1 涂層材料的作用

    為了起到防銹作用對鋼管外表面進行涂層， 鋼管表面生銹， 會影響到實際使用效果、 質(zhì)量， 且影響其外觀形象， 所以鋼管涂層工藝對鋼管產(chǎn)品質(zhì)量有著很大影響。

    2 涂層材料的要求

    根據(jù)美國石油協(xié)會標準規(guī)定， 鋼管需要達到三個月之內(nèi)不銹蝕， 所以涂層后對鋼管的防腐時間需要符合這一標準要求。然而如今用戶對鋼管防銹時間要求越來越高， 很多的用戶要求滿足 3 ～6 個月的外場堆放， 鋼管不生銹的效果， 用戶提高了對鋼管防銹時間的要求。除了防銹時間的要求之外， 他們對涂層的外觀質(zhì)量也有一定要求， 主要體現(xiàn)在鋼管涂層后需要表面光潔， 防腐劑在鋼管表面分布均勻， 無漏涂、 滴掛等影響外觀質(zhì)量的現(xiàn)象。

    3 涂層材料種類及優(yōu)缺點

    目前城市地下管網(wǎng)中， 越來越多的鋼管被使用。作為用于輸送燃氣、 石油、 水等的管道， 其外表面防腐覆蓋材料， 從早期的瀝青材料正逐漸發(fā)展到聚乙烯樹脂、 環(huán)氧樹脂材料。鋼管表面使用聚乙烯涂襯從上世紀 80 年代就開始了， 根據(jù)用途的不同， 聚乙烯樹脂的成分和涂襯工藝也在逐步改進。

    3.1 石油瀝青防腐層。

    石油瀝青涂層是一種傳統(tǒng)的防腐層， 具有悠久的歷史， 它由石油瀝青層和加強玻璃布以及外保護的聚氯乙烯膜組成， 具有優(yōu)良的防水性能， 再加上價格便宜， 耐候性及對多種物體的粘結(jié)性較好， 施工簡單， 技術(shù)成熟， 所以至今仍大量用于金屬防腐。瀝青涂層的缺點是溫度依耐性極大， 高溫軟化， 易熔融， 低溫下變脆， 沖擊時易產(chǎn)生龜裂， 易老化， 埋在有巖石的土壤里， 管線要增加機械保護層或在溝內(nèi)填充砂土， 增加了費用。易受細菌侵蝕， 勞動條件差， 損耗大， 特別是生產(chǎn)和埋設(shè)時的環(huán)境污染問題， 使之在城市人口密集地區(qū)的使用受到限制。

    3.2 環(huán)氧煤瀝青防腐層。

    環(huán)氧煤瀝青是以環(huán)氧樹脂和煤焦油瀝青為基料， 加熱混溶， 添加適量溶劑、 防銹顏料、 填料和固化劑混合研磨制成。具有優(yōu)良的耐水性、耐藥性、 防腐性及良好的粘接力， 機械強度和絕緣性優(yōu)點， 可以帶溫冷涂， 因而較石油瀝青、 煤焦油瀝青便于生產(chǎn)。環(huán)氧煤瀝青涂料的缺點是涂后需要較長的固化時間， 才能達到可供運輸?shù)钠鸫a強度要求， 即使在夏季， 也要 1 ～2 天。在固化期間， 風沙、 雨水、 霜雪都對防腐層表面有不良影響， 在氣溫低時無法施工。另外所使用的底漆、 面漆、 固化劑、 稀釋劑要分類存放， 防曬放火的成本較高。

    3.3 環(huán)氧樹脂粉末防腐層。

    環(huán)氧粉末防腐層是上世紀 60 年代出現(xiàn)的防腐層， 它是通過靜電噴涂的方法， 將粉末噴涂到經(jīng)預(yù)處理并已預(yù)熱的管體表面， 在管體表面發(fā)生固化反應(yīng)， 形成一層致密的防腐層。該防腐層耐腐蝕性好， 對環(huán)境污染小， 具有如下優(yōu)點：（1）使用溫度范圍為 100℃至 －60℃， 較 PE 更廣；（2）與管體粘著力大， 耐陰極剝落性好；（3）抗沖擊性、 韌性、 耐溫性好，焊接損傷小；（4）防水性、 電絕緣性好；（5）損傷易發(fā)現(xiàn)， 易修補。

    環(huán)氧樹脂粉末涂層主要缺點是膜較薄， 易受外傷， 出現(xiàn)砂眼， 生產(chǎn)技術(shù)要求高， 設(shè)備也較復雜， 野外施工管理難度大。不同生產(chǎn)廠家， 甚至不同批次的產(chǎn)品性能差異較大， 選擇時應(yīng)著眼于其機械性能和密合性等。除了耐熱性外， 無論是作為防腐材料還是防腐系統(tǒng)都劣于聚乙烯。國外對它的研究主要集中在低溫下的耐沖擊性、 耐彎曲性和電氣絕緣性；高溫下耐水性、 密合性和耐陰極剝落性；以及其保護材料的成本高、 施工難度大等問題也被列為課題在研究。

