浅谈水泥砂浆内衬在沙特海水淡化管道中的应用

水泥砂浆衬里管道防腐技术
董学旺
【期刊名称】《油气田地面工程》
【年(卷),期】2000(019)003
【摘要】水泥砂浆衬里管道内防腐是采用各种成型工艺,将搅拌好的水泥砂浆,在清理过的管道内壁上按照设计厚度要求,分一次或多次涂衬,经过一定时间养护后,形成一个与管内壁紧密结合的高强度圆壳体内衬层.利用水泥砂浆特有的碱性,使管道内表面形成钝化膜而得到保护的技术,已被国内外水管道的内防腐广泛采用,普遍认为,它是一种无公害、无毒、易施工、造价低、有前途的管道防腐技术.
【总页数】2页(P43-44)
【作者】董学旺
【作者单位】石油工程技术研究院,天津市塘沽区,300451
【正文语种】中文
【中图分类】TE9
【相关文献】
1.管道水泥砂浆衬里失效机理及对策 [J], 孙静;崔友坤
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5.水泥砂浆衬里在输水钢管内壁防腐中的应用 [J], 陈应新
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海水淡化处理技术在沙漠治理中的应用沙漠化是全球面临的重大环境问题之一，对人类社会和生态系统造成了严重的影响。

其中，水资源短缺是沙漠化地区面临的主要挑战之一。

海水淡化技术，作为一种将海水转化为淡水的方法，为解决沙漠地区的淡水资源问题提供了新的可能性。

本文将探讨海水淡化技术在沙漠治理中的应用，并分析其潜力和挑战。

海水淡化技术概述海水淡化技术是指通过物理、化学或生物方法，将海水中的盐分和其他杂质去除，从而得到淡水的过程。

目前常用的海水淡化技术包括热法、膜法和电化学法等。

热法海水淡化技术热法海水淡化技术利用热能将海水中的水分蒸发，然后通过冷凝收集蒸发后的水分。

这种方法包括多级闪蒸（MED）和太阳能蒸馏等。

热法海水淡化技术的优点是蒸发效率高，淡水产量大。

然而，这种方法需要大量的热能输入，通常依赖于化石燃料等不可再生能源，且设备和运营成本较高。

膜法海水淡化技术膜法海水淡化技术通过半透膜将海水中的盐分和其他杂质与水分分离。

这种方法包括反渗透（RO）和纳滤（NF）等。

膜法海水淡化技术的优点是操作简便，能耗较低，且可以处理不同浓度的海水。

然而，膜的过滤效率和耐久性是这种技术的主要挑战。

电化学法海水淡化技术电化学法海水淡化技术利用电化学反应将海水中的盐分转化为氯气等物质，从而实现淡化。

这种方法包括电渗析和离子交换等。

电化学法海水淡化技术的优点是能耗较低，且可以同时实现海水的消毒和淡化。

然而，这种技术的稳定性和长期运行效率仍需进一步研究。

沙漠治理中的应用在沙漠治理中，海水淡化技术可以提供淡水资源，支持沙漠地区的生态恢复和可持续发展。

具体应用包括：生态用水供应沙漠地区的水资源短缺导致生态系统的退化。

海水淡化技术可以为沙漠地区的植物和动物提供淡水，支持生态用水供应。

通过淡化海水，可以满足沙漠地区植物的生长需求，促进植被的恢复和生态系统的稳定。

农业灌溉沙漠地区的土地资源有限，但通过海水淡化技术获得的淡水资源可以为农业灌溉提供重要的支持。

探讨海洋工程用水泥混凝土材料的应用现状及发展摘要：开发海洋资源、利用海洋空间在陆地资源日益趋紧的今天已成为人类生存与发展的重要途径之一。

而开发海洋资源、利用海洋空间都离不开海洋构筑物。

在海况条件下，水泥混凝土（R.C.）和预应力混凝土（P.C.）的耐久性和经济性比钢优越；轻质混凝土和钢纤维混凝土抗冲击和抗疲劳等性能也比较好，因此，自七十年代初期起，在海洋工程中的应用日益广泛，发展迅速。

