外3PE內(nèi)熔結(jié)環(huán)氧復合鋼管在工程中的應用
 

　　文/陳世波·濰坊東方鋼管有限公司
 

　　長距離中大口徑的輸水管道是供水系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，管道內(nèi)外防腐至關(guān)重要。本文結(jié)合實際施工中的特點就鋼管防腐技術(shù)進行了一些探討。
 

　　長距離中大口徑的輸水管道是供水系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，管道內(nèi)外防腐至關(guān)重要。南水北調(diào)平頂山配套供水工程是國家重點項目，供水線路長，覆蓋范圍大，管線路情況復雜，為確保管線運行安全，達到50年以上的使用壽命，需要對鋼管進行防腐處理。


長距離輸水鋼管內(nèi)外壁防腐性能
 

　　埋地鋼質(zhì)管道外防腐層
 

　　管道外防腐層的作用是將腐蝕介質(zhì)與被保護金屬在埋地管道防腐工程中，防腐工序占有重要的位置管道的使用壽命、維持正常使用及增加運行安全重要的意義。作為埋地管道外防腐層，其性能要求。
 

　　(1)良好的防潮、防水性。
 

　　(2)較強的機械強度(包括抗沖擊強度、耐彎曲性性、針入度等指標)。
 

　　(3)好的耐陰極剝離性能。
 

　　(4)防腐層對鋼材表面有良好的粘結(jié)性。
 

　　(5)良好的電絕緣性能。
 

　　(6)較好的耐化學性能和抗老化性能。
 

　　(7)易于施工，易于補口、補傷。
 

　　輸水管道內(nèi)防腐層性能要求
 

　　(1)內(nèi)防腐層由于長期與輸送的水流接觸，對內(nèi)壁的防腐性能要求高。
 

　　(2)對輸送的介質(zhì)具有抗?jié)B透性和防腐性能。
 

　　(3)具有衛(wèi)生性能級別。
 

　　(4)良好的耐磨性和涂層附著能力。
 

　　(5)摩擦系數(shù)低。
 

　　(6)不易結(jié)垢等。
 

鋼管防腐方式
 

　　目前國內(nèi)外常用的鋼制管道外防腐工藝主要有環(huán)氧煤瀝青防腐、膠帶防腐、熔結(jié)環(huán)氧粉末(FBE)防腐、雙層熔結(jié)環(huán)氧粉末、3PE、2PE、單層PE結(jié)構(gòu)防腐等：內(nèi)防腐工藝主要有內(nèi)襯水泥砂漿、液態(tài)環(huán)氧涂料防腐、納米陶瓷涂料防腐、熔結(jié)環(huán)氧粉末(FBE)防腐等。
 

　　環(huán)氧煤瀝青防腐
 

　　環(huán)氧煤瀝青一般以環(huán)氧樹脂為基礎樹脂，加以煤瀝青或煤焦油、增塑劑等進行改性以增加涂層的耐海水性和抗細菌的能力。其優(yōu)點為原料廣泛，價格居中，涂層的抗水性較好;但還存在以下缺點。
 

　　(1)現(xiàn)場施工中，環(huán)氧樹脂的固化受溫度影響，固化較慢，施工工期長。
 

　　(2)由于在施工中添加大批溶劑，容易給某些施工單位提供偷工減料(多加溶劑，沖稀涂料，升高造價)的時機。
 

　　(3)施工過程不易機械化操作，受環(huán)境和氣候影響很大，質(zhì)量不易控制，缺陷較多。
 

　　(4)防腐層中采用玻璃布增強，玻璃布含蠟，影響層間粘接力，玻璃布中的玻璃纖維，易損傷施工工人皮膚。一般工人不愿意也不好好干。
 

　　膠帶防腐
 

　　膠帶防腐施工簡單，不需加熱，操作方便，防腐成本低廉，但膠帶防腐在管子焊縫凸起處易形成防腐層剝離，在膠帶搭接處的粘接力也較差，易引起剝離，底膠質(zhì)量不穩(wěn)定，膠層軟，抗土壤應力差;且膠帶防腐防腐層抗磕碰能力差，加上其機械強度較低，耐磨性和抗沖擊性能較差，易形成裸點，且剝離強度難以達到要求。
 

　　水泥砂漿防腐
 

　　水泥砂漿內(nèi)襯防腐：管道內(nèi)壁采用此防腐形式容易出現(xiàn)空鼓的情況(容易出現(xiàn)針孔等)，抗?jié)B水能力差，整體性不強。對環(huán)境要求比較高，需要在10℃ 以上才能施工。由于水泥砂漿中水泥用量較多，收縮性大，當水泥砂漿找平層硬化收縮所產(chǎn)生的內(nèi)應力大于砂漿與混凝土的粘結(jié)力時，砂漿找平層與混凝土之間起殼空鼓。如果施工操作不當，起殼空鼓現(xiàn)象更為嚴重。久而久之，特別是受振動后，起殼空鼓范圍擴大，導致防腐層起殼開裂脫落。
 

　　聚乙烯防腐
 

　　聚乙烯材料是非極性分子，耐腐蝕性能非常好，同時聚乙烯屬于熱塑性物質(zhì)，具有很好的柔韌性，耐磕碰，低溫不脆化，彎曲、壓扁性能好。
 

　　由于聚乙烯屬于非極性分子，一般不與其他物質(zhì)發(fā)生反應，本身與鋼管基體不發(fā)生反應，需要在聚乙烯材料中添加附著力添加劑進行改性處理才能與鋼管基體結(jié)合，但是聚乙烯材料具有水透性，在進行長時間輸水過程中，水會不斷的滲透過涂層從而造成附著力的下降。
 

　　經(jīng)過試驗，當涂層出現(xiàn)漏點(涂層出現(xiàn)破損，露出鋼管基體)時，浸在水中每月約滲入深度為5～7mm。長時間浸泡在水中，聚乙烯涂層易與鋼管基體出現(xiàn)剝離。
 

　　環(huán)氧樹脂防腐
 

　　環(huán)氧樹脂屬于極性分子，有羥基基團在一定溫度下，能夠與鋼管基體發(fā)生反應結(jié)合在一起，附著力極強，同時環(huán)氧樹脂也是一種耐腐蝕能力非常強的高分子材料，涂層致密具有很好的抗?jié)B透性，但是由于環(huán)氧樹脂是熱固性物質(zhì)，質(zhì)脆，不耐磕碰。
 

　　環(huán)氧樹脂防腐分為熔結(jié)環(huán)氧樹脂粉末和液體環(huán)氧樹脂涂料兩種。熔結(jié)環(huán)氧樹脂粉末防腐是高溫下在鋼管基體采用噴涂或浸塑成膜工藝成型的，熔結(jié)環(huán)氧粉末涂層是一種加熱固化交聯(lián)而形成的連續(xù)的熱同性聚合物。其分子結(jié)構(gòu)決定了它具有良好的致密性和很高的絕緣層電阻率。這種良好的致密性能有效地阻止腐蝕介質(zhì)的滲透，使涂層具有很高的絕緣層電阻率，從而大大減少電化學防腐中的陰極保護電流。液體環(huán)氧是常溫下進行的噴涂或刷涂工藝，工藝簡單。具體區(qū)別如表1所示。

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