介紹了各種管道防腐粉末涂料和涂裝工藝，其中熔結環氧粉末涂料和聚乙烯粉末涂料是給排水管道重要的防腐材料，通過兩者的配合使用，可以彼此彌補缺點，最大限度地發揮各自長處，特別適合大口徑給排水管道的防腐，在舉世矚目的南水北調工程中已有廣泛的應用。

    1 管道與防腐

    管道是氣體、液體等流體最有效的輸送方式，管道運輸不僅運輸量大、連續、迅速、經濟、安全、可靠、平穩以及投資少、占地少、建設及維護費用低，并可實現自動控制。各種管道像人的血管一樣，遍布全球，連接著城市與鄉村，連接著千家萬戶。我國正處在城鎮化建設的關鍵時期，城鎮化不應是車的河流、人的海洋、鋼筋水泥的森林，而應該是一個有機整體，而連接這個有機整體的是管道、電纜、道路等等。評價一個區域城鎮化水平的重要指標是供水、供氣、供暖、排水等與管道相關的因素。因為鋼質管道的承壓效果及耐老化性能，供水、供氣管道的主干線一般采用大口徑鋼管，這就把鋼管的防腐提到較高高度，可以說防腐的好壞決定著管道的使用壽命。埋地鋼管的腐蝕一直是個難題，直到上世紀五十年代，所使用的防腐涂層主要是煤焦油和瀝青，后來又出現了熱壓聚乙烯纏帶，這些材料在使用中被證明是有效的，但是由于環境污染、應用效率低、適應性差等原因限制了這些材料的使用，直到五十年代以后熔結環氧粉末涂層的出現，才使鋼管防腐出現了革命性變化，特別是近年來，熔結環氧粉末與聚乙烯涂層配合與結合應用，使管道防腐的水平達到了前所未有的高度，是一種較完美的組合防腐方式，在天然氣、原油、成品油、水、海水、污水等管道防腐領域大量使用。

    2 南水北調工程

    水資源是國民經濟增長及可持續發展的基本資源，水和石油、天然氣一樣，是一個國家、一個地區經濟運轉和社會活動賴以進行的最基本元素，在世界若干地區甚至出現了水貴于油的現象。隨著社會經濟的發展，人民物質生活和文化生活水平的普遍提高，人們對于水資源的需求將會越來越多。我國是一個正處在高速發展中的大國，人口眾多，人均水資源嚴重不足，僅僅是世界人均1/4，且水資源分布不均衡。南水北調是緩解中國北方水資源嚴重短缺局面的重大戰略性工程。我國南澇北旱，南水北調工程通過跨流域的水資源合理配置，大大緩解我國北方水資源嚴重短缺問題，促進南北方經濟、社會與人口、資源、環境的協調發展，分東線、中線、西線三條調水線。西線工程在最高一級的青藏高原上，地形上可以控制整個西北和華北，因長江上游水量有限，只能為黃河上中游的西北地區和華北部分地區補水；中線工程從第三階梯西側通過，從長江支流漢江中上游的丹江口水庫引水，自流供水給黃淮海平原大部分地區；東線工程位于第三階梯東部，因地勢低需抽水北送。（如圖所示）

    大量水的遠距離輸送不外乎采用兩種方式，即渠道輸水和管道輸水。渠道輸水是一種古老的輸水方式，并且至今仍在全世界廣泛采用。相對而言，管道輸水則是于近代才興起的一種新型輸水方式，承運的總輸水量可能也遠不及渠道多。但隨著科學技術的進步和新材料的應用，特別是西氣東輸、陜京線、春曉氣田等天然氣遠距離輸送工程為南水北調水的管道遠距離輸水積累了很多寶貴經驗，使管道輸水的價格效益（Costeffectiveness）不斷提高，已呈現出逐步替代渠道輸水的趨勢。管道運輸的優勢在于占用土地很少（僅需建各類泵站），對環境的影響很小，移民壓力小、運輸成本低，維護費用低、安全性能好、能耗少（以每噸公理運輸貨物消耗的能源計，管道運輸僅為鐵路的1/4，水運的1/3，公路的1/10，且不會出現“空載”問題）。

