管道防腐的重要和管道防腐材料選擇與應(yīng)用
近年來隨著我國長輸天然氣、石油管道、城市天然氣管網(wǎng)建設(shè)步伐的加快,利用管道油、氣、水及其它化學(xué)品輸送是最安全有效的方式,而鋼制管道運輸也是安全有效的方式同時也是應(yīng)用歷史最久的方式之一。
鋼制管道必須做好防腐措施,以保證正常的輸送和運行,管道使用壽命很大程度上取決于材料和防腐方法,因此防腐材料合理的選擇是非常重要的。管道工程投資巨大,外防腐層是現(xiàn)代管道基本防護措施。然而防腐層的建設(shè)費用只占管道總造價的很少一部分,還不到總投資的百分之五,但它起到的作用何止是百分之五!它直接關(guān)系到管道的命脈,處理不當將造成生命,財產(chǎn)的損失是不可估量的!
現(xiàn)代管道埋地外防腐層已經(jīng)不是石油瀝青一統(tǒng)天下的局面,現(xiàn)在有:煤焦油瓷漆、環(huán)氧煤瀝青、二層PE、熔結(jié)環(huán)氧粉末(FBE)、三層PE與聚乙烯/聚丙烯膠粘帶(冷纏帶)等在不同工程上使用。以下介紹幾種材料的優(yōu)點與缺陷:
石油瀝青
石油瀝青熱澆淋防腐早于50年代應(yīng)用于前蘇聯(lián)。優(yōu)點:成本低廉,容易施工且較煤焦油瓷漆安全。缺陷: 吸水率高。細菌啃食及機械性能較差,勞動強度大,剝離強度低,環(huán)境污染等。
煤焦油瓷漆
20世紀50年代前防腐涂層煤焦油瓷漆被主要采用,其力學(xué)強度高、耐腐蝕能力較好等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用,后因其工業(yè)生產(chǎn)中煙氣揮發(fā)、毒性和使用固化時間長、環(huán)境污染重等缺點被其它材料逐步替代。
環(huán)氧煤瀝青
誕生至今以有幾十年歷史,有固化后漆膜堅韌、抗沖擊力強、剝離強度高、防腐效果好等優(yōu)點。同時缺點也眾多:固化時間長、占用大量場地碼放、施工周期較長、對環(huán)境溫度要求嚴格、成型后漏點多、返修率高且不易修復(fù)、環(huán)境污染等。
環(huán)氧煤瀝青至今沒有環(huán)氧含量的標準與檢測方法,而環(huán)氧又是該涂層耐腐蝕和構(gòu)成的重要部分,對于人為降低涂層有效成分,獲取不當利潤的低質(zhì)工程卻無檢測方法!在科學(xué)飛速發(fā)展的今天,對于影響管道使用壽命的涂層成分含量沒有科學(xué)檢測方法的產(chǎn)品,大面積應(yīng)用是不科學(xué)的!加之施工中人為影響;為加快操作速度,兩層玻璃絲布一次纏繞,第一層油不待干透便涂二遍,然后一塊晾干。先不講有沒有漏點,單多層一起風干,溶劑揮發(fā)留下的針孔便成了重大隱患!而且分層固化與多層一塊固化又很難識別,特別是加工好運到現(xiàn)場的涂層就更無法檢驗了!環(huán)氧煤瀝青在25度環(huán)境下每道漆表干要4小時,實干要16小時,溫度低需更長時間。那么全年有多少25度以上的氣溫呢?嚴格的規(guī)定操作帶來漫長的固化干燥時間,使之無法大規(guī)模機械化涂敷,在工期與利潤成反比的今天,哪個施工隊伍能嚴格按照施工規(guī)范操作呢?
