6第六章防腐层与绝热层的施工

第六章 防腐层与绝热层的施工,金属腐蚀是很普遍、很严重的问题，据估计，全世界每年开采的金属，有1/3是由于腐蚀而消耗掉的。 燃气管道腐蚀是由于内、外部介质的化学作用或电化学作用而引起金属管道的蚀穿、断裂，泄漏后达到一定条件会引起着火、爆炸，破坏正常供气，影响生产生活。 管道的防腐至关重要，必须做好。,第六章 防腐层与绝缘层的施工,第 1 节 防腐层涂料第 2 节 防腐前钢管表面处理第 3 节 埋地钢管防腐绝缘层施工第 4 节 燃气管道绝热层施工,涂层的基本性能包括涂料本身的性能、施工性能和保护性能。涂料的组成涂料的分类和命名常用涂料类别介绍涂料的选用,第 1 节 防腐层涂料,2.1 防腐钢材表面除锈质量等级标准2.2 除锈,第 2 节 防腐前钢管表面处理,2.1 防腐前钢材表面除锈质量等级标准1钢材表面原始锈蚀等级 钢材表面原始锈蚀程度决定了除锈所需的工作量、时间和费用。在做表面处理时，应考虑到钢材表面上氧化皮、锈、孔蚀、旧涂层和污物的数量。 根据钢材表面上氧化皮、锈和蚀坑的状态和数量，划分了锈蚀等级。,目前世界上通用的瑞典标准SISO55900,将钢材表面原始锈蚀程度分成A、B、C、D四级。我国石油工业部标准涂装前钢材表面处理规范SYT0407-97 （代替SYJ4007-86）也采用了这一标准。一般说，C级和D级钢材表面需要做较彻底表面处理。,钢材表面原始锈蚀等级,2钢材表面除锈质量等级 在钢材表面除锈质量等级标准上，国内外都趋向采用SISO55900。 美国钢结构涂装委员会制定的表面处理规范中，在除锈的质量等级划分上也参照采用了SIS055900。 我国石油工业部标准SYT0407-97 （代替SYJ4007-86）规定的除锈质量等级标准上采用的也是该标准。,钢材表面除锈质量等级（6级）,续表,2.2 除锈 为了使防腐绝缘层牢固地粘附在钢管表面，就必须仔细地清除管子表面的氧化皮、铁锈、油脂与污物。 除锈的方法：工具除锈喷(抛)射除锈化学除锈,2.2.1 工 具 除 锈除锈前清洗手工工具除锈动力机具除锈手提式动力工具电动除锈机固定工作式除锈机移动工作式除锈机,1除锈前清洗的方法： 除锈前应用清洗的方法除掉可见的油、油脂、可溶的焊接残留物和盐类。 清洗的方法：先刮掉附着在钢管表面上的浓厚的油或油脂，然后用抹布或刷子沾溶剂擦洗。最后一遍擦洗时，应用干净的刷子、抹布与溶剂。各种清洗方法的适用范围可参照表,各种清洗方法的适用范围,一般使用榔头、钢丝刷、砂布和废砂轮片等。先用榔头敲击钢表面的厚锈和焊接飞溅，然后用钢丝刷、铲刀、砂布等刮或打磨，直至露出金属光泽。 这种方法劳动强度大，劳动环境差，效率低，质量差。,2. 手工工具除锈,手提式动力工具 由动力驱动的旋转式或冲击式除锈工具。常用手提式电动钢丝刷除锈工具。 注意：如用冲击式工具除锈时，不应造成钢表面损伤；用旋转式工具除锈时，不应将钢表面磨得过光。,旋转式工具除锈,气动冲击式工具,3. 动力机具除锈,大型电动除锈机固定工作式除锈机 适用于200-1400mm管子除锈，这种除锈机每分钟可除锈800mm左右。一般钢管锈蚀，除锈小车走两遍即可。对于比较严重的锈蚀，除锈小车可走34次。,将钢管放托轮3、10上，开电动机1，通过主动托轮3旋转，管子随着转动。