关键词：海洋工程；水泥混凝土；现状0引言海工混凝土指的是一种在海洋工程建造过程中经常用到的水泥混凝土材料，它具有高性能，高耐久性和高加工性等特点。

海洋工程中的混凝土建筑物根据它所处的位置具体可以分为近岸和离岸两种。

像海上浮动功能平台、海上风电基础、以及海上人工岛屿等都属于是离岸建筑物，而像防波堤、集装箱码头和跨海桥梁等则都属于是近岸建筑物。

目前我们已知的最常见的建筑材料包括钢材、木材和水泥混凝土，而在这些建筑材料中使用最为广泛的就是水泥混凝土，这种建筑材料与其他建筑材料相比，在海工的施工过程中优点尤为突出，例如海底隧道和海上钻井平台等使用的都是它。

据有关资料显示，随着经济的发展速度加快，21世纪将会是水泥混凝土在海工建设中应用最多的世纪。

此外，水泥混凝土在海洋环境中的耐久性也是一个值得深思的问题，因为水泥混凝土处在海洋环境下会受到海盐浸泡、氯离子渗透等，因此，混凝土在海洋环境中的抗腐蚀也是本文所要解决的问题。

1概述海洋工程（Marineengineeing）是一个广义的定义，它包括海堤、码头、浮坞、灯塔、港口等工程的设计与施工在内，近年也包括近海石油钻探平台和贮油平台工程在内；而近海工程（Offshoreengineering）则单指后者。

我国最近也多采用海洋工程一词以代替近海工程一词。

本文所述的海洋工程乃系泛指。

应用于海洋工程的混凝土不同于岸上（陆上）的结构混凝土。

处于海洋环境中的混凝土结构可分为三个主要区域：①浪溅区这是最高潮水平以上的区在这里混凝土可能发生干湿和冻融循浪溅中海水的盐也可能积聚在此区环上。

管道内衬技术的应用管道内衬技术的应用摘要：非开挖内衬技术优点众多，在埋地管道的修复中应用广泛。

其施工工艺有多种，本文详细阐述了七种典型修复工艺的含义、优点、缺点及适用状况，并以表格形式归纳出来。

关键词：水处理；设备；管道；管件；防腐一、穿插内衬修复法穿插内衬法指在旧管道中拖入新管，然后在新旧管中间注浆稳固的方法。

通常使用的穿插内衬管有PE、GRP(玻璃增强热固性塑料或玻璃钢)、PVC(聚氯乙烯)管等。

该方法适用于燃气管道、供水管道、化学管道及工业管道等。

穿插法的优点：施工工艺简单，易学易做，对工人的技术素质要求低；施工速度快，分段施工时对交通和周边环境的影响轻微；仅使用绞车等一般市政施工设备，不需要专用的设备，投资少、施工成本低；在排水管道中可以实现不停水施工。

缺点：由于新插管的外径不宜大于旧管内径的90％，故其过流断面损失较大，穿插入新管后，流量有明显损失；环形间隙要求注浆，但由于环状间隙较小，注浆较困难。

一次性穿插长度受作业段的作业空间、回拖设备的能力、管材强度的限制。

二、缩径法缩径法是指通过机械作用使塑料管道的断面产生变形，如缩小直径或改变形状，然后将新管送入旧管内，最后通过加热、加压或靠自然作用使其恢复到原来的形状和尺寸，从而与旧管形成紧密配合的方法。