熔結(jié)環(huán)氧粉末與多層涂層(三PE)
熔結(jié)環(huán)氧粉末于60年代普及應(yīng)用,采用熱固性粉末涂料一次噴涂成膜的生產(chǎn)工藝,在美國基本取代傳統(tǒng)上使用的煤焦油瓷漆。主要優(yōu)點:防腐效果好、耐化學(xué)腐蝕、耐磨、耐溫度、抗氧化性能高,鋼材粘接力強同時還有耐陰極剝離的優(yōu)點。
防腐材料采用多層防腐涂層發(fā)展于80年代,該涂層由底層環(huán)氧粉末、內(nèi)層膠粘劑、外層聚乙烯或聚丙烯層組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)防腐涂層,既解決了單層環(huán)氧粉末耐沖擊性不佳及吸水率高的弱點,同時也克服了二層PE粘接效果不夠好的缺點。目前在我國從耐用年限與防腐效果等方面考慮一般首選這種復(fù)合結(jié)構(gòu)防腐涂層做防腐。
雖是高性能的防腐但技術(shù)上也存在缺陷和目前市場上材料的質(zhì)量問題:
技術(shù)問題
環(huán)氧粉末防腐涂層厚度;國際標準是250微米,是拋丸除銹最深處70微米的三倍以上,而我國標準是150微米,達不到拋丸除銹最深度70微米的三倍,其次環(huán)氧粉末噴涂的溫度要求應(yīng)達到200度以上,而我們很多防腐加工企業(yè)卻將噴涂溫度控制在100到120度之間,影響環(huán)氧粉末的凝結(jié)強度,此外在環(huán)氧粉末與PE薄膜之間應(yīng)該使用聚乙烯接枝膠,為了降低工程成本而現(xiàn)在許多加工企業(yè)使用的是常規(guī)熱熔膠,使膠和PE材料的使用壽命不統(tǒng)一,質(zhì)量次的熱熔膠壽命只有3—5年,如果現(xiàn)在鋪設(shè)管道施工中采用的是螺旋焊管,焊縫的高度是兩毫米,采用T模纏繞法PE膠帶不能將焊縫兩側(cè)造成溝槽完全覆蓋,空氣不能全部排出,是防腐工藝中的大忌!如果鋪設(shè)的管道是自重較大的大口徑鋼管遇到管溝中央石塊等硬物,必將擱傷PE和脆性的環(huán)氧粉末層,造成管道腐蝕隱患。
低價競標造成的人為質(zhì)量隱患
工程招標中許多工程甲方一味堅持低價中標的原則下迫使參標工程企業(yè)和原料生產(chǎn)方中標,違反經(jīng)濟規(guī)律,竟報低價,在生產(chǎn)成本上大做文章,因為賠錢的生意誰都不會做,故此造成防腐工程市場上許多防腐技術(shù)名不符實
問題1
環(huán)氧粉末中漆加百分之二十到四十滑石粉,降低工程成本,利用這種材料防腐后的鋼管,未埋地之前電火花檢測合格,埋地一周后地下潮濕使滑石粉分解,再檢測全是電火花,防腐效果完全不合格。
問題2
上述提到過,市場上大量應(yīng)用的二PE和三PE采用的不是防腐效果和壽命良好的接枝膠,而是采用成本較低壽命只在3—5年的EVA膠或普通熱熔膠,幾年后造成PE膠帶的離骨松脫,嚴重影響防腐質(zhì)量。
聚乙烯/聚丙烯膠粘帶(冷纏帶)
近些年來隨著科技發(fā)展和防腐材料的改進,一些單位研發(fā)推出了幾種防腐膠帶產(chǎn)品,并在很多工程中得到應(yīng)用,設(shè)計單位也根據(jù)環(huán)境條件、防腐要求和防腐膠帶產(chǎn)品的特性進行了選定。 其防腐結(jié)構(gòu)分為:
# 由底漆 防腐膠粘帶(內(nèi)帶) 保護膠粘帶{外帶}組成的復(fù)合結(jié)構(gòu)
# 由底漆 防腐膠粘帶(聚乙烯/聚丙烯)組成的防腐結(jié)構(gòu)
防腐膠粘帶以簡便的施工、超長的壽命、經(jīng)濟的價格與科技環(huán)保等優(yōu)勢應(yīng)用到越來越多的管道工程中。
