1 涂層材料的作用

    為了起到防銹作用對(duì)鋼管外表面進(jìn)行涂層， 鋼管表面生銹， 會(huì)影響到實(shí)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(duì)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(guó)石油協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定， 鋼管需要達(dá)到三個(gè)月之內(nèi)不銹蝕， 所以涂層后對(duì)鋼管的防腐時(shí)間需要符合這一標(biāo)準(zhǔn)要求。然而如今用戶對(duì)鋼管防銹時(shí)間要求越來(lái)越高， 很多的用戶要求滿足 3 ～6 個(gè)月的外場(chǎng)堆放， 鋼管不生銹的效果， 用戶提高了對(duì)鋼管防銹時(shí)間的要求。除了防銹時(shí)間的要求之外， 他們對(duì)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(wú)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(diǎn)

    目前城市地下管網(wǎng)中， 越來(lái)越多的鋼管被使用。作為用于輸送燃?xì)狻?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(jì) 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(jìn)。

    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(qiáng)玻璃布以及外保護(hù)的聚氯乙烯膜組成， 具有優(yōu)良的防水性能， 再加上價(jià)格便宜， 耐候性及對(duì)多種物體的粘結(jié)性較好， 施工簡(jiǎn)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(diǎn)是溫度依耐性極大， 高溫軟化， 易熔融， 低溫下變脆， 沖擊時(shí)易產(chǎn)生龜裂， 易老化， 埋在有巖石的土壤里， 管線要增加機(jī)械保護(hù)層或在溝內(nèi)填充砂土， 增加了費(fèi)用。易受細(xì)菌侵蝕， 勞動(dòng)條件差， 損耗大， 特別是生產(chǎn)和埋設(shè)時(shí)的環(huán)境污染問(wèn)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(jī)械強(qiáng)度和絕緣性優(yōu)點(diǎn)， 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(diǎn)是涂后需要較長(zhǎng)的固化時(shí)間， 才能達(dá)到可供運(yùn)輸?shù)钠鸫a強(qiáng)度要求， 即使在夏季， 也要 1 ～2 天。在固化期間， 風(fēng)沙、 雨水、 霜雪都對(duì)防腐層表面有不良影響， 在氣溫低時(shí)無(wú)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(jì) 60 年代出現(xiàn)的防腐層， 它是通過(guò)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(duì)環(huán)境污染小， 具有如下優(yōu)點(diǎn)：（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(bǔ)。

    環(huán)氧樹脂粉末涂層主要缺點(diǎn)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(fù)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(shí)應(yīng)著眼于其機(jī)械性能和密合性等。除了耐熱性外， 無(wú)論是作為防腐材料還是防腐系統(tǒng)都劣于聚乙烯。國(guó)外對(duì)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(hù)材料的成本高、 施工難度大等問(wèn)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(jī)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(jī)將熱融聚乙烯擠涂到鋼管表面上， 形成一個(gè)塑料外殼， 以防止腐蝕， 也稱聚乙烯熱塑涂層或夾克。這是國(guó)外上世紀(jì) 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(dú)占鰲頭， 目前德國(guó)幾乎所有的油氣管道都使用這樣的防腐涂層。我國(guó)從上世紀(jì) 80 年代開始使用， 在小管徑管道上取得了成功的經(jīng)驗(yàn)， 但在大口徑管道上存在夾克層應(yīng)力開裂問(wèn)題， 當(dāng)夾克進(jìn)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(jìn)一步研究和改進(jìn)。

    4 涂層材料常見問(wèn)題

    經(jīng)過(guò)總結(jié)得出常見的問(wèn)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(wèn)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(dǎo)致涂得太厚的地方涂層厚度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)， 造成浪費(fèi)現(xiàn)象；而涂得太薄或沒有涂到的地方會(huì)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(lái)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(jìn)入了空氣使得鋼管涂層中形成了一個(gè)個(gè)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(hù)套上的氣泡， 手稍微用力按下去就會(huì)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(gè)鋼管表面顯得毛糙不光滑， 而且氣泡的破損會(huì)減少涂層膜厚的標(biāo)準(zhǔn)， 降低了防腐能力， 最終導(dǎo)致了氣泡所處的鋼管部位的銹蝕。

    5 質(zhì)量問(wèn)題產(chǎn)生的原因分析

    每一個(gè)問(wèn)題產(chǎn)生的原因都是多種多樣， 是由多種因素導(dǎo)致的；而一捆鋼管所凸現(xiàn)出來(lái)的質(zhì)量問(wèn)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(jìn)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(shí)鋼管進(jìn)入涂層箱在周圍 360°共有 6 把噴槍（套管線有 12 把噴槍）進(jìn)行噴射。如果每把噴槍噴射出來(lái)的流量大小不同， 那么就會(huì)導(dǎo)致防腐劑在鋼管各個(gè)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(dǎo)致涂層不均現(xiàn)象的原因。有很多種因素， 如鋼管來(lái)料生銹、 毛糙， 使涂層很難均勻分布；鋼管表面有測(cè)水壓時(shí)留下的乳化液， 這時(shí)進(jìn)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(dǎo)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(huì)向下部流動(dòng)， 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(shí)給噴涂在鋼管表面的防腐劑加熱凝固， 減少防腐劑的流動(dòng)性。但如果防腐劑的粘度不高；噴涂后沒有及時(shí)加熱；或加熱溫度不高；噴嘴工作狀態(tài)不好等都會(huì)導(dǎo)致防腐劑掛滴。（2）防腐劑起泡原因。由于作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的空氣濕度、 涂料分散過(guò)度、 分散過(guò)程溫度下降都會(huì)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(lái)時(shí)被分散成細(xì)小的液滴， 會(huì)導(dǎo)致溫度下降。溫度下降后較高濕度的空氣中的水， 會(huì)結(jié)露形成細(xì)微水滴混入防腐劑， 最終進(jìn)入涂層內(nèi)部， 造成涂層起泡現(xiàn)象。

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