介绍了各种管道防腐粉末涂料和涂装工艺，其中熔结环氧粉末涂料和聚乙烯粉末涂料是给排水管道重要的防腐材料，通过两者的配合使用，可以彼此弥补缺点，最大限度地发挥各自长处，特别适合大口径给排水管道的防腐，在举世瞩目的南水北调工程中已有广泛的应用。

    1 管道与防腐

    管道是气体、液体等流体最有效的输送方式，管道运输不仅运输量大、连续、迅速、经济、安全、可靠、平稳以及投资少、占地少、建设及维护费用低，并可实现自动控制。各种管道像人的血管一样，遍布全球，连接着城市与乡村，连接着千家万户。我国正处在城镇化建设的关键时期，城镇化不应是车的河流、人的海洋、钢筋水泥的森林，而应该是一个有机整体，而连接这个有机整体的是管道、电缆、道路等等。评价一个区域城镇化水平的重要指标是供水、供气、供暖、排水等与管道相关的因素。因为钢质管道的承压效果及耐老化性能，供水、供气管道的主干线一般采用大口径钢管，这就把钢管的防腐提到较高高度，可以说防腐的好坏决定着管道的使用寿命。埋地钢管的腐蚀一直是个难题，直到上世纪五十年代，所使用的防腐涂层主要是煤焦油和沥青，后来又出现了热压聚乙烯缠带，这些材料在使用中被证明是有效的，但是由于环境污染、应用效率低、适应性差等原因限制了这些材料的使用，直到五十年代以后熔结环氧粉末涂层的出现，才使钢管防腐出现了革命性变化，特别是近年来，熔结环氧粉末与聚乙烯涂层配合与结合应用，使管道防腐的水平达到了前所未有的高度，是一种较完美的组合防腐方式，在天然气、原油、成品油、水、海水、污水等管道防腐领域大量使用。

    2 南水北调工程

    水资源是国民经济增长及可持续发展的基本资源，水和石油、天然气一样，是一个国家、一个地区经济运转和社会活动赖以进行的最基本元素，在世界若干地区甚至出现了水贵于油的现象。随着社会经济的发展，人民物质生活和文化生活水平的普遍提高，人们对于水资源的需求将会越来越多。我国是一个正处在高速发展中的大国，人口众多，人均水资源严重不足，仅仅是世界人均1/4，且水资源分布不均衡。南水北调是缓解中国北方水资源严重短缺局面的重大战略性工程。我国南涝北旱，南水北调工程通过跨流域的水资源合理配置，大大缓解我国北方水资源严重短缺问题，促进南北方经济、社会与人口、资源、环境的协调发展，分东线、中线、西线三条调水线。西线工程在最高一级的青藏高原上，地形上可以控制整个西北和华北，因长江上游水量有限，只能为黄河上中游的西北地区和华北部分地区补水；中线工程从第三阶梯西侧通过，从长江支流汉江中上游的丹江口水库引水，自流供水给黄淮海平原大部分地区；东线工程位于第三阶梯东部，因地势低需抽水北送。（如图所示）

    大量水的远距离输送不外乎采用两种方式，即渠道输水和管道输水。渠道输水是一种古老的输水方式，并且至今仍在全世界广泛采用。相对而言，管道输水则是于近代才兴起的一种新型输水方式，承运的总输水量可能也远不及渠道多。但随着科学技术的进步和新材料的应用，特别是西气东输、陕京线、春晓气田等天然气远距离输送工程为南水北调水的管道远距离输水积累了很多宝贵经验，使管道输水的价格效益（Costeffectiveness）不断提高，已呈现出逐步替代渠道输水的趋势。管道运输的优势在于占用土地很少（仅需建各类泵站），对环境的影响很小，移民压力小、运输成本低，维护费用低、安全性能好、能耗少（以每吨公理运输货物消耗的能源计，管道运输仅为铁路的1/4，水运的1/3，公路的1/10，且不会出现“空载”问题）。

