保溫鋼管內(nèi)防腐耐高溫涂層研究

摘 要：針對輸送熱力用保溫鋼管內(nèi)壁產(chǎn)生腐蝕的原因進(jìn)行了分析，研究出了耐高溫、高壓內(nèi)壁防腐涂層。檢測及現(xiàn)場實(shí)際測試結(jié)果表明，耐高溫涂層在保溫鋼管內(nèi)壁防腐應(yīng)用中表現(xiàn)出優(yōu)異的防腐性能。

關(guān)鍵詞：保溫鋼管；防腐涂層；保溫技術(shù)；聚氨酯保溫層

中圖分類號：TE83 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.08.079

隨著我國對能源節(jié)約、環(huán)境保護(hù)力度的不斷加大以及大型熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目的推進(jìn)，對直埋熱力保溫鋼管的需求正在逐年增加。近年來，國內(nèi)熱力管道外表面的防腐保溫技術(shù)不斷完善和發(fā)展，已趨于成熟。但是，針對管道內(nèi)壁防腐的案例卻鮮有報(bào)道，對該領(lǐng)域的研究相對較少。因此，研究熱力保溫鋼管內(nèi)壁耐高溫防腐涂層具有必要性和現(xiàn)實(shí)意義。

1 鋼管內(nèi)壁腐蝕原因分析

目前，國內(nèi)大型長輸集中供熱管道外部防腐多采用聚氨酯保溫層+PE夾克層的施工方法，而管道內(nèi)部基本不作防腐處理。為了阻止管道的內(nèi)部腐蝕，延長管線使用時(shí)間，管線運(yùn)營方一方面采用離子交換軟化水技術(shù)，使管內(nèi)水質(zhì)達(dá)到控制要求；另一方面，采用在管網(wǎng)系統(tǒng)中投加堿性化工原料（如純堿、片堿等）的方法，將介質(zhì)（水）的pH值控制在10～12高堿性狀態(tài)等技術(shù)措施，但仍然不能阻止管道腐蝕甚至穿孔事故的發(fā)生。

通過研究我們發(fā)現(xiàn)，管線內(nèi)壁在上述環(huán)境中發(fā)生腐蝕的主要原因有：①管線運(yùn)行中的CO2腐蝕和污垢下腐蝕；②管線停運(yùn)期間的O2腐蝕、污垢下腐蝕及生物腐蝕；③采用了不恰當(dāng)?shù)乃幚砉芾矸绞?。因此，為了有效延長管線使用壽命，減少腐蝕的發(fā)生，不僅管線運(yùn)營方需要加強(qiáng)對管線的管理和維護(hù)，還需要研究一種在高溫、高壓及復(fù)雜條件下防腐蝕、阻垢能力優(yōu)異的防腐內(nèi)涂層。

2 涂層

2.1 涂層的組成

保溫管道內(nèi)壁耐高溫防腐涂層由液態(tài)涂料經(jīng)專用設(shè)備噴涂、成膜、固化形成。專用液態(tài)涂料是一種以環(huán)氧改性的耐熱樹脂為主要成膜基料，加入耐熱顏填料、特種添加劑等制備而成的耐高溫重防腐涂料。它具有良好的機(jī)械性能、耐化學(xué)品腐蝕性能、水煮和耐高溫高壓性能。它既可以采用雙組份常溫固化，也可以采用單組份烘烤固化。

2.2 涂層的性能

我們綜合研究了管線的內(nèi)部腐蝕環(huán)境、輸送介質(zhì)、溫度、運(yùn)營規(guī)律等因素，研發(fā)的重防腐內(nèi)涂層通過了嚴(yán)格的檢測和現(xiàn)場測試，表現(xiàn)出了優(yōu)異的防腐性能，具體如表1所示。

我們在某熱力管線1 220 mm×16 mm規(guī)格的保溫鋼管上進(jìn)行了現(xiàn)場測試，對運(yùn)行一個(gè)采暖周期后的保溫鋼管進(jìn)行了開挖檢測，對比分析了施工內(nèi)涂層和無內(nèi)涂層的鋼管在同等腐蝕條件下的抗腐蝕能力。研究結(jié)果表明，在同等的腐蝕環(huán)境下，未進(jìn)行防腐施工的管段內(nèi)壁已出現(xiàn)明顯的點(diǎn)蝕現(xiàn)象；而進(jìn)行重防腐施工的鋼管涂層完好、無鼓包、無銹蝕及開裂現(xiàn)象，涂層附著力良好，表現(xiàn)出了優(yōu)異的抗高溫及防腐性能。

3 涂層施工

3.1 工廠施工

為了使涂層達(dá)到良好的防腐性能，工廠內(nèi)防腐施工需綜合考慮涂料性能、施工條件、表面處理、噴涂方式等關(guān)鍵因素：①施工前鋼管表面溫度不可低于10 ℃，且應(yīng)至少高于空氣露點(diǎn)溫度3 ℃以上；②鋼管內(nèi)壁表面預(yù)處理非常重要，表面應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評估和處理，對清潔度、灰層度、粗糙度指標(biāo)合理控制；③為了確保涂料充分霧化，采用高壓無氣噴涂施工最佳。

3.2 現(xiàn)場補(bǔ)口施工

為了避免施工現(xiàn)場管線焊接對內(nèi)涂層的破壞，在工廠進(jìn)行內(nèi)涂層施工時(shí)，一般在鋼管兩端保留50 cm左右不進(jìn)行內(nèi)涂層施工。在鋼管對焊完成后，采用專用100%固含量雙組份無溶劑液體環(huán)氧涂料進(jìn)行補(bǔ)口，補(bǔ)口施工應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行和檢測，已達(dá)到預(yù)期防腐性能。

4 結(jié)束語

耐高溫防腐涂層為集中供熱管網(wǎng)中熱力保溫鋼管的內(nèi)部防腐提供了解決方案，和目前主要采用控制鋼管內(nèi)部水質(zhì)、加強(qiáng)清理維護(hù)的方案相比，進(jìn)行重防腐內(nèi)涂層施工更加合理，防腐性能更加優(yōu)異。

參考文獻(xiàn)

[1]高源.論熱力管道的防腐與保溫[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011（18）.

[2]高峰.熱力管道防腐保溫技術(shù)探析[J].現(xiàn)代制造，2013（27）.

作者簡介：吳加友（1981—），男，四川簡陽人，工程師，工程碩士，研究方向?yàn)楣艿婪栏丶夹g(shù)。

〔編輯：張思楠〕