防腐層需要提高等級并有某些特殊要求。

4.1常溫普通水管道內防腐層

4.1.1 內腐蝕環境

本節鋼質輸水管道輸送的是飲用水、江河水、海水、湖水和生活污水，溫度為常溫，流速處于層流速狀態。

4.1.2 內腐蝕等級

根據上述輸送介質的化學性質和物理狀態，內腐蝕等級可分為弱腐蝕、中等腐蝕和強腐蝕三個等級，見表4-1。

表 4-1  腐蝕環境和防腐層等級

4.1.3 內防腐層要求

管道內防腐層有兩個功能，一是防腐，二是減阻。管道內防腐層的要求與外防腐層基本相同，見本書第三章3.1.3節，包括：電性能、機械性能、穩定性、抗微生物破壞性能、施工工藝性能、經濟指標和低碳、節能環保要求。因管內有流動的液體，液體中含固體顆粒，管內襯層要抵抗固體顆粒的磨蝕，要有一定的耐磨性能，其測試方法包括國標GB/T 1768-1979《漆膜耐磨性測定法.》和國際標準ASTM D969-93《路標漆滲色程度的實驗室試驗方法》。內襯層要有減阻作用，隨著表面粗糙度的降低，摩擦系數也相應地減小，摩擦系數降低的比率隨著雷諾數的增加及管徑的減小而增加。管徑對減小摩擦系數的影響，隨著雷諾數的增高而有所減少。當雷諾數在10⁵～10⁷時，摩擦系數的變化最大。內表面粗糙度為4.5μm的工業管道內涂后可提高液態介質輸送能力22%，輸氣管道則是24%，在相同輸量下液體壓降低將減少33%，或者可縮小管徑8%。管道內涂襯將帶來減少輸送能耗、增加輸量、縮小管徑等經濟收益。

4.1.4 內防腐層的種類與標準

管道內防腐層主要有環氧類、聚氨酯類、水泥砂漿和聚合物砂漿襯里。

早在1957年，美國天然氣協會（AGA）進行了一項稱為NB14的天然氣管道內表面涂層研究，對38種不同類型的用于天然氣管道內涂層的材料進行了對比和篩選，最后得出結論，環氧樹脂涂料最優異。環氧樹脂涂料是以化學鍵與金屬結合，粘結力大，涂層堅硬，柔韌性好，抗滲透性強，耐水、耐溶劑性好，化學性質穩定，耐酸堿鹽侵蝕，收縮率低、熱膨脹系數小，可常溫施工，施工工藝簡便易行（詳見第7章7.10節液體環氧涂料防腐層）。

目前尚無用于管道內防腐的液體環氧涂料國家標準，有中石油行業標準SY/T 0457-2010《鋼質管道液體環氧涂料內防腐層技術標準》，但此標準是針對石油化工行業較嚴酷的腐蝕情況而制定的。在油田、煉廠、石油化工廠的污水中含有石油、石油制品、苯類和氯化烷烴，這些物質會溶解、溶脹有機涂層。在污水中還含有在酸洗、堿洗工藝匯總產生的酸、堿、鹽及各種化學添加劑。若生產車間和裝置出現生產事故，還會有高溫的油品和有機化工產品排入污水管網。因此提高了管道內涂層的防腐性能。若在輸送常溫普通水質、生活污水、海水等情況下，選用此標準會過度提高涂料的成本，提高涂層的造價，不適當地增加工程投資，不宜采用。美國國家標準協會/美國自來水廠協會的ANSI/AWWA C210-07《鋼質水管道液體環氧內外防腐層》比較全面科學地制定了輸水管道液體環氧涂料的技術要求，經濟實用，完全適合與我國的普通輸水管道。

ANSI/AWWA C210-07部分內容摘錄：

a）本標準特別說明

本標準對供水工業提供選擇和評定用在自來水供水工業系統的液體環氧涂料的指導原則，并對在自來水供水工業鋼質水管道使用的襯里和涂層設定最低要求。

當輸送水的含沙量或流速超過通常水平時，建議此標準的使用者考慮增加內襯層厚度，或用水渠代替。

如果預計已經涂敷的管子會在地面上存放相當長時間，應采取措施使涂層不受紫外線和大氣、環境及其他條件的影響發生降解。

b）涂料和襯里結構

① 一層雙組份化學固化的環氧底漆和一層多多層不同型號的雙組份、化學固化的環氧面漆。

② 兩層或多層同型號的雙組份、化學固化的環氧涂料，在此情況下，第一層可認為是底漆。

③ 單層、雙組份、無溶劑、化學固化的環氧涂料。

c）液體環氧涂料

本標準使用的涂料是呈液體狀態、化學固化的環氧涂料。固化劑可以是胺類、胺加成物、苯甲氨基醇、聚胺類或其他環氧固化劑。環氧樹脂可以用煤焦油、酚醛樹脂或其他改性材料進行改性。用在底漆和面漆的材料應由同一生產廠生產。