启动除锈小车两台电机18，带动钢丝刷5高速旋转，并通过卷扬机15拖动除锈小车沿导轨13缓慢移动，即可从钢管一端除到另一端。为防止钢管在除锈时产生纵向移动，两端用可转动的挡筒8挡住。,固定工作式除锈机,移动工作式除锈机 将除锈机套在钢管上除锈的机具，每种管径就需要一种规格。除锈时，将除锈机套在钢管上后，开动刷环。刷环有前后两个，旋转方向相反，可避免管子倾斜，保持管子稳定。,刷环中的钢丝刷用弹簧紧压在钢管表面上以后，再开动行走轮，则一面前进一面除锈。如果除锈不于净，可使整机倒退，重复除锈。这种除锈机行走速度可达300m/h左右。,2.2.2 喷 (抛) 射 除 锈此法能使管子表面变得粗糙而均匀，增强防腐层对金属表面的附着力。 并且能将钢管表面凹处的锈污除掉，除锈速度快，故实际施工中应用较广。,敞开式干喷射封闭式循环喷射喷(抛)射除锈用磨料,1.敞开式干喷射 用压缩空气通过喷嘴喷射清洁干燥的金属或非金属磨料。常用的敞开式喷砂方法是用压缩空气把干燥的石英砂通过喷枪嘴喷射到管子表面，靠砂子对钢管表面的撞击去掉锈污。,喷砂流程图1-空气压缩机2-分离器3-砂堆4-喷嘴5-钢管6-压缩空气胶管7-吸砂管,喷砂用的压缩空气的压力为0.35-0.5MPa，采用1-4mm的石英砂或1.2-1.5mm的铁砂。吸砂管的吸砂端完全插入砂堆时，要在末端锯一小口，使空气进入，便于吸砂；或者把吸砂端对着砂堆斜放，但不必锯小口。现场喷砂方向尽量与风向一致，喷嘴与钢管表面呈70度夹角，并距离管子表面约10-15cm。敞开式于喷射，污染环境，劳动强度大，效率不高，故不多用。有时用于钢板除锈。,2. 封闭式循环喷射 采用封闭式循环磨料系统，用压缩空气通过喷嘴喷射金属或非金属磨料。 将n个喷嘴套在钢管上，外套封闭罩，钢管由机械带动管子自转并在喷嘴中缓慢移动。开动压缩空气机喷砂，钢管一边前进，一边除锈。 用此法除锈效率较高，应用广泛，多为自制设备。,1-砂斗 2-送砂机构 3-抛砂装置 4-电动机 5-除锈箱6-送砂机构 7-检查孔 8-电动机 9-传动机构 10-出砂口11-斗式提升机 12-回砂管 13-砂子进出口,砂子存储砂斗1，经送砂机构送入抛砂装置3。抛砂装置内有一叶轮经电动机4带动作高速旋转，靠离心力把砂子抛向位于除锈机箱5内的管段(管段由送管机构不断向前送进)。落至除锈箱底砂子，经出砂口10送至斗式提升机的底，经提升机11至高处储砂斗，便完成砂子流程的一个循环。,循环抛砂除锈机,3. 喷(抛)射除锈用磨料 1)金属磨料 常用的金属磨料有铸钢丸、铸铁丸、铸钢砂、铸铁砂和钢丝段。这些磨料在硬度、化学成分、粒度和显微结构应符国家标准。 2)非金属磨料 非金属磨料(如石英砂、燧石等)和人造矿物磨料(如溶渣、炉渣等)。 天然矿物磨料使用前必须净化，清除其中的盐类和杂质。 人造矿物磨料必须清洁干净，不含夹渣、砂子、碎石、有机物和其他杂质。,将管子完全或不完全浸入盛有酸溶液的槽中，钢管表面的铁锈便和酸溶液发生化学反应，生成溶于水的盐类。然后，将管子取出，置于碱性溶液中中和。再用水把管子表面洗刷干净，并烘干，立即涂底漆。酸洗槽用耐酸水泥砂浆和砖砌成，表面涂2mm厚的沥青保护层；也可以用混凝土浇筑而成。混凝土表面用耐酸砂浆砌一层釉面砖。,2.2.3 化学除锈,酸洗速度决定于锈蚀程度、酸的种类、酸的浓度与温度。酸浓度大，酸洗速度快，但硫酸浓度过高易造成侵蚀过度现象。