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城市大型輸水鋼管內(nèi)防腐技術(shù)探討

2016-01-22 13:55:29 作者：本網(wǎng)整理來源：

在城市大型埋地鋼質(zhì)輸水管道工程中，目前除通過物理、化學(xué)方法對其外部進(jìn)行防腐蝕保護(hù)外，其內(nèi)部防腐依然至關(guān)重要，尤其在地下給排水管輸送方面。本文通過對粉末生產(chǎn)配方和工藝控制設(shè)計(jì)大型管道滾涂專用功能性內(nèi)防腐涂料，利用客戶現(xiàn)有的滾涂涂裝工藝設(shè)備，達(dá)到粉末利用率約百分之百，一次涂裝鋼管內(nèi)膜厚分布均勻，達(dá)到粉末利用率約百分之百、一次涂裝鋼管內(nèi)膜厚分布均勻、涂膜表面平整的要求，符合國際管道內(nèi)防腐的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)檢測。

1、引言近年來，城市埋地長輸管道的防腐措施常通過將管道與大氣環(huán)境進(jìn)行隔絕達(dá)到防腐作用。管道防護(hù)的常用粉末涂裝技術(shù)主要有靜電噴涂、流化床浸涂和滾涂等工藝，隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，尋找更具有社會效益的防腐措施不斷被探索。采用滾涂涂裝工藝和相應(yīng)的內(nèi)防腐涂料，設(shè)計(jì)過程控制參數(shù)，來實(shí)現(xiàn)對粉末涂料的高利用率和滾涂涂裝簡易化、標(biāo)準(zhǔn)化、最終達(dá)到更優(yōu)的防腐要求。

2、功能性防腐涂料設(shè)計(jì)城市輸水工廠管道內(nèi)壁可通過形成防腐涂層來達(dá)到管內(nèi)防腐蝕、降低摩擦阻力、提高輸量的要求，常用的環(huán)氧涂層主要是將涂料均勻致密地涂敷在處理過的金屬管道表面上，使基材與各種腐蝕介質(zhì)隔絕。其中，環(huán)氧樹脂涂料由環(huán)氧樹脂、固化劑、填料及助劑經(jīng)過一系列加工后得到，是管道防腐功能的主要載體。

2.1原材料選擇原材料的選擇需根據(jù)輸水管道所需要的防腐功能進(jìn)行組合，主要在附著力、致密性、柔韌性、耐水性和衛(wèi)視檢測部分重點(diǎn)控制，其中包括專用環(huán)氧樹脂；酚類固化劑；促進(jìn)劑；流平劑；鈦白粉；填料（符合輸水機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)和衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)）；顏料；功能性助劑；安息香。

2.2管道粉末涂料配方設(shè)計(jì)配方設(shè)計(jì)主要依據(jù)功能性管道粉末的功能需求、檢測標(biāo)準(zhǔn)和涂裝工藝要求，如表1：

該配方通過環(huán)氧樹脂固化形成主要涂膜體系，與鋼管底材附著力較好，選用的專用環(huán)氧樹脂包含醚基和羥基為高級性基團(tuán)，與處理過的鋼管表面易產(chǎn)生電磁吸引力，兩端為活潑的環(huán)氧基能與金屬表面的游離鍵形成化學(xué)鍵結(jié)合，固化后的涂層含有穩(wěn)定的苯環(huán)和醚鍵，化學(xué)穩(wěn)定性好，具有良好的耐化學(xué)品性。

2.3粉末涂料標(biāo)準(zhǔn)檢測粉末涂料在管道涂裝性能檢測標(biāo)準(zhǔn)主要有行業(yè)機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)和衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，主要檢測項(xiàng)目如表2：

3、內(nèi)防腐滾涂粉末涂裝工藝城市大型輸水管道的防腐涂裝主要包括靜電噴涂、流化床浸涂和滾涂等施工工藝，不同口徑管道的涂裝方式有所不同，其中下面將重點(diǎn)討論滾涂施工工藝關(guān)鍵控制及前景分析。該工藝通過提前將管道進(jìn)行預(yù)熱達(dá)到粉末可以固化的溫度以后，將粉末直接進(jìn)行一次涂裝再經(jīng)冷卻，即可得到具有特殊防腐功能的管道。滾涂工藝使得涂裝材料粉末具有高利用率、內(nèi)壁防腐層涂膜均勻、工藝流程簡單易控，投資成本較低的特點(diǎn)。

