钢管防腐是指在使用和运输过程中的钢管因使用环境和输送介质的影响而发生的
化学或电化学反应导致的钢管腐蚀现象。
涂料种类
油脂涂料
油脂涂料是一种以
干性油为主要成膜物质的涂料。其特点在于易于生产,涂刷性好,对物面的润湿性佳,价格便宜,漆膜柔韧。然而,漆膜干燥速度缓慢,质地较软,机械性能较差,
耐酸碱性、耐水性以及耐有机
溶剂性不佳。干性油常与防锈颜料结合构成防锈漆,适用于耐蚀要求不高的大气环境中。
国漆
生漆,又称生漆、大漆,是中国特有的产物。它是从正在生长的漆树上切开树皮流出的一种乳白色的黏性液体,经过细布过滤去除杂质即成为生漆。涂抹于物体表面后,颜色会逐渐由白转红,再由红转紫,长时间后可变为坚硬且光亮的黑色漆膜。
漆酚是生漆的主要成分,含量可达30%至70%。一般来说,漆酚含量越高,生漆的质量就越好。国漆具有较强的附着力、坚韧的漆膜和良好的光泽度,能够耐受土壤腐蚀,同时也比较耐水和耐油。不过,它有毒性,容易引起人体皮肤过敏,并且不耐
强氧化剂,耐碱性较差。
酚醛树脂涂料
酚醛树脂涂料主要包括醇溶性酚醛树脂、
改性酚醛树脂和纯酚醛树脂等。醇溶性酚醛树脂涂料具有较好的抗腐蚀性能,但施工不方便,柔韧性和附着力有限,因此常常需要对酚醛树脂进行改性。例如,
脂松香改性酚醛树脂与桐油炼制,添加各种颜料,经研磨可制成各种磁漆,其漆膜坚固耐用,价格实惠,广泛应用于家具和门窗的涂装。纯酚醛树脂涂料具有较强的附着力,耐水耐湿热,耐腐蚀,耐候性好。
环氧树脂涂料
环氧树脂涂料具有良好的附着力,对金属、混凝土、木材、玻璃等多种材质都有极好的附着力;耐碱、油和水,电绝缘性能卓越。但是,它的抗老化性较差。
环氧防腐蚀涂料通常由环氧树脂和固化剂两个组分组成。固化剂的性质会影响漆膜的性能。常见的固化剂包括
脂肪胺及其改性物、
芳香胺及其改性物、
聚酰胺以及其他合成树脂。这些
没药树与环氧树脂共用,经高温
烘焙后交联成膜,形成的漆膜具有出色的耐腐蚀性,并且具有良好的机械性能和装饰性。
聚氨酯涂料
聚氨酯涂料是由聚氨酯树脂常含有的两个组分——
异氰酸酯基-NCO和
羟基组成的。使用时,将这两个组分混合并反应固化,即可生成聚
氨基甲酸酯(聚氨酯)。聚氨酯涂料的特点包括:物理机械性能优越,漆膜坚硬、柔韧、光亮、丰满、耐磨、附着力强;耐腐蚀性能优异,耐油、酸、
化学药品和工业废气,耐碱性略逊于环氧涂料;耐老化性优于环氧涂料,既可用作面漆,也可用作底漆;聚氨酯
没药树能与其他树脂
混溶,可在广泛的范围内调整配方,以适应不同的使用需求;可室温固化或加热固化,即使在低温下(0℃)也能固化;
多异氰酸酯组分的储存稳定性较差,必须防止潮气进入,以免
胶冻。尽管聚氨酯涂料的价格较高,但其使用寿命长。
内衬防腐
长纤维缠绕玻璃钢加强
环氧内衬是一种采用独特嵌入式内衬工艺制造的防腐措施。通过
长丝䰶缠绕
复合材料或挤压热塑料的制造工艺,在钢管内形成耐腐蚀材料。这种耐腐蚀材料能够将油田腐蚀性的液体和气体与钢管分离,为油田钢管和管线提供内部防腐内衬系统。对于受损的井底生产油管或海底的流线,其替换成本极高。这种内衬能够在极其恶劣的环境下提供耐腐蚀保护,这是其他产品无法比拟的。
