给水管道金属管道防腐技术综述

给水管道金属管道防腐技术综述

0金属管道腐蚀严重在目前的给排水系统中，金属管道（主要是铸铁管道和管道）具有较强的压能力、较稳定的运行和较少的管道泄漏和施工清洁的特点。此外，界面形式灵活，单位面积大，体积小，便于装卸，将来的维修相对容易，因此在给水管网中得到广泛应用。然而在供水管网中敷设的金属管道由于外壁长期与土壤接触,而内部也时常充满液体,因电解质、细菌及氧含量等因素的影响容易在管道的内外表面发生腐蚀。这些腐蚀在使管网中各种水质指标恶化的同时,也会影响供水安全。同时由于地下管线较长且情况复杂,管线腐蚀穿孔时难以查找检修。因此,对埋地给水管道进行恰当的防腐处理具有重要意义。1钢-垂直管道密封技术的现状和方法给水管道的腐蚀在管道的内外壁均会发生,相应的防腐工艺也分为外防腐工艺和内防腐工艺。1.1涂层材料的选择原则依据管道外防腐主要采用涂层保护法,该方法通过覆盖涂层的方式,将管道的外表面与周围环境隔离,以阻止腐蚀。涂层材料的选取要综合考虑材料的绝缘性、粘结性、抗阴极剥离性、抗机械损伤能力、环境稳定性、施工难易程度和补口难易程度等,做出最佳选择。下面介绍目前常见的外防腐工艺。1.1.1技术成熟、报价石油沥青防腐层以石油沥青为主要材料或用石油沥青浸渍玻璃纤维布缠绕而成。原料来源广、技术成熟、价格便宜,在我国曾广泛使用。但该防腐层吸水率高,电性能和机械强度差,工作温度范围小,寿命短(不足20年),难以抵抗微生物和植物根茎的穿透,而且对环境和施工人员有较大危害,因此已被部分发达国家淘汰,在我国的使用也在减少。1.1.2带皮岩腐层腐蚀聚乙烯粘胶带防腐层由底漆、内带和外带组成。可根据防腐要求和施工方法选取内外带规格。该防腐层绝缘电阻高,能有效抵抗杂散电流,且施工干净高效,价格适中,曾在防腐领域广泛应用。但在现场施工除锈质量不高或粘结、搭接不严密时,胶带层下会出现局部剥离,屏蔽阴极保护,这类腐蚀也很难用外检测仪发现。所以此工艺只用于使用年限不长的中、小口径管道。1.1.3屏蔽阴极保护聚乙烯防腐层由底层胶粘剂和面层聚乙烯组成。若热熔胶的粘结性不强,聚乙烯与钢管剥离而对阴极保护产生屏蔽。为提高聚乙烯层的防腐性能,又引入了底层熔结环氧粉末覆盖层,出现了三层结构聚乙烯防腐层(3PE),这是目前公认的最先进的防腐层。但该防腐层必须在固定地点、工厂加工预制,且三层结构的价格昂贵,这是限制其发展的主要因素。1.1.4双层fbe复合涂层FBE外涂层分为单层防腐涂层和双层防腐涂层。单层FBE的粘结性、抗腐蚀性、耐老化和阴极剥离性能均十分优良,能够使用的温度范围也很广。但应用中因抗冲击和耐划伤性能不足常产生损伤。为弥补这种不足,出现了双层FBE。该涂层是复合涂层结构,由防腐型环氧粉末底层和抗机械损伤型环氧粉末面层喷涂而成。底层即为单层FBE,起防腐作用,外层为增塑性FBE,保护底层免受机械损伤。双层FBE结合了单层FBE的防腐性能和塑性FBE的抗机械损伤性能,在国外广泛使用。但是该工艺的涂敷要求非常严格,且价格较昂贵,补口较困难。FBE的应用已有将近50年的时间,实践证明,它是一种可长期防腐的覆盖层,已成为主流防腐技术之一,也是国内防腐技术发展的重要趋势。1.1.5生长高效低质低效材料煤焦油瓷漆在我国有悠久的使用历史,而且相比石油沥青防腐层,煤焦油瓷漆外覆盖层具有吸水率低,粘结性好,能抵抗植物根茎穿透,耐细菌,绝缘性好等优点,而且使用温度为-25℃~80℃,寿命可达60年以上,价格也十分低廉,在国外曾广泛使用。但煤焦油瓷漆外覆盖层机械强度低,生产施工过程中产生毒气,需进行严格的烟雾处理。由于环境保护因素的限制,该防腐层逐渐被其他覆盖层代替,但国内仍是主要外防腐材料。1.1.6hpcc涂层HPCC防腐涂层体系由加拿大百劭公司开发研制,由环氧粉末底层、胶粘剂中间层和聚烯烃粉末面层组成。3PE防腐层相比HPCC防腐涂层最大的优点就是解决了阴极保护电流屏蔽的难题,且喷涂技术使得该体系在层间粘结力、耐阴极剥离和抗老化等方面都有所提高。HPCC涂层已应用于北美洲的部分管道工程中,效果良好。