d）涂層厚度

外涂層和襯里的最小和最大干膜厚度（簡稱DFT）由用戶規定。最小干膜厚度應 為406μm（14 mils）。

e）內防腐層要求

在固化后、埋地前，涂層體系應是一個連續的涂膜，沒有針孔，沒有第5.1節所描述的缺陷，并應通過第5.1.5條的電檢測。

f）涂敷管內防腐層檢驗

在車間或現場涂敷的環氧涂層體系的檢測試驗要求

g）實驗室涂敷試件檢驗

在實驗室涂敷試件的檢測試驗要求

h）涂敷施工

優先使用無氣噴涂法或離心葉輪式涂敷機。

用于管道內防腐的液體環氧涂料品種很多，涂料中成份不同，價格不同，性質也有差異，用途上各有側重，如環氧煤瀝青主要用于污水、海水、工業用水，環氧鈦白漆、環氧陶瓷用于飲用水、江河水，環氧玻璃鱗片用于酸、堿、鹽水等強腐蝕性水質。根據水質的性質，選擇普通級、加強級和特加強級結構，見表4-2、表4-3和表4-4。

表4-2  普通級防腐層結構

表4-3  加強級防腐層結構

表4-4 特強級防腐層結構

（2）熔結環氧粉末防腐層

用高分子環氧樹脂制成固體粉末涂料，噴涂在加熱后的鋼管上，環氧粉末受熱后熔融，并發生固化交聯反應，形成防腐層。其技術要求詳見中國石油天然氣集團公司編制的SY/T 0442-2010《鋼質管道熔結環氧粉末內防腐層技術標準》。

（3）聚氨酯類涂料

聚氨酯類涂料根據配方的化學組成分為聚脲、聚氨酯（脲）和聚氨酯涂料。其技術要求見中國石油行標SY/T 4106-2005《管道無溶劑聚氨酯涂料內外防腐層技術規范》。

（4）水泥砂漿內襯層

鋼管、鑄管的水泥砂漿內襯層與管內壁緊密結合，耐沖擊性能很高，不易損壞，不僅給管內壁提供了物理性屏障，使水與管內壁隔離，還給管表面提供防腐蝕的化學環境。水泥砂漿含氫氧化鈣，是強堿性，PH值在12～13之間，在如此高PH值環境下，鋼鐵表面形成氫氧化鐵保護膜，使表面鈍化，減緩和防止腐蝕的發生。

當輸送含Cl^-、SO₄^2-、CO₃^2-、HCO^-等離子濃度高，水質偏酸性的情況下，水泥砂漿內襯將被腐蝕、碳化，失去對鋼鐵的保護作用。水泥砂漿被腐蝕、脹裂、破壞的原因詳見3.6章鋼筋混凝土管防護。近年來，國內外采用水泥砂漿中加入高分子樹脂或在水泥砂漿表面再涂液體環氧對水泥砂漿進行保護。

采用水泥砂漿襯里，尤其是聚合物水泥砂漿襯里是防止水管線內腐蝕的最常使用的方法，技術標準包括：國家標準《球墨鑄鐵管水泥砂漿離心法襯層一般要求》（GB/T 17457-98），石油行業標準《鋼質管道水泥砂漿襯里技術標準》（SY/T 0321-2000）。

（5）聚合物砂漿襯里

輸送鹽水、海水、酸堿污水不能采用水泥砂漿襯里，介質中的SO、Cl、CO、HCO等離子會浸蝕水泥砂漿，造成管道的腐蝕。在水泥砂漿中加入聚合物配制成聚合物砂漿，增加了抗水性能，涂層密實、粘結力大、機械強度高，耐腐蝕。中國秦山核電站三期工程海水管道采用聚合物砂漿襯里，增加了抗蝕能力，滿足電站安全運行40年的要求。上海金山石化總廠DN1800mm輸送海水管道，采用有機硅聚合物砂漿，運行25年，完好如初，而用普通水泥砂漿，僅10年就腐蝕剝落，鋼管穿孔漏水。

在水泥砂漿中加入水溶性聚合物、水乳化型聚合物、環氧樹脂、有機硅聚合物等都可配制出聚合物水泥砂漿，在攪拌機中按比例充分混合，攪拌均勻。得到較好塑性、致密的漿料，噴涂施工。有機硅聚合物改性砂漿的結構成份和配比見表4-5（據AWWA C 205標準）。

表4-5 有機硅聚合物改性砂漿成份配比

用低分子環氧樹脂配制成樹脂砂漿、用噴涂機噴涂，制成粘結力大、機械強度高、光滑致密、防腐性能極強的聚合物砂漿襯里，可以在鋼管、鑄管內作襯里，噴涂車可在現場施工。

4.2 含油熱水管道內防腐層

中石油行業標準SY/T 0457-2010 《鋼質管道液體環氧涂料內防腐層技術標準》是針對石油化工行業的使用要求編制的，對內防腐層性能提出了較高要求。

SY/T 0457-2010部分內容摘錄：

a）適用范圍：用于輸送溫度不高于80℃的原油、天然氣、水的鋼質管道內防腐層的設計、施工與驗收。輸送成品油的鋼制管道內防腐層也可參照本標準執行。

b）內防腐層等級及厚度

c）液體環氧涂料性能指標

d）液體環氧防腐層性能指標