新型聚乙烯绝缘支架为能源管道安全护航 关键技术突破提升防腐绝缘性能

问题:公路、铁路、河流及隧道等穿越场景中,工程上常采用“主管道穿套管”的结构。穿越段空间有限、环境多变,一旦主管道与套管或其他金属构筑物发生电连接,杂散电流可能形成腐蚀回路,导致防腐层受损、阴极保护电流泄漏,从而显著增加腐蚀风险。同时,穿管过程存在拖拽摩擦和局部应力集中,若支撑与缓冲不到位,容易出现防腐层划伤、支架位移松动等隐患。 原因:从机理看,穿越段往往面临“电—化—力”耦合挑战。首先,轨道交通、电力设施等周边环境可能产生杂散电流,绝缘隔离不足会加速电化学腐蚀。其次,油气与化工介质输送管道常处于潮湿、含盐或化学腐蚀环境,对材料耐蚀性要求更高。再次,施工牵引、温度变化和地基沉降会引入压缩、拉伸及冲击载荷,对支撑构件的强度与抗蠕变能力提出更高要求。因此,兼具绝缘、耐腐和承载能力的支撑部件成为穿越段的关键配置。 影响:业内人士表示,绝缘支架虽是“小部件”,却直接影响穿越段的全寿命可靠性。一旦绝缘失效或支架滑移,可能导致阴极保护效果下降、维护频次增加;严重时会引发防腐层破损、局部穿孔等结构性风险,影响长输管道和城市燃气管网的运行安全。在化工及防爆区域,还需关注静电积聚与火花风险的管控。相反,支架选型合理、安装规范,可降低穿越摩阻,提高施工效率,并减少后期检修成本。 对策:目前工程中应用较多的是聚乙烯类绝缘支架,主要材料包括HDPE与UHMWPE。HDPE体积电阻率较高(可达1×10¹⁴Ω·cm量级),可有效阻断杂散电流;同时耐酸碱盐及油气介质,适应多种腐蚀环境;其抗压强度能够满足穿越承托需求,常见适用温度范围为-40℃至80℃。在高磨损或长距离拖拽工况下,UHMWPE因耐磨性更强、摩擦系数更低(约0.05—0.1),可更降低穿管阻力,并在抗冲击、抗蠕变上表现更好,适用于沙漠、山区等条件更苛刻的穿越段。

聚乙烯绝缘支架技术的完善与应用,反映了我国管道防腐工程材料、结构与施工规范上的持续进步。随着国内能源网络建设提速以及跨区域工程增多,该技术有望在更多复杂环境中发挥作用,为管道系统的安全运行提供更可靠的支撑。