当浓度超过25时，酸洗速度反而减慢。故实际使用硫酸浓度不应超过20%。温度升高可加快酸洗速度。实际操作中，酸溶液的浓度为5%-10%(按质量分数)，盐酸的温度不高于30-40，硫酸的温度不高于50-60。酸洗操作时，操作人员应戴好防护用品。酸洗后必须中和并用水清洗干净，否则将产生相反的效果。,埋地钢燃气管道更容易受到土壤等介质的化学腐蚀和电化学腐蚀，一般油漆防腐涂料已不能满足使用要求。管道外包扎绝缘层可以将管道与作为电解质的土壤隔开，并增大管道与土壤间的电阻，从而减小腐蚀电流，达到防腐目的。,第 3 节 埋地钢管防腐绝缘层施工,3.1 对绝缘防腐层的基本要求3.2 绝缘防腐做法 3.2.1 石油沥青 3.2.2 环氧煤沥青 3.2.3 煤焦油磁漆 3.2.4 聚乙烯胶粘带防腐 3.2.5 聚乙烯“夹克”防腐层,1应有良好的电绝缘性，耐击穿电压强度不得低于电火花检测仪检测的电压标准。 2应有良好的防水性和化学稳定性。 3应有一定的机械强度。 4绝缘防腐层与管道应有良好的粘接性，保持连续完整。 5材料来源丰富，价格低廉，便于机械化施工。 6涂层应易于修补。,3.1 对绝缘防腐层的基本要求,3.2 绝缘防腐做法 目前，国内外埋地钢管所采用的防腐绝缘层种类很多，可根据土壤的腐蚀性能决定防腐绝缘层等级，选用石油沥青、环氧煤沥青、煤焦油磁漆、聚乙烯防腐胶带、聚乙烯热塑涂层等防腐绝缘材料。,3.2.1.1 标准规范中华人民共和国石油天然气行业标准埋地钢质管道石油沥青防腐层技术标准SY/T 0420-1997批准部门:中国石油天然气总公司批准日期:1997-12-28实施日期:1998-06-01,3.2.1 石油沥青防腐绝缘层,石油沥青材料的选用应符合下列规定: 管道输送介质温度不超过80时，应采用管道防腐石油沥青，管道防腐石油沥青的质量指标应符合表的规定。当管道输送介质温度低于51时，可采用10号建筑石油沥青，其质量指标应符合建筑石油沥青GB494的规定。,管道防腐石油沥青质量指标,GB/T 4509-1984 石油沥青针入度测定法GB /T 4 508-1984 石油沥青延度测定法GB /丁 4 507-1984 石油沥青软化点测定法GB /T 1 1148-1989 石油沥青溶解度测定法GB /T 2 67-1988 石油产品闪点与燃点测定法(开口杯法)GB /T 2 60-1977 石油产品水分测定法,防腐绝缘层等级与结构 根据土壤腐蚀性的强弱程度和燃气管道敷设地段的环境条件来选择防腐绝缘层、等级及相应结构。 根据埋地钢质管道石油沥青防腐层技术标准SY/T 0420-1997，绝缘层等级和结构如表所示。,施工注意事项(1) 沥青底漆 作用是为了加强沥青涂料与钢管表面附着力。涂刷底漆应符合下列要求: 1.底漆用的石油沥青应与面漆用的石油沥青标号相同，严禁用含铅汽油调制底漆，调制底漆用的汽油应沉淀脱水，底漆配制时石油沥青与汽油的体积比(汽油相对密度为0.80-0.82)应为1：(2-3); 2. 涂刷底漆前钢管表面应干燥无尘; 3. 底漆应涂刷均匀，不得漏涂，不得有凝块和流痕等缺陷，厚度应为0.10.2mm,沥青涂料是沥青和适量粉状矿质填充料的均匀混合物。填充料可采用高岭土、石棉粉或废橡胶粉等，严禁使用可溶性盐类材料填充料。 在沥青完全熔化后掺入完全干燥的填充料。