    全世界的城市生活和工業用水幾乎全部采用管道輸送；即使是農業灌溉，管道輸水方式也正逐步被人們認可，使用量逐年大幅度高速增長。據報道，許多發達和準發達國家農業灌溉用水的輸送都已基本上實現了管道化。南水北調東線和中線工程主要是解決沿線城市生活和工業用水，因而采用管道輸水的價格效益應該更高，所以國家決定南水北調部分輸送段采用管道輸送。雖然長輸天然氣管道可以提供很多借鑒，但是水管道有其特殊性，天然氣本身對涂層沒有滲透性，且對鋼質管道保持惰性，所以天然氣管道內壁一般不防腐，如有內涂層也主要為減小輸送阻力，以減少中途泵站，節約成本。而水管道中的水有一定滲透性，溶解氧的水在電解質的作用下會形成腐蝕電池，發生電化學反應，而使鋼管腐蝕，所以南水北調相對于西氣東輸有其特殊性，內壁必須防腐，且涂層必須達到飲用水標準。

    3、熔結環氧粉末涂料

    熔結環氧粉末是一種以環氧樹脂為基料的熱固性粉末涂料（加熱熔化，然后固化成膜，以后不再遇熱熔化），應用于管道防腐領域已有50多年的歷史，最早服役的環氧粉末涂料涂層防腐的管線現在還依舊發揮著它們的作用。熔結環氧粉末涂料是一種以空氣為載體進行輸送和分散的固體涂料，將其施涂于經預熱的鋼鐵制品表面，熔化、流平、固化形成一道均勻的涂層，故得此名，英文名稱FusionBondingEpoxyPowderCoatings，簡稱FBE。FBE的每個顆粒都均勻地包含所有組成成分，使涂敷的操作過程以及形成的涂層都具有連續穩定的均勻性。其優異的物理性能、化學性能、使用性能、耐久性能、安全環保性能、經濟性（涂層薄，只有300-500μm，成本低）得到防腐界普遍認可，顯示出其強大的生命力，經得起實踐和時間的考驗，廣泛應用于輸水、輸油、輸氣等方面，并發揮著其獨特作用。幾十年來，經過不斷的發展完善，這項技術已經走向成熟。在不同的管徑、不同的傳輸介質、不同的連接方式、不同的地理環境都有出色的表現。由于每個環氧樹脂分子上具有兩個以上的活性官能團（羥基和環氧基），固化后形成立體網狀分子結構，而且能跟鋼鐵表面發生化學反應形成化合鍵，所以具有極好的附著力和剛性。從陸地到海洋，從城市到鄉村，從赤道到極地，從平原到山地、河流、湖泊，從西伯利亞草原到非洲沙漠，從美洲大陸到中東海灣，都有FBE的應用實例。

    4、管道工程用聚乙烯粉末涂料

    管道工程用聚乙烯粉末是一種以非極性的低密度和線性低密度聚乙烯為基料的熱塑性粉末涂料（可反復熔化），其歷史比熔結環氧粉末涂料更早一些，由于其分子是非極性分子，不具有活性官能團，所以附著力不能盡如人意，這個致命的缺點限制了其發展，后來高分子接枝改性技術的發展，可以讓聚乙烯分子接枝上一些極性基團，附著力有所提升，但還遠遠達不到熔結環氧粉末涂料涂層與鋼鐵粘接強度，但由于聚乙烯超強的韌性和抗沖擊能力，且耐水性和邊角覆蓋性較好，非常適合一管道外壁涂敷或有鋒利邊角的工件的涂敷。但由于附著力原因，一般不推薦內涂。

    5、管道腐蝕與防護材料比較

    盡管土壤中不含極強的腐蝕性化學物，但埋地管道長期接觸含鹽地下水，來自土壤中的微生物產生的各種有機酸，以及雜散電流，因此發生電化學反應而腐蝕，植物根系對涂層也有一定的穿透性。眾所周知電化學腐蝕的三要素是水、氧和離子。環氧和聚乙烯兩種涂層都是高聚物薄膜，能不同程度地阻緩上述三因素的透過而發揮防腐蝕作用。但由于分子結構的不同，兩種涂層各有優缺點（見表1）。

    表1 熔結環氧粉末涂層和聚乙烯粉末涂層的性能對比

    粉末涂料在南水北調工程上的應用（Ⅰ） 粉末涂料在南水北調工程上的應用（Ⅰ）

    表1說明，PE和FBE有較強的互補性，如果兩種材料結合使用，FBE做內涂或底涂，PE做外涂，可以彼此彌補缺點，發揮長處，最大極限發揮各自優點，成為絕佳的組合，在南水北調工程上這種組合得到充分應用。