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滄州盛邦管道集團(tuán)有限公司
主營產(chǎn)品： 鋼套鋼保溫管，鋼套鋼直埋保溫管，聚氨酯保溫管，預(yù)制直埋保溫管 |
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鋼套鋼直埋保溫鋼管外護(hù)管及防腐層的研究與探討
2019-1-9 閱讀(544)
鋼套鋼直埋保溫鋼管防腐層的研究與探討
鋼質(zhì)外護(hù)管，由于采用傳統(tǒng)金屬焊接工藝，只要認(rèn)真重視，管道質(zhì)量是可以保證的，特別是外護(hù)管焊接采用超聲波檢查或氣密性試驗(yàn)，能夠保證管道接口的密閉性。目前顯現(xiàn)出重要的問題是鋼管的防腐。對(duì)外護(hù)管的壁厚將同塑管和玻璃鋼外護(hù)管一并討論。
1 、技術(shù)進(jìn)步 —— 防腐等級(jí)水平的提高
隨著科技進(jìn)步，金屬材料的防腐愈來愈得到重視和加強(qiáng)。現(xiàn)已研究開發(fā)出多種有效的防腐蝕結(jié)構(gòu)和新的防腐蝕材料，減少埋地管道的腐蝕，保證正常使用壽命達(dá) 15 年或更多（國外都在 20~40 年以上），是管道設(shè)計(jì)基本要求。
直埋管道敷設(shè)現(xiàn)多采?。?br />（ 1 ）加耐腐蝕覆蓋層，以保證埋地管道的抗腐蝕性；
（ 2 ）整體或局部設(shè)計(jì)陰極保護(hù)，與管道外加覆蓋層相結(jié)合使用；
（ 3 ）改變腐蝕環(huán)境，更換土壤或加緩蝕劑，調(diào)節(jié) PH 值；
（ 4 ）利用耐腐蝕的非金屬材料，替代金屬鋼管，復(fù)合有機(jī)高分子材料纖維增強(qiáng)玻璃鋼外護(hù)管即是一種，單一或復(fù)合聚乙烯管道是另一類型。
國外采用陰極保護(hù)技術(shù)已應(yīng)用多年， 90 年代德國已敷設(shè) 17000km 、法國 20000km 、前蘇聯(lián) 60000km 、美國 640000km[6] 。我國長(zhǎng)距離輸送（氣）管道已于 1968 年采用陰極保護(hù)技術(shù)， 1989 年北京市還專門召開了 “ 城市管道陰極保護(hù) ” 學(xué)術(shù)研討會(huì) [7] ，近年直埋蒸汽管道在上海、寧波、大連等地均也采取金屬管道覆蓋防腐層與陰極保護(hù)相結(jié)合應(yīng)用技術(shù)。
2 、管道外部覆蓋層 —— 防腐層
金屬管道表面覆蓋層可起到裝飾、耐磨、隔熱、密封、防水防腐等作用，對(duì)埋地蒸汽管道主要是防蝕、防水、密封性。
覆蓋層使管道電化學(xué)腐蝕的電池回路電阻加大或使管道表面金屬鈍化，或隔離外部腐蝕介質(zhì)，從而減緩金屬管道腐蝕速率。
外護(hù)管內(nèi)壁多采用富鋅二度或防銹漆涂二遍處理，以減緩水汽下的氧化腐蝕。外覆蓋層（防腐層）大體可分兩類，對(duì)于金屬鍍層類，蒸汽直埋管多不采用.
本文重點(diǎn)探討有機(jī)涂層方法。
對(duì)蒸汽直埋管道，要求（防腐）覆蓋層，耐受一定溫度，與外護(hù)鋼管結(jié)合力強(qiáng)，覆膜完整無針孔，有耐熱或冷卻或受力狀態(tài)（沖擊、彎曲、土壤應(yīng)力）變化的能力，以及電絕緣性能，防水性能。即管道防腐層具有：良好的粘結(jié)性，電絕緣性，防水及化學(xué)穩(wěn)定性，足夠的機(jī)械強(qiáng)度和韌性，耐溫耐熱和抗冷脆性，抗微生物腐蝕性，耐陰極剝離性。
十幾年來，特別近些年直埋式蒸汽保溫管工程實(shí)施，暴露出防腐層許多因性能不保證，厚度不夠或設(shè)計(jì)不合理，安裝、施工及運(yùn)行中破壞。防腐層使用僅幾年，就有的被迫更換或維修。如環(huán)氧煤瀝青，因受陽光照射，漆料中含有的蒽、萘受熱分解升華，針孔劇增；加之固化不好，強(qiáng)度低，機(jī)械性破損加大，某些防腐層吸（透）水性高，而過早的與金屬管剝離，防腐性失效。有的設(shè)計(jì)外壁使用溫度過高達(dá) 97℃ ，迫使用國內(nèi)一些環(huán)氧煤瀝青涂料性能早失效而破壞 。
鋼套鋼直埋保溫鋼管防腐層的研究與探討
3 、新近發(fā)展的高性能防腐層（材料）
自 60 年代，美國研究開發(fā)了環(huán)氧樹脂 [9] ，德國推出聚乙烯塑料應(yīng)用到管道防腐工程上 [10] ，有熔結(jié)型粉末涂料（熱固性或熱塑性）和溶劑性涂料。現(xiàn)直埋式預(yù)制蒸汽保溫管，采用環(huán)氧粉末熱噴涂逐漸增多。近年又從國外引進(jìn)高膜厚 PU 防腐層（雙組分無溶劑型聚氨基甲酯焦油或聚脲涂料）。
（ 1 ）熔結(jié)環(huán)氧粉末（ FBE ）由于粘結(jié)力強(qiáng)，機(jī)械性能好，優(yōu)異的抗耐腐蝕性能，特別是可在 -60~100℃ 大溫差范圍應(yīng)用，耐土壤應(yīng)力和陰極剝離性表現(xiàn)更好。
（ 2 ）擠出 PE/PP （包覆型）或 PE 聚乙烯帶（纏繞型）由于絕緣電阻高，抗雜散電流干擾力強(qiáng)，以及突出的機(jī)械性能、耐沖擊（物理損傷）能力高而在歐洲廣泛應(yīng)用。
（ 3 ） 80 年代歐洲先研制和推出三層 PE 復(fù)合結(jié)構(gòu)，發(fā)展了 FBE 及 PE 的優(yōu)點(diǎn)，使防腐層更加完善和耐用。層保證粘結(jié)性及電絕緣性，第二層特殊防水層，第三層為保證機(jī)械性能的保護(hù)層。
對(duì)適應(yīng)各復(fù)雜地域、嚴(yán)重土壤腐蝕苛刻環(huán)境表面非凡。絕緣阻值*達(dá) 1010Ω·m2 ，而陰極保護(hù)電流，只有數(shù) μA/m2 ，對(duì)長(zhǎng)距離的管道，能大幅度降低安裝和維修費(fèi)用。
（ 4 ） 90 年代德國 VIAG Aktiengeselschaf 集團(tuán) TIB 公司研制生產(chǎn)了 Protegol UT32-10 高膜厚 PU 腐材料 [11] ，其硬度高，耐腐性佳，耐沖擊性為環(huán)氧粉末 10 倍以上，陰極保護(hù)電流更小，耐熱老化性突出（ 100℃ 2400h 以上），單一層結(jié)構(gòu)，一次施工成型方便，而不留氣泡，對(duì)異形管件，補(bǔ)口尤為適用。表 2 列出各種防腐層性能