适用修复的管道类型为重力管道和压力管道，单次修复管线长度可达1km。

适用管材包括HDPE，MDPE，PE等。

根据内衬管变形时的能量来源，缩径法分为两类：冷轧法和模具拉拔法。

冷轧法使用一组滚轧机靠径向约束挤压变形。

拉拔法使用一个缩径模具，牵拉新管强行通过，使塑料管的长分子链重新组合，靠轴向拉伸变形使管径减小。

小直径的管道可在常温下拉拔，大直径的管道通常在加温的条件下拉拔。

缩径法的主要优点：新旧管之间配合紧密，不需注浆，施工速度快；管道修复后的过流断面的损失很小；可适应大曲率半径的弯管，可长距离修复；可用于旧管道结构性和非结构性损坏的修复。

缺点：主管道与支管间的连接需开挖进行；旧管的结构性破坏会导致施工困难；这种施工方法的设备昂贵，缩径尺寸有限，施工成本较高；模具拉拔法是一个连续的施工过程，一旦开始施工便不能中途停止，因为绞车停止牵拉时变形管就会开始恢复形状，暂停后难以再置入旧管道内。

聚合物砂浆衬里管道防腐蚀技术秦山核电站三期工程采用聚合物砂浆诲水管道的衬里，增加抗蚀能力，满足电站安全运行40年的要求。

上海金山石化总厂DNl800mm 海水钢质管道所采用的衬里材料是有机硅聚合物砂浆，经过近25年运行，如今仍完好如初。

而用普通水泥砂浆，仅用xx年就被腐蚀剥落，钢质管道被腐蚀穿孔。

海水中含有镁和钠的氯酸盐，与混疑土中钙和硅发生化学反应生成石膏析出，反应如下。

3CaOSiO2+6H203Ca(OH)2+3H2SiO3生成的Ca(OH)2即与海水中NaCl、MgC12进行置换反应，即Ca(OH)2+MgCl2Mg(OH)2+CaCl2Ca(OH)2+NaCl2NaOH+CaCl2随着CaCl2的溶析Mg(OH)2则生成化石结晶体膨胀，表面为松散的沉淀体，它会被流动的水冲刷掉，导致砂浆衬里的失效，钢质管道被腐蚀穿孔。

秦山核电站三期工程RSW和CCW冷却水取自于东海杭州湾的海水，海水的氯离子含量在5703～8703mg／L溶解氧在9．48mg／L左右，pH值7．1～8．3。

总含盐量高达1％，在含盐量中，含有硫酸盐1700mg／L左右，镁盐620mg／L，铵盐60mg／L左右，对普通水泥砂浆衬里具有较强的侵蚀作用。

在砂浆中加入聚合物能有效地防止Ca(OH)2的析出，阻止海水氯化物、硫酸盐的置换反应。

与此同时，加入少量有机硅能增加砂浆层的透气性和砂浆表面的抗水性，在管道中压力突然发生骤变时，能瞬间释放衬里和管壁之间的能量，从而防止衬里的崩裂。

这就是有机聚合物衬里耐腐蚀耐久的主要原因。

有机硅聚合物改性砂浆的成分与配比如下。

(1)有机硅聚合物改性砂浆的结构成分。

①硅酸盐水泥标号525#符合GBl75xx标准。

②砂粒级配DN610mm口径以上管体采用粒度按BS-534-29标准，其余按AWWA-C205标准。

③D504聚合物。

④粉煤灰采用超细优质(Ⅰ或Ⅱ)级粉煤灰。

⑤水溶性有机硅最适宜于硅酸盐建材防水、防腐。

供水输水管线水泥砂浆内衬厚度及允许公差随着城市化进程的加快，供水输水管线建设正在成为城市基础设施建设的重要组成部分。

而对于供水输水管线的内衬材料和厚度，是确保管线运行安全可靠的重要因素之一。

在供水输水管线的内衬材料中，水泥砂浆起着重要作用。

水泥砂浆内衬的厚度及其允许公差，直接关系到管线的使用寿命和安全运行。

下面，将围绕供水输水管线水泥砂浆内衬厚度及允许公差展开讨论。

一、水泥砂浆内衬的作用和重要性水泥砂浆内衬是供水输水管线的内部保护层，它的作用主要有以下几点：1. 保护管道：水泥砂浆内衬可以有效保护供水输水管线内部免受腐蚀和侵蚀，延长管道的使用寿命。