沥青组分强烈吸附于填充料颗粒表面，形成一层“结构沥青”，使沥青涂料的附着力，耐热性和耐候性等得到提高，填充料愈细，影响愈大。 涂料的性质取决于沥青和填充料的性质及其配合比。常温下沥青涂料的软化点应比管道表面最高温度高45以上才有可靠的热稳定性。,小贴士,(2) 中碱玻璃布 为沥青涂层之间的包扎材料，在防腐绝缘层内起骨架作用，增加绝缘层强度，避免脱落。 使用时，玻璃布应浸沾沥青底漆，并晾干后使用。玻璃布为中碱性网状平纹布，经纬密度88根/cm2，厚约0.1mm，包扎时应保持一定的搭接宽度。,浇涂石油沥青和包覆玻璃布应符合下列要求:1 常温下涂刷底漆与浇涂石油沥青的时间间隔不应超过24h 。2 浇涂石油沥青温度以200-230为宜。3 浇涂石油沥青后，应立即缠绕玻璃布。玻璃布必须干燥、清洁。缠绕时应紧密无褶皱，压边应均匀，压边宽度应为20-30 mm，玻璃布接头的搭接长度应为100-150 mm。玻璃布的石油沥青浸透率应达到95%以上，严禁出现大于50 mmX50mm的空白。管子两端应按管径大小预留出一段不涂石油沥青，管端预留段的长度应为150-200 mm,钢管两端防腐层应做成缓坡型接茬。,(3) 保护层 保护层材料：沟边防腐施工可不作保护层，若是在工厂作绝缘层则应作保护层。保护层常用防腐专用的聚氯乙烯塑料布或牛皮纸，也可用旧报纸。保护层的作用：提高防腐层的强度和热稳定性，减少或缓和防腐层的机械损伤和受热变形。用牛皮纸或旧报纸作保护层时应趁热包扎于沥青涂层上。聚氯乙烯塑料布应待沥青涂层冷却到4060时包扎。,所选用的聚氯乙烯工业膜应适应缠绕时的管体温度，并经现场试包扎合格后方可使用;外保护层包扎应松紧适宜，无破损，无皱褶、脱壳。压边应均匀，压边宽度应为20-30 mm，搭接长度应为100-150 mm,4.0.5外保护层,3.2.1.2 防腐绝缘层施工机械作业线工厂内机械作业线 下图为设在工厂内的钢管沥青防腐机械作业线。这种作业线由一套传送装置，表面清除装置，涂底漆机和沥青防腐机等机械装置组成，按照流水作业进行工作。,钢管防腐机械作业线1-辊（滚）道，2-联管轴，3-传动台，4-滚轮，5-氧化皮疏松机，6-清管机，7-除尘机，8-涂底漆机；9-烘干机，10-沥青防腐机，11-水冷机，12-小车,用传动台使管子旋转向前移动，管子传送连续进行，相邻两管子用联管轴联接，完成全部防腐工序后取出联管轴。管子以规定的速度通过清管机，清管机前设有氧化皮或铁锈疏松机。 作业线可单独完成全部防腐作业，又可和管道卷制，焊接工序联合，组成一条工序齐全的管道予制作业线。,施工现场沥青防腐机械化联合作业 工厂的钢管防腐绝缘层机械作业线虽然工效高，劳动条件改善，但预制的防腐管段经过拉运，装卸、排管、对口和焊接安装等工序，极容易损伤防腐层，其暗伤又不易被发现，严重影响工程质量。 因此，距工厂较远，直径较大的长距离钢燃气管道，其沥青防腐层施工易采用现场沥青防腐机械化联合作业。,3.2.1.3 防腐管质量检验（规范5.1和5.2）5.1 生产过程质量检验5.1.1 防腐层涂敷厂家应负责生产质量检验，并做好记录。5.1.2 表面预处理质量检验:表面预处理后钢管应逐根进行表面除锈等级的质量检验，用GB/T 8923中相应的照片进行目视比较，表面除锈等级应达到本标准第4.0.1条第3款规定的埋地钢质管道石油沥青防腐层技术标准SY/T 0420。