以下介紹其一款產(chǎn)品: HT—1100型增強纖維冷纏帶(聚丙烯)
此材料以高強度丙綸纖維織物為基材,采用丁基橡膠改性瀝青做防腐膠層,其優(yōu)異的抗拉強度和強大的粘接性能,能非常有效的抵御土壤的應(yīng)力、外力、沖擊及熱膨脹,防止防腐層變形和剝離,經(jīng)老化試驗檢測證明耐腐蝕壽命達40—50年以上,各項檢測指標大大高于SY/T0414-2007標準,完全達到美國ANSI/AWWAC209-00和NACEMR0274-95指標。被同行業(yè)譽為“防腐之冠”代表國際國內(nèi)冷纏帶的最高水平。HT系列冷纏帶產(chǎn)品應(yīng)用非常廣泛,在石油、化工、天然氣、城建中的給排水、油氣、煤氣輸送鋼制管道和鋼制地埋儲罐及管道修復(fù)工程等普遍使用。是國家建設(shè)部、環(huán)保總局指定替代“瀝青玻璃絲布”“環(huán)氧煤瀝青”的推薦產(chǎn)品。
以上不同的防腐材料做防腐有不同防腐質(zhì)量和費用,應(yīng)根據(jù)保護鋼管不同壓力不同用途及其所處的不同環(huán)境和輸送的不同物質(zhì)綜合全面的考慮防腐材料的選擇應(yīng)用和防腐費用。
現(xiàn)管道設(shè)計使用年限基本要求30年以上,同時應(yīng)減少維修次數(shù),以保證正常使用安全使用,因此對防腐材料的選擇應(yīng)用,管道建設(shè)者與設(shè)計者應(yīng)予高度重視,隨時代進步科技發(fā)展,防腐材料的應(yīng)用將會有以下發(fā)展趨勢:
1:施工便捷
2:壽命更長
3:造價經(jīng)濟
4:符合環(huán)保
1. 施工便捷指步驟簡化方便快捷,加工廠和現(xiàn)場均可施工,相對復(fù)雜的施工程序以降低因步驟繁瑣所造成的瑕疪及質(zhì)量控制的困難。
2. 壽命更長當然希望由原來20—30年的設(shè)計年限提升到更長久,以節(jié)省更換維修及其它成本。
3 .造價經(jīng)濟指產(chǎn)品質(zhì)量、使用壽命能與所投資費用成一合理的比例,簡單而言即是“質(zhì)高價低”
4. 符合環(huán)保指隨著時代進步,環(huán)保的要求愈趨嚴格,考慮健康、安全、環(huán)境方面因素,不能符合環(huán)保要求的產(chǎn)品將逐漸淘汰,而建設(shè)者必須主動 注意環(huán)保問題,進而選擇材料,對社會負責。
管道防腐蝕材料與防腐蝕系統(tǒng),基本上屬于長效性的,要經(jīng)過一段相當長時間,才能知道實際效果,不論石油瀝青,煤焦油瓷漆,環(huán)氧煤瀝青,膠粘冷纏帶,熔結(jié)環(huán)氧粉末或者三層PE整個發(fā)展過程都經(jīng)歷過長期實際使用考驗,各項材料有其不同優(yōu)點,雖然“石油瀝青”“煤焦油瓷漆“”環(huán)氧煤瀝青“在防腐工程上短期內(nèi)不能全面取消,但未來發(fā)展趨勢應(yīng)會以熔結(jié)環(huán)氧粉末、三層PE、聚乙烯/聚丙烯冷纏帶為主流產(chǎn)品。
廊坊恒通偉業(yè)防腐制品有限公司生產(chǎn)研發(fā)的HT系列冷纏帶,在廣泛應(yīng)用的同時,一貫嚴格要求,不斷創(chuàng)新,有能力給管道保護提供優(yōu)質(zhì)涂層,相信定能對國內(nèi)管道防腐水平的發(fā)展做出貢獻,同時期盼同行各界給予指教與支持!