2. 提高管道内壁的光滑度：水泥砂浆内衬能够提高管道内壁的光滑度，减小水的阻力，提高供水输水效率。

3. 固定管道：水泥砂浆内衬可以固定管道的位置，防止管道在使用过程中的晃动和变形。

从以上作用可以看出，水泥砂浆内衬对于供水输水管线的运行安全具有非常重要的作用。

二、水泥砂浆内衬厚度的要求和允许公差在供水输水管线建设过程中，水泥砂浆内衬的厚度及其允许公差是需要严格控制的。

根据相关标准和规范的要求，水泥砂浆内衬的厚度一般要求在一定范围内，并且允许有一定的公差。

具体要求如下：1. 水泥砂浆内衬的厚度一般在20-30mm之间，具体厚度视管道材质和尺寸而定；2. 允许公差一般在±5mm以内。

对于水泥砂浆内衬厚度的要求和允许公差，严格控制是非常必要的。

如果水泥砂浆内衬的厚度过薄或者超出允许公差范围，都会对管道的使用安全带来一定的风险。

三、个人观点和理解作为文章的撰稿人，我对水泥砂浆内衬厚度及其允许公差有着自己的一些看法。

我认为在供水输水管线建设中，严格控制水泥砂浆内衬的厚度及其允许公差是非常重要的，这关系到管线的使用寿命和安全运行。

我认为在实际建设过程中，要加强对水泥砂浆内衬施工质量的监督和检验，确保水泥砂浆内衬的厚度和公差符合相关要求。

我认为在未来的供水输水管线建设中，可以借鉴先进的施工技术和管理经验，进一步完善对水泥砂浆内衬厚度及允许公差的控制，以提高管线的运行安全和可靠性。

新型混凝土材料——海水海砂混凝土的应用前景一、引言混凝土是建筑领域中最常用的材料之一，具有优良的力学性能、耐久性以及耐火性能等特点。

随着科技的不断发展，人们对混凝土材料的性能与应用要求也越来越高，传统的混凝土材料已经不能完全满足需求。

而海水海砂混凝土作为一种新型混凝土材料，具有独特的优势，其应用前景备受关注。

二、海水海砂混凝土的基本特性1. 海水海砂混凝土的定义海水海砂混凝土是一种混合使用海水和海砂的混凝土材料，其水泥、骨料和添加剂的种类、比例等参数与传统混凝土有所不同。