,5.1.3 外观检查:用目测法逐根检查防腐层的外观质量，表面应平整，无明显气泡、麻面、皱纹、凸痕等缺陷。外包保护层应压边均匀、无褶皱。,5.1.4 厚度检查:防腐等级、防腐层的总厚度应符合本标准表3.0. 1的规定。用防腐层测厚仪进行检测，按每班当日生产的防腐管产品根数的10%且不少于1根的数量抽测。 每根测3个截面，每个截面测上、下、左、右4点，以最薄点为准。若不合格时，按抽查根数加倍抽查;若其中仍有1根不合格时，该班生产的防腐管为不合格。,5.1.5 粘结力检查:在管道防腐层上，切一夹角为45-60度的切口，切口边长约40-50 mm，从角尖端撕开防腐层，撕开面积宜为30-50cm2。 防腐层应不易撕开，撕开后粘附在钢管表面上的第一层石油沥青或底漆占撕开面积的100%为合格。其抽查比例为每班当日生产的防腐管产品根数的1%，且不少于1根每根测1处，若有1根不合格时，应加倍检查;若其中仍有1根不合格时，该班生产的防腐管为不合格。,5. 1.6 防腐涂层的连续完整性检查:防腐涂层的连续完整性检查应按管道防腐层检漏试验方法SY 0063中方法B的规定采用高压电火花检漏仪对防腐管逐根进行检查，其检漏电压应符合表5.1. 6的规定。,1-电池组；2-检漏仪；3-探头；4-防腐钢管,电火花检验接线图,电火花检漏仪由电池组，检漏仪和探头组成，按图接线，探头金属丝距绝缘层表面34mm移动，移动缺陷处，金属丝产生火花，探头发出鸣声。,5.2 产品的出厂检验5.2.1 产品的出厂检验应在生产过程质量检验基础上进行，每批产品出厂前均应进行出厂检验，不合格产品严禁出厂。,5.2.2 产品的出厂检验应符合下列规定: 1 防腐层的外观检查:应按本标准第5.1.3条规定的要求进行检验。 2 防腐层的厚度检查:按每批50根防腐管抽检一根，不足50根按50根计算、检查方法应符合本标准5.1.4 条的有关规定;检查结果应符合本标准表3.0.1的规定，不合格时，应加倍抽查;若仍不合格，则该批产品为不合格。 3 防腐层的连续完整性检查:按每批20根防腐管抽检一根，不足20根按20根计算;检漏电压应符合本标准表5.1.6的规定。若抽查的防腐管不合格时，该批防腐管应逐根检查。,3.2.2.1 标准规范埋地钢质管道环氧煤沥青防腐层技术标准SYJ28-87,3.2.2环氧煤沥青防腐涂层,环氧煤沥青涂料是以煤焦油沥青和环氧树脂为主要基料，再适量加入固化剂和填料构成的防腐涂料。它综合了环氧树脂膜层机械强度大，附着力强，化学稳定性良好、耐水、耐矿物油及化学药品、防霉优点,施工采用冷敷工艺，较石油沥青、煤焦油沥青更优越。,涂料使用的底漆和面漆、稀释剂(如正丁醇液)和固化剂(如正丁醇液)应按设计配方由生产厂家配套供应，并应有完整的标志及质量合格证明。使用应根据环境温度和涂刷方法，充分搅拌均匀并熟化后即可涂刷。每次配料一般在8小时内用完，否则施工粘度增加，影响涂层质量。,防腐涂层分普通，加强和特加强三种等级。,3.2.3.1 标准规范SYT 0379-98 埋地钢质管道煤焦油磁漆外防腐层技术标准,3.2.3煤焦油磁漆防腐涂层,采用煤焦油磁漆，在世界范围内应用几十年而长盛不衰。它具有防腐性能良好、寿命可达50-60年，价格便宜经济适用。它是由高温煤焦油分馏得到的重质馏分和煤沥青，添加煤粉和填料，经加热熬制所得制品。