因此HPCC涂层也被认为将是未来管道防腐层的发展方向之一。1.2复合体的理化性质管道受管内水的腐蚀会使水管内壁产生一层由沉积物、锈蚀物和粘垢相互结合成的复合体,含大量金属元素和细菌、藻类,影响供水的水质和安全性。抑制管道的内腐蚀,常采用的方法有:水泥砂浆衬里法、环氧树脂涂衬法、内衬软管法等。1.2.1管道腐蚀的措施水泥砂浆衬里可通过碱性钝化作用、抗渗隔离作用和回路电阻作用防止金属管道腐蚀。此工艺具备取材容易,价格低廉,使用寿命长,无有毒、有害物质浸渍溢出,抗渗、抗漏、抗爆能力优越,水力学性能良好等突出优点,是一种无公害、无毒、易施工、造价低、有前途的管道防腐技术。1.2.2生成不同的环氧树脂环氧树脂是一种热固性树脂,其分子链上有多个环氧基。制造时,改变生成环氧基的方法和原料,可生成不同的环氧树脂。其中双酚A型环氧树脂防腐能力较好,经改性可制成防腐涂料。环氧树脂涂料机械性能优良,且对化学药品和油有很好的耐受效果,而且施工十分方便,一次喷涂便可满足防腐要求,而使用速硬性环氧树脂涂衬后,经过2h养护,清洗排水后便可投入运行。1.2.3拖带聚氨酯薄膜的制备内衬软管法是旧管道防腐的有效方法,包括滑衬法、反转衬法、“袜法”及使用“Poly-Pig”拖带聚氨酯薄膜的方法等。这些方法通过形成“管中有管”的形式以防腐性能优越的内管将易锈蚀的外层管道与管内液体隔开,防止管道内部锈蚀,防腐效果很好。该方法适合长距离无支管输水,但不适合多支管的城市供水管道。2研磨液铁管道的腐蚀球墨铸铁的防腐也分为内防腐和外防腐。其中沥青涂层、环氧煤沥青涂层、环氧粉末涂料、聚乙烯套、水泥砂浆内衬等与钢管类似,不再赘述。2.1用铸铁管外腐蚀2.1.1锌模板合成土壤喷锌加喷涂沥青漆是国内球墨铸铁管外防腐的主流。其中锌在防腐性能中有重要作用:首先,锌层能形成致密的保护膜附着于管壁,减弱电化学和微生物腐蚀;另外,锌还具有较强的塑性变形能力,能够抵抗冲击,加强对管道的保护。锌与铸铁和沥青都能很好地粘合,可形成完整紧密的保护膜,能有效防止防腐失效。锌还可以通过沥青的媒介作用,促使锌盐转变和愈合性迁移,使防腐层创伤及时修复。2.1.2球墨铸铁管道外防腐聚氨酯涂层与金属、塑料、混凝土等多种底材均能较好的附着,机械强度高,耐磨性优异,低温柔韧性好,化学性能稳定,耐水性好,在-40℃~100℃均可使用,且施工简便无污染,使用效果也令人满意,是一种很有前途的球墨铸铁管道外防腐技术。但目前该工艺难度大,造价也较高。2.2由球墨水铁管道内部腐败2.2.1增韧剂、压沉剂、增韧剂环氧陶瓷涂料由环氧树脂、石英砂、流平剂、防沉剂、增韧剂固化而成,耐磨耐腐蚀。将该涂料喷涂于铸铁管内衬水泥内壁可提高球墨铸铁管的使用寿命,但制造成本较高。2.2.2内防腐的设计聚氨酯内衬耐磨性能优异而且干净卫生,将其应用于球墨铸铁管道的内防腐既能够有效地提高球墨铸铁管的使用寿命又能保证输送水的水质。将聚氨酯涂层作为球墨铸铁管道内防腐涂层的方法在国外已得到广泛使用,国内的生产工艺也已经比较成熟。2.2.3热覆技术的应用聚乙烯无臭无毒具有良好的热塑性,内覆聚乙烯膜工艺通过热覆技术将聚乙烯膜紧密粘合在铸铁管道内表面,达到铁塑复合的效果。内覆的聚乙烯膜绝缘性、抗渗透性好,附着力强,抗冲击强度高,能有效减缓球墨铸铁管内部的腐蚀。2.2.4发展活性物质密封层由于水泥砂浆内衬中水泥析出物会对水质产生影响,管道内防腐有时会采用密封技术减轻这种影响。工程中常采用环氧树脂作为水泥密封层的材料。水泥加环氧树脂内衬采用无溶剂环氧涂料,对环境无污染,而且该内衬固化后漆膜收缩率低,对水泥有很强的附着力,涂层紧密、光滑,输水效率很高,而使用寿命也能够达到50年以上。3pe和3ge涂层金属管道的外防腐层材料经历了石油沥青防腐层、煤焦油沥青防腐层、煤焦油瓷漆、聚乙烯胶粘带、聚乙烯防腐层、熔结环氧粉末(FBE)防腐层和三层聚乙烯(3PE)等发展过程。随着对管道防腐的要求越来越严格,对环境保护越来越重视,石油沥青、煤焦油瓷漆、聚乙烯胶带、环氧煤沥青等传统防腐材料的用量呈下降趋势,而FEB和近年来发展起来的2PE和3PE的