2. 海水海砂混凝土的材料特性（1）高耐久性：海水海砂混凝土中添加了适量的添加剂，能够增强其耐久性，使其更能够适应海洋环境的侵蚀。

（2）抗冻性：海水海砂混凝土中添加了适量的添加剂，能够增强其抗冻性，使其在寒冷环境下依然能够保持良好的性能。

（3）高韧性：海水海砂混凝土中添加了适量的添加剂，能够增强其韧性，使其更能够适应海洋环境的震动与冲击。

（4）环保性：海水海砂混凝土中使用的是海水和海砂等资源，不会对环境产生污染。

三、海水海砂混凝土的应用前景1. 海上建筑海水海砂混凝土的高耐久性和抗冻性能，使其成为海上建筑的首选材料。

比如海上风力发电场、海上油田等建筑，都需要使用高强度、高耐久性的混凝土材料，而海水海砂混凝土正好符合这些要求。

2. 海岸护坡海岸护坡是保护海岸线的重要工程，传统的护坡材料一般为水泥混凝土或石头等，这些材料在海洋环境中容易受到侵蚀。

而海水海砂混凝土具有高耐久性和韧性，能够更好地适应海洋环境，因此可作为海岸护坡的材料。

3. 海底隧道海底隧道是连接两个陆地之间的重要通道，其建造需要使用高强度、高耐久性的混凝土材料。

而海水海砂混凝土具有高强度和高耐久性，因此可作为海底隧道的材料。

4. 海洋工程海洋工程包括海上油田、海上风电场、海上桥梁等建筑，这些工程需要使用高强度、高韧性的混凝土材料。

而海水海砂混凝土具有高韧性和高强度，因此可以作为海洋工程的重要材料。

聚合物砂浆衬里管道防腐蚀技术秦山核电站三期工程采用聚合物砂浆诲水管道的衬里，增加抗蚀能力，满足电站安全运行40年的要求。

上海金山石化总厂DNl800mm 海水钢质管道所采用的衬里材料是有机硅聚合物砂浆，经过近25年运行，如今仍完好如初。

而用普通水泥砂浆，仅用xx年就被腐蚀剥落，钢质管道被腐蚀穿孔。

海水中含有镁和钠的氯酸盐，与混疑土中钙和硅发生化学反应生成石膏析出，反应如下。

3CaOSiO2+6H203Ca(OH)2+3H2SiO3生成的Ca(OH)2即与海水中NaCl、MgC12进行置换反应，即Ca(OH)2+MgCl2Mg(OH)2+CaCl2Ca(OH)2+NaCl2NaOH+CaCl2随着CaCl2的溶析Mg(OH)2则生成化石结晶体膨胀，表面为松散的沉淀体，它会被流动的水冲刷掉，导致砂浆衬里的失效，钢质管道被腐蚀穿孔。

秦山核电站三期工程RSW和CCW冷却水取自于东海杭州湾的海水，海水的氯离子含量在5703～8703mg／L溶解氧在9．48mg／L左右，pH值7．1～8．3。

总含盐量高达1％，在含盐量中，含有硫酸盐1700mg／L左右，镁盐620mg／L，铵盐60mg／L左右，对普通水泥砂浆衬里具有较强的侵蚀作用。

在砂浆中加入聚合物能有效地防止Ca(OH)2的析出，阻止海水氯化物、硫酸盐的置换反应。

与此同时，加入少量有机硅能增加砂浆层的透气性和砂浆表面的抗水性，在管道中压力突然发生骤变时，能瞬间释放衬里和管壁之间的能量，从而防止衬里的崩裂。

这就是有机聚合物衬里耐腐蚀耐久的主要原因。

有机硅聚合物改性砂浆的成分与配比如下。

(1)有机硅聚合物改性砂浆的结构成分。

①硅酸盐水泥标号525#符合GBl75xx标准。

②砂粒级配DN610mm口径以上管体采用粒度按BS-534-29标准，其余按AWWA-C205标准。

③D504聚合物。

④粉煤灰采用超细优质(Ⅰ或Ⅱ)级粉煤灰。

⑤水溶性有机硅最适宜于硅酸盐建材防水、防腐。

2024年聚合物砂浆衬里管道防腐蚀技术秦山核电站三期工程采用聚合物砂浆诲水管道的衬里，增加抗蚀能力，满足电站安全运行40年的要求。

上海金山石化总厂DNl800mm 海水钢质管道所采用的衬里材料是有机硅聚合物砂浆，经过近25年运行，如今仍完好如初。

而用普通水泥砂浆，仅用xx年就被腐蚀剥落，钢质管道被腐蚀穿孔。

海水中含有镁和钠的氯酸盐，与混疑土中钙和硅发生化学反应生成石膏析出，反应如下。

3CaOSiO2+6H203Ca(OH)2+3H2SiO3生成的Ca(OH)2即与海水中NaCl、MgC12进行置换反应，即Ca(OH)2+MgCl2Mg(OH)2+CaCl2Ca(OH)2+NaCl2NaOH+CaCl2随着CaCl2的溶析Mg(OH)2则生成化石结晶体膨胀，表面为松散的沉淀体，它会被流动的水冲刷掉，导致砂浆衬里的失效，钢质管道被腐蚀穿孔。

