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鋼制管件防腐方案的對比分析

文檔作者：辛卓文檔來源：遼寧潤中供水有限責任公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年12月11日
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鋼制管件防腐方案的對比分析
辛卓
（遼寧潤中供水有限責任公司，遼寧沈陽110166）
［摘要］大伙房水庫輸水（二期）工程鋼制管件，在防腐施工中進行了無溶劑環(huán)氧樹脂涂料與3PE 防腐方案的
對比分析，在該工程中對于鋼制管件及法蘭內(nèi)外表面的防護采用環(huán)氧粉末涂料存在很大的施工困難，使管件
的防腐質(zhì)量難以得到保證。而液體環(huán)氧涂料，不但能夠滿足鋼制管件及法蘭內(nèi)外表面的腐蝕防護，而且在涂
料的施工控制及質(zhì)量方面都優(yōu)于環(huán)氧粉末涂料。液體環(huán)氧涂料相比環(huán)氧粉末涂料優(yōu)勢明顯，性能達標，安全
可控，環(huán)境要求更低。
［關鍵詞］無溶劑環(huán)氧樹脂涂料；3PE 防腐；鋼制管件
［中圖分類號］ TV698 ［文獻標識碼］B
［文章編號］1002—0624（2018）08—0029—02
1 3PE 防腐施工難點
鋼制管件防腐采用底層熔結環(huán)氧粉末涂層、中
間層膠粘劑、外層聚乙烯的三層防腐，簡稱3PE防腐。
該工程鋼制管道口徑最大到3.2 m 且都為異形
件，3
PE防腐施工國內(nèi)現(xiàn)階段在大口徑管材施工上無
成熟的生產(chǎn)線，設備與施工工藝也無可靠經(jīng)驗借鑒，
在防腐施工過程中有許多難點，無法保障施工質(zhì)量。
1.1 管件噴涂前加熱難點
環(huán)氧粉末涂料施工首先需要把鋼管進行加
熱，溫度控制在230 ℃左右。該工程的鋼制管道
口徑較大（最大3.2 m），目前一般采取中頻加熱，
現(xiàn)國內(nèi)沒有大口徑的加熱爐，一般口徑在1.6 m 以
下。該工程中的管件主管口徑有七種不同的尺
寸，外觀形狀也不同，有加強環(huán)、三通直管口徑也
不一致。該工程的管件變化大，使用同一種規(guī)格
的加熱爐造成鋼管加熱不均、管件本體溫度差異
大，三通直管等板厚較薄的位置溫度會偏高，加強
環(huán)等板較厚的位置溫度偏低等諸多問題。
1.2 環(huán)氧粉末涂料施工難點
1）施工溫度。熔結環(huán)氧粉末涂料是一種以空
氣為載體進行輸送和分散的固體涂料，將其施涂
于經(jīng)預熱的鋼鐵制品表面，熔化、流平、固化形成
一道均勻的涂層。環(huán)氧粉末是熱固性粉末涂料，
加工工藝主要指粉末涂裝的固化溫度和固化時
間，只有完全固化才能獲得涂層良好的物理性能
和化學性能。被涂敷的鋼管一般利用余熱使之固
化，凝膠時間必須足夠快，使之冷卻前完全固化；
同時，固化速度又要足夠慢，使表面適當潤濕和流
平，浸潤到錨紋深處，這是一對矛盾；因為熔結環(huán)
氧粉末涂料是熱固性涂料，涂裝后，不但要流平，
而且要完全固化，要發(fā)生一系列化學反應，形成立
體網(wǎng)狀結構的大分子，這需要在一定溫度下，保持
一段時間，使之完全反應和熟化，如果沒有完全反
應，固化百分率達不到95%以上，則涂層的物理、
化學性能不能實現(xiàn)，涂膜中的樹脂還是脆的預聚
體，沒有強度和耐性，更談不上對鋼管的保護，這