具有粘结力强、吸水率低、绝缘性能好、耐细菌侵蚀、抗植物根茎穿越、耐石油、抗土壤应力及寿命长的特点。,据美国管道文摘杂志调查，煤焦油磁漆在管道敷设工业中连续60年占主导地位。全世界埋地管道的防腐材料中，40-60%为该材料。不但用于陆地、沙漠，还可用于海洋。 我国靖边至西安天然气长输管线全部，以及西安市天然气管道局部均用了煤焦油磁漆作为管道防腐,小贴士,3.2.3.2 防腐涂层分普通，加强和特加强三种等级,底漆有合成底漆和煤焦油底漆，一般采用合成底漆。 煤焦油磁漆有A、B、C三种型号，分别适用不同环境温度。 内缠带：内缠带是用与煤焦油磁漆相溶的耐粘结剂粘结，并用玻璃纤维束在纵向加强的专用玻璃纤维毡带，缠绕在煤焦油磁漆覆盖层中，可以改善覆盖层机械性能。外缠带：外缠带是用与煤焦油磁漆相溶的耐热粘结剂粘结，并用玻璃纤维束加强的加厚玻璃纤维毡带，均匀浸泽煤焦油磁漆制成的带状物，缠绕在煤焦油磁漆覆盖层上，可以增强覆盖层抵抗外部机械作用的能力。,说明,3.2.4.1 标准规范SYT 0414-98 钢质管道聚乙烯胶粘带防腐层技术标准,3.2.4聚乙烯粘胶带防腐层,聚乙烯胶粘带及底漆聚乙烯胶粘带按用途可分为防腐胶粘带(内带)、保护胶粘带(外带)和补口带三种。应根据管径、防腐要求、施工方法，选用适宜的规格和厚度的内带、外带和补口带。底漆与胶粘带胶层应有较好的相容性，其性能应符合表要求。,3.2.4.2 基本知识,2. 防腐层等级及结构聚乙烯胶粘带防腐层的等级及结构应符合表的要求。,3 防腐层结构 挤压聚乙烯防腐层分二层结构（2PE）和三层结构（3PE）两种。2PE底层为胶粘剂，外层为聚乙烯; 3PE的底层为环氧粉末涂料，中间层为胶粘剂，外层为聚乙烯。,FBE防腐结构：静电喷涂工艺涂敷环氧粉末，一次成膜。具有涂敷操作简便、无污染、涂层抗冲击和抗弯曲性能好、耐温性高等特点。2PE防腐结构：侧向缠绕粘接剂及侧向缠绕聚乙烯防腐层，具有优良的防腐性能。3PE防腐结构：将静电喷涂环氧粉末并侧向缠绕粘接剂、侧向缠绕聚乙烯防腐层，结合三者优良性能，从而提高了防腐管道的整体品质。,防腐层的厚度应符合表的规定。焊缝部位防腐层的厚度不应小于表规定值70%,4. 胶粘带防腐层施工一般规定防腐层施工应在高于露点温度3以上进行。在风沙较大时，没有可靠的防护措施不宜涂刷底漆和缠绕胶粘带。,钢管表面预处理清除钢管表面焊渣、毛刺、油脂和污垢等附着物;采用喷抛射或机械除锈方法，达到涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级GB/T 8923-1988中规定的Sa 2级或St3级;除锈后,对钢管表面露出的缺陷应进行处理，附着表面的灰尘、磨料应清除干净，钢管表面保持千燥。当出现返锈或表面污染时，必须重新进行表面预处理。,涂底漆钢管表面预处理后至涂刷底漆前的时间间隔宜控制在6h之内，钢管表面必须干燥、无尘。底漆应在容器中搅拌均匀。当底漆较稠时，应加人与底漆配套的稀释剂，稀释到合适的粘度时才能施工。底漆应涂刷均匀，不得有漏涂、凝块和流挂等缺陷。待底漆表干后再缠绕胶粘带。,胶粘带缠绕胶粘带解卷时的温度宜5以上。在胶粘带缠绕时，如焊缝两侧产生空隙，采用与底漆及胶粘带相容性较好填料带或腻子填充焊缝两侧。使用适当的机械或手动工具，在涂好底漆