城市大型输水钢管内防腐技术探讨
2016-01-22 13:55:29
作者：本网整理 来源：
在城市大型埋地钢质输水管道工程中，目前除通过物理、化学方法对其外部进行防腐蚀保护外，其内部防腐依然至关重要，尤其在地下给排水管输送方面。本文通过对粉末生产配方和工艺控制设计大型管道滚涂专用功能性内防腐涂料，利用客户现有的滚涂涂装工艺设备，达到粉末利用率约百分之百，一次涂装钢管内膜厚分布均匀，达到粉末利用率约百分之百、一次涂装钢管内膜厚分布均匀、涂膜表面平整的要求，符合国际管道内防腐的各项标准检测。
1、引言近年来，城市埋地长输管道的防腐措施常通过将管道与大气环境进行隔绝达到防腐作用。管道防护的常用粉末涂装技术主要有静电喷涂、流化床浸涂和滚涂等工艺，随着经济不断发展，寻找更具有社会效益的防腐措施不断被探索。采用滚涂涂装工艺和相应的内防腐涂料，设计过程控制参数，来实现对粉末涂料的高利用率和滚涂涂装简易化、标准化、最终达到更优的防腐要求。
2、功能性防腐涂料设计城市输水工厂管道内壁可通过形成防腐涂层来达到管内防腐蚀、降低摩擦阻力、提高输量的要求，常用的环氧涂层主要是将涂料均匀致密地涂敷在处理过的金属管道表面上，使基材与各种腐蚀介质隔绝。其中，环氧树脂涂料由环氧树脂、固化剂、填料及助剂经过一系列加工后得到，是管道防腐功能的主要载体。
2.1原材料选择原材料的选择需根据输水管道所需要的防腐功能进行组合，主要在附着力、致密性、柔韧性、耐水性和卫视检测部分重点控制，其中包括专用环氧树脂；酚类固化剂；促进剂；流平剂；钛白粉；填料（符合输水机械标准和卫生标准）；颜料；功能性助剂；安息香。
2.2管道粉末涂料配方设计配方设计主要依据功能性管道粉末的功能需求、检测标准和涂装工艺要求，如表1：
该配方通过环氧树脂固化形成主要涂膜体系，与钢管底材附着力较好，选用的专用环氧树脂包含醚基和羟基为高级性基团，与处理过的钢管表面易产生电磁吸引力，两端为活泼的环氧基能与金属表面的游离键形成化学键结合，固化后的涂层含有稳定的苯环和醚键，化学稳定性好，具有良好的耐化学品性。
2.3粉末涂料标准检测粉末涂料在管道涂装性能检测标准主要有行业机械标准和卫生标准，主要检测项目如表2：
3、内防腐滚涂粉末涂装工艺城市大型输水管道的防腐涂装主要包括静电喷涂、流化床浸涂和滚涂等施工工艺，不同口径管道的涂装方式有所不同，其中下面将重点讨论滚涂施工工艺关键控制及前景分析。该工艺通过提前将管道进行预热达到粉末可以固化的温度以后，将粉末直接进行一次涂装再经冷却，即可得到具有特殊防腐功能的管道。滚涂工艺使得涂装材料粉末具有高利用率、内壁防腐层涂膜均匀、工艺流程简单易控，投资成本较低的特点。
3.1涂装前处理在管线防腐涂装施工过程中，钢管表面处理是决定管线防腐层使用寿命的重要因素，其寿命除取决于涂层种类、涂覆质量和施工环境等因素外，据统计钢管的表面处理对防腐层寿命的影响约占50%，且是决定防腐层与钢管能否牢固结合的前提。因此，涂装前需严格按照标准对钢管表面进行规范的前处理来达到涂覆要求。本次探讨的滚涂涂装工艺采用的为喷砂处理，钢管表面处理参照标准SISO55900Sa2.5级标准，表明显银灰色，外观呈凹凸状，粗糙度应达到40-60um。
3.2滚涂涂装过程工艺钢管经过喷砂处理后达到标准等级，表面油锈、焊点以及操作过程的金属氧化皮等杂质被除去，进入加热环节进行升温预热，按照下面涂装工艺流程进行：工件上线——加热炉预热——外壁LLDPE淋涂——内壁FBE滚涂——冷却——卸件；其中，大型钢管的管壁较厚，热容量较大，前期的预热温度足够提供后固化所需要的热量，使得粉末充分固化流平，形成最终的保护层。
3.3涂装工艺参数控制环氧粉末按固化条件分为快速固化和普通固化两类。管道内防腐滚涂涂装工艺对于粉末的固化时间要求非常严格，通常与管外壁相比时间需要有一定的缩短，大型管道的涂装在粉末的配方设计和生产工艺参数控制要求严格。
大型管道的涂装前预热主要有电、气或油加热，通过热风循环的方式将温度进行传递均匀，滚涂施工没有后固化环节，完全依靠预热的热量进行固化。温度过高，涂层易老化降低性能；温度过低，涂膜未完全固化达不到设定的防腐标准，严格控制各个阶段温度，再进行涂装非常重要。
滚涂涂装目前相对于喷涂和浸涂工艺在现场控制、管径尺寸、粉末材料等问题上具有众多的不确定性，导致工艺稳定性难以准确的控制掌握。管道滚涂供粉槽与管内壁之间的距离、夹角以及供粉方向和管旋转方向均需严格控制，才能保证得到合格的涂装成品。
4、城市输水管道内防腐涂装未来发展大型管道输水的防腐工程不仅仅只发生在外壁与自然环境之间，管道内部防腐同样重要。内防腐工程即可保证城市给水的安全性和卫生性，同样也直接影响整体管道的使用寿命，所以安全、卫生、环保的内防腐措施也将会越来越被人类所重视。在内防腐管道涂装上，利用滚涂的工艺不仅节约各个阶段的成本，提高生产效率以及粉末综合利用率，还改善了涂装施工环境，这将会是管道内防腐涂装技术未来重点发展方向之一。
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