聚烯烃树脂
聚乙烯、
聚丙烯涂料是利用单一基础聚合物制成的树脂作为成膜物质的涂料。其中,聚乙烯涂料已经大规模生产和应用。聚乙烯管道防腐密封性强,机械强度高,防水性强,质量稳定,施工方便,适用性好,不污染环境。PE吸水率低(低于0.01%),同时具备
环氧强度高,PE吸水性低和热熔胶柔软性好等特点,具有较高的防腐可靠性。然而,与其它补口材料的成本相比,费用较高。该涂料原材料来源丰富,在腐蚀领域已有广泛应用。
呋喃树脂涂料
呋喃树脂涂料能够耐受各种非氧化性
无机酸、
电解质溶液、各种有机
溶剂,耐碱性也非常突出,但抗氧化性较差。呋喃
没药树系列防腐蚀涂料包括
呋喃甲醇树脂涂料、
糠醛丙酮甲醛树脂涂料和改性呋喃树脂涂料等。
橡胶类涂料
橡胶类防腐蚀涂料是以经过
化学处理或机械加工的
天然橡胶或合成橡胶为成膜物质,再加上溶剂、填料、颜料、催化剂等制成。其中包括氯化橡胶涂料、
氯丁橡胶涂料和
氯磺化聚乙烯橡胶涂料等。
氯化橡胶涂料
氯化橡胶涂料具有良好的耐水性,耐盐水和盐雾;对酸、碱有一定耐腐蚀性,50℃以下能耐10%HCl、
硫酸、
硝酸、不同浓度的
氢氧化钠及湿Cl2。但它不耐
溶剂,耐老化性和耐热性较差。该涂料广泛应用于船舶、港口、化工等领域。
氯丁橡胶涂料
氯丁橡胶涂料耐
臭氧、
化学药品,耐碱性突出,耐候性好;耐油和耐热,可制成可剥离涂层。然而,其储存稳定性差,涂层易变色,不易制成白色或浅色漆。
氯磺化聚乙烯橡胶涂料
氯磺化聚乙烯橡胶涂料由
聚乙烯与
氯气及
二氧化硫(或
氯磺酸)反应制得。涂层抗臭氧性能优良,耐候性显著,吸水率低、耐油、耐温,可在120℃以上使用,-50℃也不会发脆。
沥青涂料
沥青是重要的防腐蚀涂料之一,尤其是煤焦沥青,具有价格低廉的优势。其优点包括:耐水性好,浸入水中10年的吸水率仅为0.1%至0.2%;耐某些
化学介质的侵蚀;对未充分除锈的钢铁表面仍具有良好的润湿性;固含量高,可获得厚实的漆膜;价格低廉。其缺点是在寒冷季节易脆化,在炎热季节易软化,暴露在阳光下后,某些成分会挥发逸出,导致漆膜龟裂。这些缺点可以通过添加其他
没药树加以改进,例如加入
氯化橡胶可提高沥青涂料的干性,改善冬季脆化夏季软化的缺陷;加入
ep制得的环氧
沥青涂料,既能保持沥青涂料的优点,又能体现环氧涂料的优点,在防腐蚀中取得非常满意的效果。沥青涂料已经在集装箱底部、船底、船坞闸门、围堰等场所使用,防腐蚀效果良好。
重防腐蚀涂料
重防腐蚀涂料相对于普通防腐蚀涂料来说,是在极端腐蚀条件下,其防腐蚀效果比普通防腐蚀涂料高出数倍的涂料。其特点是耐强
腐蚀介质性能优异,耐久性突出,使用寿命长达数年。主要应用于海洋构筑物、化工设备、储罐和管道等。
重防腐蚀富锌涂料
重防腐蚀富锌涂料分为厚膜型有机富锌涂料、富锌预涂底漆和
无机化合物富锌涂料三个系列。
中间层涂料和面漆
中间层涂料和面漆可以直接涂覆在富锌底漆上,主要包括
氯化橡胶系、
乙烯树脂系、
环氧系、聚氨酯系、
氯磺化聚乙烯系、环氧焦油系等重防腐蚀涂料。
玻璃鳞片重防腐蚀涂料
玻璃鳞片重防腐蚀涂料。
环氧砂浆重防腐蚀涂料
环氧砂浆重防腐蚀涂料。
含氟涂料
涂料选择