一點在熔結環(huán)氧粉末的使用中是非常重要的。只
有固化率達到95%以上才認為是完全固化，不完
全固化或過固化對涂層質(zhì)量都是有害的。在固化
溫度過高時，涂層分子鏈易斷裂，造成降解、分解
等副反應，涂層被烤焦，達不到應有的性能，且基
材的金相結構也有可能發(fā)生改變，影響管道的主
體強度。因該項目管件的復雜性導致中頻加熱時
無法保障管件本體溫度的均一，導致粉末噴涂后
涂層性能無法達到相關質(zhì)量要求。
2）施工工藝。在環(huán)氧粉末噴涂工藝中異形件
的噴涂一直屬于難點。該工程防腐全是鋼管管件，
屬于大型異形件更是難點中的難點。現(xiàn)有的自動
噴涂施工工藝只適合于直管等形狀較規(guī)則有規(guī)律
的工件，該項目工件每個形狀都不一致無法實現(xiàn)自
動噴涂，只能采取人工噴涂或建設專業(yè)粉房采取浸
的工藝。建設專業(yè)粉房投資巨大且也無可靠經(jīng)驗
借鑒，投入后也并不能保障施工達到設計要求，現(xiàn)
只能采取人工噴涂。因有些工件較大，單個防腐面
積達到108 m2，3PE 工藝無法采取二次加熱固化，
只能利用余溫固化。余溫固化必須在溫度降低到
固化溫度之前完成噴涂，可施工時間短，需要同時
多人多機進行噴涂，每臺設備噴涂量不同和每個操
作工不同會導致噴涂的厚度不均勻。
1.3 PE 涂層的施工難點
PE 涂層是由塑料粉末制作而成。塑料粉末與
2018 年第8 期東北水利水電工程施工
· 29 ·
萬方數(shù)據(jù)
環(huán)氧粉末通過空氣為載體靜電噴涂槍噴涂施工不
同，塑料粉末為均勻淋撒在加熱的管件表面，通過
管件溫度融化塑料粉末，同時旋轉(zhuǎn)管件以達到塑
料粉末覆蓋均勻厚度一致。此工藝一般在制作無
加強環(huán)的直管段應用。經(jīng)核算DN3000 的管件旋
轉(zhuǎn)速度最少達到6 ~8 r/min，才能達到涂層厚度均
勻的效果。該項目全為彎頭和三通等管件，三通
支管在旋轉(zhuǎn)過程中無法制作涂層；彎頭因偏心在
旋轉(zhuǎn)過程中不穩(wěn)可能翻倒出現(xiàn)安全事故。
2 無溶劑環(huán)氧樹脂涂料的工藝及特性
2.1 無溶劑環(huán)氧樹脂涂料的工藝
1）無溶劑環(huán)氧樹脂涂料預熱50 ℃左右。
2）采用雙組份高壓無氣噴涂機進行噴涂。
3）施工工藝參數(shù)：輸氣管線壓力：0.6 MPa 以
上；噴涂機進氣壓力：0.4～0.60 MPa；噴槍與工件
的距離：30～50 cm；噴幅寬度：30～40 cm；噴槍移
動速度：0.5 m～0.8 m/s。
2.2 無溶劑環(huán)氧樹脂涂料的特性
1）涂料無揮發(fā)性有機溶劑，減少了有機揮發(fā)
物的排放，綠色環(huán)保，施工的安全性高。
2）涂料具有防腐能力強，附著力強、硬度高、耐
磨、耐鹽霧、耐酸堿、固含量高、豐滿度高等優(yōu)點。
3）一次成膜性厚，減少施工道數(shù)，節(jié)約了涂裝的
生產(chǎn)周期，減少了涂料消耗量，提高了生產(chǎn)效率。
3 無溶劑環(huán)氧樹脂涂料與3PE 防腐的對比
3.1 防腐性能
該工程的鋼制管件由于存在加強環(huán)或其他異型
部位，導致鋼管局部存在蓄熱大，冷卻困難等問題，
3PE 涂層會出現(xiàn)固化不均、性能不穩(wěn)定等現(xiàn)象。
液體環(huán)氧涂料施工方便，涂層質(zhì)量可控性強，
有效的保證了涂層的防腐性能。
3.2 涂層缺陷的修補
