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城市大型輸水鋼管內防腐技術探討

2016-01-22 13:55:29 作者：本網整理來源：

在城市大型埋地鋼質輸水管道工程中，目前除通過物理、化學方法對其外部進行防腐蝕保護外，其內部防腐依然至關重要，尤其在地下給排水管輸送方面。本文通過對粉末生產配方和工藝控制設計大型管道滾涂專用功能性內防腐涂料，利用客戶現有的滾涂涂裝工藝設備，達到粉末利用率約百分之百，一次涂裝鋼管內膜厚分布均勻，達到粉末利用率約百分之百、一次涂裝鋼管內膜厚分布均勻、涂膜表面平整的要求，符合國際管道內防腐的各項標準檢測。

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境進行隔絕達到防腐作用。管道防護的常用粉末涂裝技術主要有靜電噴涂、流化床浸涂和滾涂等工藝，隨著經濟不斷發展，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的內防腐涂料，設計過程控制參數，來實現對粉末涂料的高利用率和滾涂涂裝簡易化、標準化、最終達到更優的防腐要求。

2、功能性防腐涂料設計城市輸水工廠管道內壁可通過形成防腐涂層來達到管內防腐蝕、降低摩擦阻力、提高輸量的要求，常用的環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隔絕。其中，環氧樹脂涂料由環氧樹脂、固化劑、填料及助劑經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輸水管道所需要的防腐功能進行組合，主要在附著力、致密性、柔韌性、耐水性和衛視檢測部分重點控制，其中包括專用環氧樹脂；酚類固化劑；促進劑；流平劑；鈦白粉；填料（符合輸水機械標準和衛生標準）；顏料；功能性助劑；安息香。

2.2管道粉末涂料配方設計配方設計主要依據功能性管道粉末的功能需求、檢測標準和涂裝工藝要求，如表1：

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

2.3粉末涂料標準檢測粉末涂料在管道涂裝性能檢測標準主要有行業機械標準和衛生標準，主要檢測項目如表2：

3、內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，其中下面將重點討論滾涂施工工藝關鍵控制及前景分析。該工藝通過提前將管道進行預熱達到粉末可以固化的溫度以后，將粉末直接進行一次涂裝再經冷卻，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。

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、涂覆質量和施工環境等因素外，據統計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合的前提。因此，涂裝前需嚴格按照標準對鋼管表面進行規范的前處理來達到涂覆要求。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準SISO55900Sa2.5級標準，表明顯銀灰色，外觀呈凹凸狀，粗糙度應達到40-60um。

3.2滾涂涂裝過程工藝鋼管經過噴砂處理后達到標準等級，表面油銹、焊點以及操作過程的金屬氧化皮等雜質被除去，進入加熱環節進行升溫預熱，按照下面涂裝工藝流程進行：工件上線——加熱爐預熱——外壁LLDPE淋涂——內壁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，形成最終的保護層。

3.3涂裝工藝參數控制環氧粉末按固化條件分為快速固化和普通固化兩類。管道內防腐滾涂涂裝工藝對于粉末的固化時間要求非常嚴格，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計和生產工藝參數控制要求嚴格。

大型管道的涂裝前預熱主要有電、氣或油加熱，通過熱風循環的方式將溫度進行傳遞均勻，滾涂施工沒有后固化環節，完全依靠預熱的熱量進行固化。溫度過高，涂層易老化降低性能；溫度過低，涂膜未完全固化達不到設定的防腐標準，嚴格控制各個階段溫度，再進行涂裝非常重要。

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，導致工藝穩定性難以準確的控制掌握。管道滾涂供粉槽與管內壁之間的距離、夾角以及供粉方向和管旋轉方向均需嚴格控制，才能保證得到合格的涂裝成品。

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