外3PE内熔结环氧复合钢管在工程中的应用
 

　　文/陈世波·潍坊东方钢管有限公司
 

　　长距离中大口径的输水管道是供水系统的关键环节，管道内外防腐至关重要。本文结合实际施工中的特点就钢管防腐技术进行了一些探讨。
 

　　长距离中大口径的输水管道是供水系统的关键环节，管道内外防腐至关重要。南水北调平顶山配套供水工程是国家重点项目，供水线路长，覆盖范围大，管线路情况复杂，为确保管线运行安全，达到50年以上的使用寿命，需要对钢管进行防腐处理。


长距离输水钢管内外壁防腐性能
 

　　埋地钢质管道外防腐层
 

　　管道外防腐层的作用是将腐蚀介质与被保护金属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寿命、维持正常使用及增加运行安全重要的意义。作为埋地管道外防腐层，其性能要求。
 

　　(1)良好的防潮、防水性。
 

　　(2)较强的机械强度(包括抗冲击强度、耐弯曲性性、针入度等指标)。
 

　　(3)好的耐阴极剥离性能。
 

　　(4)防腐层对钢材表面有良好的粘结性。
 

　　(5)良好的电绝缘性能。
 

　　(6)较好的耐化学性能和抗老化性能。
 

　　(7)易于施工，易于补口、补伤。
 

　　输水管道内防腐层性能要求
 

　　(1)内防腐层由于长期与输送的水流接触，对内壁的防腐性能要求高。
 

　　(2)对输送的介质具有抗渗透性和防腐性能。
 

　　(3)具有卫生性能级别。
 

　　(4)良好的耐磨性和涂层附着能力。
 

　　(5)摩擦系数低。
 

　　(6)不易结垢等。
 

钢管防腐方式
 

　　目前国内外常用的钢制管道外防腐工艺主要有环氧煤沥青防腐、胶带防腐、熔结环氧粉末(FBE)防腐、双层熔结环氧粉末、3PE、2PE、单层PE结构防腐等：内防腐工艺主要有内衬水泥砂浆、液态环氧涂料防腐、纳米陶瓷涂料防腐、熔结环氧粉末(FBE)防腐等。
 

　　环氧煤沥青防腐
 

　　环氧煤沥青一般以环氧树脂为基础树脂，加以煤沥青或煤焦油、增塑剂等进行改性以增加涂层的耐海水性和抗细菌的能力。其优点为原料广泛，价格居中，涂层的抗水性较好;但还存在以下缺点。
 

　　(1)现场施工中，环氧树脂的固化受温度影响，固化较慢，施工工期长。
 

　　(2)由于在施工中添加大批溶剂，容易给某些施工单位提供偷工减料(多加溶剂，冲稀涂料，升高造价)的时机。
 

　　(3)施工过程不易机械化操作，受环境和气候影响很大，质量不易控制，缺陷较多。
 

　　(4)防腐层中采用玻璃布增强，玻璃布含蜡，影响层间粘接力，玻璃布中的玻璃纤维，易损伤施工工人皮肤。一般工人不愿意也不好好干。
 

　　胶带防腐
 

　　胶带防腐施工简单，不需加热，操作方便，防腐成本低廉，但胶带防腐在管子焊缝凸起处易形成防腐层剥离，在胶带搭接处的粘接力也较差，易引起剥离，底胶质量不稳定，胶层软，抗土壤应力差;且胶带防腐防腐层抗磕碰能力差，加上其机械强度较低，耐磨性和抗冲击性能较差，易形成裸点，且剥离强度难以达到要求。
 

　　水泥砂浆防腐
 

　　水泥砂浆内衬防腐：管道内壁采用此防腐形式容易出现空鼓的情况(容易出现针孔等)，抗渗水能力差，整体性不强。对环境要求比较高，需要在10℃ 以上才能施工。由于水泥砂浆中水泥用量较多，收缩性大，当水泥砂浆找平层硬化收缩所产生的内应力大于砂浆与混凝土的粘结力时，砂浆找平层与混凝土之间起壳空鼓。如果施工操作不当，起壳空鼓现象更为严重。久而久之，特别是受振动后，起壳空鼓范围扩大，导致防腐层起壳开裂脱落。
 

　　聚乙烯防腐
 

　　聚乙烯材料是非极性分子，耐腐蚀性能非常好，同时聚乙烯属于热塑性物质，具有很好的柔韧性，耐磕碰，低温不脆化，弯曲、压扁性能好。
 

　　由于聚乙烯属于非极性分子，一般不与其他物质发生反应，本身与钢管基体不发生反应，需要在聚乙烯材料中添加附着力添加剂进行改性处理才能与钢管基体结合，但是聚乙烯材料具有水透性，在进行长时间输水过程中，水会不断的渗透过涂层从而造成附着力的下降。
 

　　经过试验，当涂层出现漏点(涂层出现破损，露出钢管基体)时，浸在水中每月约渗入深度为5～7mm。长时间浸泡在水中，聚乙烯涂层易与钢管基体出现剥离。
 

　　环氧树脂防腐
 

　　环氧树脂属于极性分子，有羟基基团在一定温度下，能够与钢管基体发生反应结合在一起，附着力极强，同时环氧树脂也是一种耐腐蚀能力非常强的高分子材料，涂层致密具有很好的抗渗透性，但是由于环氧树脂是热固性物质，质脆，不耐磕碰。
 

　　环氧树脂防腐分为熔结环氧树脂粉末和液体环氧树脂涂料两种。熔结环氧树脂粉末防腐是高温下在钢管基体采用喷涂或浸塑成膜工艺成型的，熔结环氧粉末涂层是一种加热固化交联而形成的连续的热同性聚合物。其分子结构决定了它具有良好的致密性和很高的绝缘层电阻率。这种良好的致密性能有效地阻止腐蚀介质的渗透，使涂层具有很高的绝缘层电阻率，从而大大减少电化学防腐中的阴极保护电流。液体环氧是常温下进行的喷涂或刷涂工艺，工艺简单。具体区别如表1所示。

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