防腐蚀涂料品种繁多,其性能和用途各不相同,正确的选择对涂层的防蚀效果和使用寿命至关重要。选择时应考虑:
1. 被涂物体表面材料性质。如黑色金属可选择
氧化铁、
红铅底漆,而红丹底漆对铝等有色金属不仅没有保护作用,还会造成损害。
2. 被涂物体的使用环境。防腐蚀涂料对环境的针对性很强,应根据具体使用环境,如介质的类型、浓度、温度,设备运行状态等因素选择最适合的涂料品种。
3. 施工条件。应根据施工现场的实际状况选择合适的涂料品种。如在通风条件差的现场施工宜采用无溶剂或高固体份或水性防腐蚀涂料。在不具备
烘焙干燥的现场只能选用自干型涂料。
4. 技术、经济综合效果。不仅要考虑技术性能是否优秀,还要考虑经济的合理性。在进行经济核算时,应将材料费用、表面处理费用、施工费用、涂层性能及使用寿命、维修费用等综合考虑。
防腐施工
施工原则
涂料施工质量的好坏对涂层的性能有着极大的影响。在实际涂装过程中,由于施工方法不当而导致未能达到预期防蚀效果的情况屡见不鲜。特别是许多性能优异的防腐蚀涂料对施工方法极为敏感,只有严格遵循各自特定的施工条件进行施工,才能够形成正常的功能涂层,实现预期的防蚀保护作用。
1. 底材必须进行严格的表面处理。钢铁基材必须经过除锈、除油处理,磷化处理可以根据具体情况决定。
2. 必须确保足够的涂层厚度。防腐蚀涂层的厚度必须超过其临界厚度,才能发挥保护作用,一般为150微米至200微米。
3. 控制涂装现场的温度、湿度等环境因素。室内涂装温度应控制在20℃至25℃;相对湿度根据不同品种而异,一般以65%左右为宜。在室外施工时应无风沙、细雨,温度不低于5℃,相对湿度不超过85%。应避免未完全固化的涂层上结霜、降露、下雨和落下砂尘。
4. 控制涂装间隔时间。如底漆涂装后放置过久才涂面漆,将会难以附着,进而影响整体防护效果。此外,还必须加强对施工人员的培训和施工质量管理。要求施工人员了解涂料的性质、用法、施工要点和技术要求。管理人员要加强质量监控,确保每道工序均符合技术要求,以便最终获得性能优异的防腐蚀涂层。同时,还需加强劳动安全防护,注意
溶剂挥发,加强通风,以防中毒。
环氧粉末浸塑
环氧粉末一直采用静电喷涂工艺涂敷。由于环氧粉末浸塑工艺受附着力问题困扰,环氧粉末的浸塑始终未能推广。近年来,随着三椰环氧粉末浸塑专用
磷化液的成功研发,首次解决了环氧粉末浸塑工艺的附着力难题,使得环氧粉末的浸塑这一新工艺得以推广。
新防腐形式
外壁三层结构
聚乙烯内壁熔结
环氧复合钢管(又称TPEP防腐,T代表三层或两层,PE代表环聚乙烯,EP代表
ep粉末)。3PE防腐蚀技术综合了环氧涂层与挤压聚乙烯两种防腐蚀层的优良性能,将环氧涂层的界面特性和耐
化学特性与挤压聚乙烯防腐蚀层的机械保护特性相结合,显著提升了各自的性能。涂层厚度远超单层聚乙烯。熔结环氧涂层的粘结力和耐摩擦能力都非常出色,防护效果良好,管道粗糙系数小、内壁光滑、水力性能良好。通过设计实例分析发现,与同等直径的管材相比,钢塑复合管的管路损耗可降低30%以上;在输送相同流量的情况下,其管径可以减少一级,从而降低了成本,减少了能耗。在长距离输水过程中,优先推荐使用钢塑复合管。