    3.4 聚乙烯防腐涂層。

    聚乙烯具有良好的耐沖擊、 硬度高等物理和機械性能。并且它的溫度適用范圍也比較廣（粘合型：60℃ ～ － 40℃；密合型：80℃ ～ －45℃）。特別是在低溫條件下比其他材料有更優(yōu)良的彎曲性和耐沖擊性， 所以在俄羅斯、 西歐等寒冷地區(qū)的管道上應(yīng)用廣泛。包覆聚乙烯涂層是擠塑機將熱融聚乙烯擠涂到鋼管表面上， 形成一個塑料外殼， 以防止腐蝕， 也稱聚乙烯熱塑涂層或夾克。這是國外上世紀 50 年代開發(fā)的新產(chǎn)品， 發(fā)展很快， 在各種防腐層使用中曾獨占鰲頭， 目前德國幾乎所有的油氣管道都使用這樣的防腐涂層。我國從上世紀 80 年代開始使用， 在小管徑管道上取得了成功的經(jīng)驗， 但在大口徑管道上存在夾克層應(yīng)力開裂問題， 當夾克進水后， 夾克層下的鋼管發(fā)生腐蝕。所以， 聚乙烯的材料和涂敷工藝還有待于進一步研究和改進。

    4 涂層材料常見問題

    經(jīng)過總結(jié)得出常見的問題大致可以分為三種， 它們分別是涂層不均、 防腐劑掛滴、 防腐劑起泡。（1）涂層不均。這類問題的根本表現(xiàn)是防腐劑在鋼管表面分布不均， 有的部位涂得太厚， 而有的部位太薄或根本沒有涂到油。因此導致涂得太厚的地方涂層厚度超過標準， 造成浪費現(xiàn)象；而涂得太薄或沒有涂到的地方會造成鋼管防腐能力降低， 致使最終產(chǎn)生銹蝕的現(xiàn)象。（2）防腐劑掛滴。防腐劑像水滴一樣凝固在鋼管表面就是防腐劑掛滴現(xiàn)象， 這種現(xiàn)象的產(chǎn)生往往沒有直接影響到防腐性， 也可以保證鋼管一定要求的防腐蝕力；但是從美觀的角度來看，有防腐劑掛滴的鋼管看上去不光澤、 不均勻， 直接影響了鋼管的外觀。

    （3）防腐劑起泡。由于防腐劑里面進入了空氣使得鋼管涂層中形成了一個個氣泡， 這些氣泡根據(jù)鋼管規(guī)格不同， 大小也不同。較大氣泡的形狀就像有些家電遙控器的保護套上的氣泡， 手稍微用力按下去就會弄破氣泡。防腐劑起泡現(xiàn)象不僅影響了鋼管的外觀， 使整個鋼管表面顯得毛糙不光滑， 而且氣泡的破損會減少涂層膜厚的標準， 降低了防腐能力， 最終導致了氣泡所處的鋼管部位的銹蝕。

    5 質(zhì)量問題產(chǎn)生的原因分析

    每一個問題產(chǎn)生的原因都是多種多樣， 是由多種因素導致的；而一捆鋼管所凸現(xiàn)出來的質(zhì)量問題也有可能是幾種的結(jié)合。涂層不均的原因大致可分為兩種， 一是鋼管進入涂層箱后由于噴涂而造成的不均現(xiàn)象；二是非噴涂造成的不均現(xiàn)象。

    第一種現(xiàn)象的原因顯然易見， 到涂層設(shè)備時鋼管進入涂層箱在周圍 360°共有 6 把噴槍（套管線有 12 把噴槍）進行噴射。如果每把噴槍噴射出來的流量大小不同， 那么就會導致防腐劑在鋼管各個表面的分布不均勻。

    第二種原因就是拋開噴涂因素外的其他導致涂層不均現(xiàn)象的原因。有很多種因素， 如鋼管來料生銹、 毛糙， 使涂層很難均勻分布；鋼管表面有測水壓時留下的乳化液， 這時進行涂層由于和乳化液接觸， 使防腐劑很難依附在鋼管表面， 使有乳化液的鋼管部位沒有涂層， 導致整根鋼管的涂層不均。

    （1）防腐劑掛滴原因。鋼管的橫截面是圓形的， 每次防腐劑噴涂在鋼管表面后， 上部和邊緣的防腐劑由于重力的因素會向下部流動， 從而形成掛滴現(xiàn)象。好在現(xiàn)在鋼管廠涂層生產(chǎn)線上有烘箱設(shè)備， 可及時給噴涂在鋼管表面的防腐劑加熱凝固， 減少防腐劑的流動性。但如果防腐劑的粘度不高；噴涂后沒有及時加熱；或加熱溫度不高；噴嘴工作狀態(tài)不好等都會導致防腐劑掛滴。（2）防腐劑起泡原因。由于作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的空氣濕度、 涂料分散過度、 分散過程溫度下降都會造成防腐劑氣泡現(xiàn)象。空氣濕度比較大的環(huán)境、 溫度比較低的條件下， 防腐劑噴射出來時被分散成細小的液滴， 會導致溫度下降。溫度下降后較高濕度的空氣中的水， 會結(jié)露形成細微水滴混入防腐劑， 最終進入涂層內(nèi)部， 造成涂層起泡現(xiàn)象。

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