秦山核电站三期工程RSW和CCW冷却水取自于东海杭州湾的海水，海水的氯离子含量在5703～8703mg／L溶解氧在9．48mg／L左右，pH值7．1～8．3。

总含盐量高达1％，在含盐量中，含有硫酸盐1700mg／L左右，镁盐620mg／L，铵盐60mg／L左右，对普通水泥砂浆衬里具有较强的侵蚀作用。

在砂浆中加入聚合物能有效地防止Ca(OH)2的析出，阻止海水氯化物、硫酸盐的置换反应。

与此同时，加入少量有机硅能增加砂浆层的透气性和砂浆表面的抗水性，在管道中压力突然发生骤变时，能瞬间释放衬里和管壁之间的能量，从而防止衬里的崩裂。

这就是有机聚合物衬里耐腐蚀耐久的主要原因。

有机硅聚合物改性砂浆的成分与配比如下。

(1)有机硅聚合物改性砂浆的结构成分。

①硅酸盐水泥标号525#符合GBl75xx标准。

②砂粒级配DN610mm口径以上管体采用粒度按BS-534-29标准，其余按AWWA-C205标准。

③D504聚合物。

④粉煤灰采用超细优质(Ⅰ或Ⅱ)级粉煤灰。

⑤水溶性有机硅最适宜于硅酸盐建材防水、防腐。

工程管理2018年第14期331在上个世纪初，低价的河砂被认为是取之不尽、用之不竭的资源。

但是随着各国建筑的快速发展，河砂资源出现了短缺的现象，采用淡化海砂代替河砂走向“就近取材”是建筑用砂在工程建设中的重要发展方向。

我国对淡化海砂的研究起步较晚，在上个世纪90年代正式提出了淡化海砂的概念，《建筑用砂》（GB/T14684—2001）已经明确将淡化海砂归类为天然砂，海砂经过淡化处理以后氯盐、硫酸盐、贝壳等有害物质明显减少。

淡化海砂作为建筑材料，在10年前已经应用到了建筑工程中。

1　建筑工程应用淡化海砂的意义由于我国城市化的快速发展，陆地上的河砂不断的在减少，同时过度的去开采河砂会造成环境的破坏，因此淡化海砂应用到建筑工程中被研究人员关注。

与河砂相比，淡化海砂有含泥量较少、成本较低、颗粒形状好的优点。

而且我国大陆海岸线长达1.84万公里，领海面积有470万平方公里，沿海地区有着特别丰富的海砂资源，发掘的潜力很大。

淡化海砂的含泥量较低、粒形优良、细度均匀适合配置混凝土。

然而在海砂中存在氯盐、硫酸盐等腐蚀性盐类，政府已经规定，没有经过处理的海砂不能用到建筑工程中。

因此，合理的利用淡化海砂，可以解决沿海地区河砂短缺的问题。

2　海砂中有害物质的处理方法2.1　淡水冲洗海砂淡水冲洗海砂，是通过离心机械、积水的设备、排水的设备等工序对海砂进行处理，每个工序都应该达到规定的标准，确保海砂淡化以后的质量，使淡化海砂能够满足建筑工程的要求。

这种方法对海砂进行淡化处理所用的时间较短，同时质量也能够得到保证。

在处理时需要较大的场地，不适合在淡水短缺的地方使用该方法。

2.2　海砂中掺入阻锈剂技术人员根据混凝土的配合比，通过计算和有关的规范要求，在混凝土中加入一定量的阻锈剂，并在搅拌混凝土时按量加入。

该方法使用简单、技术含量较高、淡化海砂混凝土的质量能够得到保证。

需要技术人员精准的计算和施工时的按要求施工。

2.3　海砂与河砂混合海砂与河砂按照一定比例互掺可以降低海砂中氯盐、硫酸盐等的含量。