    全世界的城市生活和工业用水几乎全部采用管道输送；即使是农业灌溉，管道输水方式也正逐步被人们认可，使用量逐年大幅度高速增长。据报道，许多发达和准发达国家农业灌溉用水的输送都已基本上实现了管道化。南水北调东线和中线工程主要是解决沿线城市生活和工业用水，因而采用管道输水的价格效益应该更高，所以国家决定南水北调部分输送段采用管道输送。虽然长输天然气管道可以提供很多借鉴，但是水管道有其特殊性，天然气本身对涂层没有渗透性，且对钢质管道保持惰性，所以天然气管道内壁一般不防腐，如有内涂层也主要为减小输送阻力，以减少中途泵站，节约成本。而水管道中的水有一定渗透性，溶解氧的水在电解质的作用下会形成腐蚀电池，发生电化学反应，而使钢管腐蚀，所以南水北调相对于西气东输有其特殊性，内壁必须防腐，且涂层必须达到饮用水标准。

    3、熔结环氧粉末涂料

    熔结环氧粉末是一种以环氧树脂为基料的热固性粉末涂料（加热熔化，然后固化成膜，以后不再遇热熔化），应用于管道防腐领域已有50多年的历史，最早服役的环氧粉末涂料涂层防腐的管线现在还依旧发挥着它们的作用。熔结环氧粉末涂料是一种以空气为载体进行输送和分散的固体涂料，将其施涂于经预热的钢铁制品表面，熔化、流平、固化形成一道均匀的涂层，故得此名，英文名称FusionBondingEpoxyPowderCoatings，简称FBE。FBE的每个颗粒都均匀地包含所有组成成分，使涂敷的操作过程以及形成的涂层都具有连续稳定的均匀性。其优异的物理性能、化学性能、使用性能、耐久性能、安全环保性能、经济性（涂层薄，只有300-500μm，成本低）得到防腐界普遍认可，显示出其强大的生命力，经得起实践和时间的考验，广泛应用于输水、输油、输气等方面，并发挥着其独特作用。几十年来，经过不断的发展完善，这项技术已经走向成熟。在不同的管径、不同的传输介质、不同的连接方式、不同的地理环境都有出色的表现。由于每个环氧树脂分子上具有两个以上的活性官能团（羟基和环氧基），固化后形成立体网状分子结构，而且能跟钢铁表面发生化学反应形成化合键，所以具有极好的附着力和刚性。从陆地到海洋，从城市到乡村，从赤道到极地，从平原到山地、河流、湖泊，从西伯利亚草原到非洲沙漠，从美洲大陆到中东海湾，都有FBE的应用实例。

    4、管道工程用聚乙烯粉末涂料

    管道工程用聚乙烯粉末是一种以非极性的低密度和线性低密度聚乙烯为基料的热塑性粉末涂料（可反复熔化），其历史比熔结环氧粉末涂料更早一些，由于其分子是非极性分子，不具有活性官能团，所以附着力不能尽如人意，这个致命的缺点限制了其发展，后来高分子接枝改性技术的发展，可以让聚乙烯分子接枝上一些极性基团，附着力有所提升，但还远远达不到熔结环氧粉末涂料涂层与钢铁粘接强度，但由于聚乙烯超强的韧性和抗冲击能力，且耐水性和边角覆盖性较好，非常适合一管道外壁涂敷或有锋利边角的工件的涂敷。但由于附着力原因，一般不推荐内涂。

    5、管道腐蚀与防护材料比较

    尽管土壤中不含极强的腐蚀性化学物，但埋地管道长期接触含盐地下水，来自土壤中的微生物产生的各种有机酸，以及杂散电流，因此发生电化学反应而腐蚀，植物根系对涂层也有一定的穿透性。众所周知电化学腐蚀的三要素是水、氧和离子。环氧和聚乙烯两种涂层都是高聚物薄膜，能不同程度地阻缓上述三因素的透过而发挥防腐蚀作用。但由于分子结构的不同，两种涂层各有优缺点（见表1）。

    表1 熔结环氧粉末涂层和聚乙烯粉末涂层的性能对比

    粉末涂料在南水北调工程上的应用（Ⅰ） 粉末涂料在南水北调工程上的应用（Ⅰ）

    表1说明，PE和FBE有较强的互补性，如果两种材料结合使用，FBE做内涂或底涂，PE做外涂，可以彼此弥补缺点，发挥长处，最大极限发挥各自优点，成为绝佳的组合，在南水北调工程上这种组合得到充分应用。