3.1涂裝前處理在管線防腐涂裝施工過程中，鋼管表面處理是決定管線防腐層使用壽命的重要因素，其壽命除取決于涂層種類、涂覆質(zhì)量和施工環(huán)境等因素外，據(jù)統(tǒng)計(jì)鋼管的表面處理對防腐層壽命的影響約占50%，且是決定防腐層與鋼管能否牢固結(jié)合的前提。因此，涂裝前需嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)對鋼管表面進(jìn)行規(guī)范的前處理來達(dá)到涂覆要求。本次探討的滾涂涂裝工藝采用的為噴砂處理，鋼管表面處理參照標(biāo)準(zhǔn)SISO55900Sa2.5級標(biāo)準(zhǔn)，表明顯銀灰色，外觀呈凹凸?fàn)?，粗糙度?yīng)達(dá)到40-60um。

3.2滾涂涂裝過程工藝鋼管經(jīng)過噴砂處理后達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)等級，表面油銹、焊點(diǎn)以及操作過程的金屬氧化皮等雜質(zhì)被除去，進(jìn)入加熱環(huán)節(jié)進(jìn)行升溫預(yù)熱，按照下面涂裝工藝流程進(jìn)行：工件上線——加熱爐預(yù)熱——外壁LLDPE淋涂——內(nèi)壁FBE滾涂——冷卻——卸件；其中，大型鋼管的管壁較厚，熱容量較大，前期的預(yù)熱溫度足夠提供后固化所需要的熱量，使得粉末充分固化流平，形成最終的保護(hù)層。

3.3涂裝工藝參數(shù)控制環(huán)氧粉末按固化條件分為快速固化和普通固化兩類。管道內(nèi)防腐滾涂涂裝工藝對于粉末的固化時間要求非常嚴(yán)格，通常與管外壁相比時間需要有一定的縮短，大型管道的涂裝在粉末的配方設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工藝參數(shù)控制要求嚴(yán)格。

大型管道的涂裝前預(yù)熱主要有電、氣或油加熱，通過熱風(fēng)循環(huán)的方式將溫度進(jìn)行傳遞均勻，滾涂施工沒有后固化環(huán)節(jié)，完全依靠預(yù)熱的熱量進(jìn)行固化。溫度過高，涂層易老化降低性能；溫度過低，涂膜未完全固化達(dá)不到設(shè)定的防腐標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格控制各個階段溫度，再進(jìn)行涂裝非常重要。

滾涂涂裝目前相對于噴涂和浸涂工藝在現(xiàn)場控制、管徑尺寸、粉末材料等問題上具有眾多的不確定性，導(dǎo)致工藝穩(wěn)定性難以準(zhǔn)確的控制掌握。管道滾涂供粉槽與管內(nèi)壁之間的距離、夾角以及供粉方向和管旋轉(zhuǎn)方向均需嚴(yán)格控制，才能保證得到合格的涂裝成品。

4、城市輸水管道內(nèi)防腐涂裝未來發(fā)展大型管道輸水的防腐工程不僅僅只發(fā)生在外壁與自然環(huán)境之間，管道內(nèi)部防腐同樣重要。內(nèi)防腐工程即可保證城市給水的安全性和衛(wèi)生性，同樣也直接影響整體管道的使用壽命，所以安全、衛(wèi)生、環(huán)保的內(nèi)防腐措施也將會越來越被人類所重視。在內(nèi)防腐管道涂裝上，利用滾涂的工藝不僅節(jié)約各個階段的成本，提高生產(chǎn)效率以及粉末綜合利用率，還改善了涂裝施工環(huán)境，這將會是管道內(nèi)防腐涂裝技術(shù)未來重點(diǎn)發(fā)展方向之一。