在施工過程中由于一些不可控因素，造成涂
層產(chǎn)生缺陷，比如漏點、涂層局部損壞等。
環(huán)氧粉末涂料現(xiàn)場的可施工性能差，因此，其
補口、補傷與漏點部位的防腐，成為了環(huán)氧粉末涂
料涂層在實際工程中使用的難點。
液體環(huán)氧涂料能夠在現(xiàn)場常溫的條件下進行
防腐施工，既可手工涂覆又可機涂，非常容易的進
行現(xiàn)場的修補工作。
3.3 性能指標對比表
無溶劑環(huán)氧樹脂涂層性能指標及環(huán)氧粉末涂層
的物理性能指標，見表1、表2。
表1 無溶劑環(huán)氧樹脂涂層性能指標
表2 環(huán)氧粉末涂層的物理性能指標
4 結語
通過以上綜合對比分析，在該工程中對于鋼
制管件及法蘭內(nèi)外表面的防護采用環(huán)氧粉末涂
料，存在很大的施工困難，使管件的防腐質(zhì)量難以
得到保證。而液體環(huán)氧涂料不但能夠滿足鋼制管
件及法蘭內(nèi)外表面的腐蝕防護，而且在涂料的施
工控制及質(zhì)量方面都優(yōu)于環(huán)氧粉末涂料。液體環(huán)
氧涂料相比環(huán)氧粉末涂料優(yōu)勢明顯，性能達標，安
全可控，環(huán)境要求更低。
經(jīng)過比對，該工程鋼制管件內(nèi)壁采用無毒無
溶劑環(huán)氧樹脂涂料，厚度不小于400 μm，外壁采用
無溶劑環(huán)氧樹脂涂料厚度不小于600 μm。
項目
外觀
附著力/MPa
陰極剝離（65 ℃，48 h）/mm
耐沖擊（J）
耐彎曲（1.5°，25℃）
耐磨性（1 000 g/1 000r Cs17輪）/mg
吸水性（24 h）/%
硬度（shore D）
耐鹽霧性（1 000 h）
電氣強度/（MV·m-1）
體積電阻率/（Ω·m）
耐化學穩(wěn)定性（30 d） 30％NaOH
性能指標
表面平整、光滑、無氣泡、無劃痕
≥8
≤12
≥6
涂層無裂紋
≤120
≤3
≥65
1級
≥20
1×1013
防腐層完整、無起泡、無脫落
試驗方法
目測或內(nèi)窺鏡
GB/T5210
SY0315附錄C
SY/T0442-2010附錄F
SY/T0442-2010附錄E
GB/T 1768
GB/T 1034
GB/T2411
GB/T1771
GB/T1408.1
GB/T 1410
GB/T1763
試驗項目
外觀
抗沖擊性（-30 ℃）/J
抗彎曲性（3°）/級
耐磨性（Cs10輪，1
kg，1 000 r）/mg
附著力（75 ℃，48 h）/級
粘結強度/MPa
陰極玻璃（65 ℃，24 h或48 h）/mm
電氣強度MV/m
體積電阻率/（Ω·m）
斷面孔隙率/級
界面孔隙率/級
蒸餾水吸水率（60 ℃，15 d）/%
性能指標
涂敷
色澤均勻、無氣泡、無裂紋
≥1.5
無裂紋（0 ℃或-30 ℃）
≤100
1~3
≥50
≤7
≥30
≥1×1013
1~3
1~3
≤3.0
修補層
≥1.5
≤100
1~3
≥30
≤7
≥30
≥1×1013
1~3
1~3
≤300
標準測試方法
目測
JG/T3042
SY/T0315
GB/T1768
SY/T0315
GB/T6329
SY/T0315
GB/T1408.1
GB/T1410
SY/T0315
SY/T0315
GB/T1034
［收稿日期] 2018-04-10
工程施工東北水利水電2018 年第8 期
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