重要廠用水管道內(nèi)壁抗腐蝕控制方法及問題分析研究

趙世明 杜軍

中核工程咨詢有限公司 福建福州 350000

1 系統(tǒng)簡介

WES的功能是把由設(shè)備冷卻水系統(tǒng)收集的熱負(fù)荷輸通過板式交換器進(jìn)行熱交換送到最終熱阱——海水。PX泵房內(nèi)管材為碳鋼襯膠管道和帶陰極保護(hù)并具有防腐涂層的鋼管，GA廊道內(nèi)管材為帶陰極保護(hù)并具有防腐涂層的鋼管，核島廠房內(nèi)管材為碳鋼襯膠管道和帶陰極保護(hù)并具有防腐涂層的鋼管。

2 先決條件

為了使施工的過程能夠得到有效的控制，主要從人、機(jī)、料、法、環(huán)五個(gè)方面進(jìn)行控制。其中施工人員的熟練操作技巧和責(zé)任心，是施工過程質(zhì)量控制的決定性因素。施工必須有熟練操作技術(shù)人員，擅長管道內(nèi)壁刮涂、刷涂、輥涂方式，能夠適應(yīng)在有限作業(yè)空間作業(yè)，掌握涂料使用說明書技術(shù)參數(shù)和各組分?jǐn)嚢璨僮鞯募夹g(shù)方法等，經(jīng)本單位培訓(xùn)考試合格后方可上崗作業(yè)。質(zhì)檢和技術(shù)管理人員應(yīng)掌握施工工藝過程、方法、技巧以及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

3 質(zhì)量控制

3.1 碳鋼氯丁橡膠襯里管線

安裝順序：施工過程現(xiàn)場焊接、組裝→供應(yīng)商內(nèi)壁襯膠→返廠復(fù)驗(yàn)→存放及倒運(yùn)→正式安裝。

碳鋼氯丁橡膠襯里管線的質(zhì)量控制要滿足以下幾點(diǎn)：

（1）返廠復(fù)驗(yàn)滿足整個(gè)表面平整、無水泡、空鼓、黏結(jié)破壞、毛刺、無漏襯，特別是法蘭外表面以及支管部位。用測厚儀檢測襯膠層厚度，各測點(diǎn)的距離應(yīng)盡可能大一些，檢測點(diǎn)的數(shù)目視工件的形狀及大小而定（一般檢測5-10點(diǎn)）；用電火花檢測儀全面檢查襯里層，不得有漏電現(xiàn)象。檢查時(shí)，膠層表面應(yīng)清潔、干燥，探頭不得在膠層上停留，以防止膠層被高電壓擊穿[1]。

（2）滿足清潔防異物要求，防止管道內(nèi)壁被破壞，尖銳異物的進(jìn)入。當(dāng)有異物或臟東西時(shí)，要用清水進(jìn)行清洗或擦洗，不可用易揮發(fā)、帶腐蝕的酸性等有機(jī)溶劑清洗或擦洗。

（3）氯丁橡膠襯里管線安裝主要為法蘭連接，安裝前注意法蘭處襯膠是否有損壞，以及擰緊法蘭力矩對襯膠壓縮值的影響，避免力矩過大，對襯膠有所破壞，壓縮值一般為15%～25%。

3.2 碳鋼管道內(nèi)壁重防腐

3.2.1 表面預(yù)處理

（1）噴砂處理：是金屬表面涂裝防腐前的最佳選擇方法。噴砂后應(yīng)達(dá)到除銹等級至少為GB/T8923.1Sa2.5級，表面粗糙度一般為35～70μm，需要用對比試塊進(jìn)行比對。

（2）手工或機(jī)械除銹：當(dāng)噴砂處理難以達(dá)到或管線到達(dá)現(xiàn)場安裝時(shí)，可用手工通過打磨的方式進(jìn)行除銹，處理后的表面除銹等級應(yīng)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)Sa2.5級別，徹底去除表面的氧化皮、銹蝕，并滿足粗糙度要求，粗糙度可以儀表或?qū)Ρ仍噳K進(jìn)行檢驗(yàn)[2]。

（3）噴砂處理和手工或機(jī)械除銹后用壓縮空氣、毛刷或抹布進(jìn)行表面除塵。除塵使用的壓縮空氣、毛刷、抹布應(yīng)無油、水和其他有害雜質(zhì)。

3.2.2 組分配比及涂層厚度

WES20寸以上725-H45-ZF101重防腐涂料由甲組份為改性環(huán)氧樹脂，乙組份為固化劑，丙組份為精細(xì)粉料組成。在10～35℃其重量配合比如下：甲：乙：丙＝100：25～15：130。刮涂725-H45-ZF101每道厚度控制在400μm，共2層。

WES20寸及以下內(nèi)壁重防腐用725-H45-ZF101G是一種雙組分環(huán)氧重防腐涂料，甲乙組分配合質(zhì)量比7:1（或體積比3.4:1）。輥涂和刷涂每道控制在200μm，共4層。

涂料在配比時(shí)，要注意施工使用量及固化時(shí)間，一般控制在1小時(shí)內(nèi)，同時(shí)固化劑的使用量且不可超過要求量，以免影響施工及使用的性能[3]。

3.2.3底漆涂層涂裝

在完成表面預(yù)處理檢查合格后，應(yīng)盡快涂底漆，滿足第一道涂層涂裝間隔時(shí)間一般不應(yīng)超過4小時(shí)，在海洋性露天環(huán)境下一般不超過2小時(shí)。每次刷涂、刮涂的搭接要均勻、平整，盡量一次成型，同時(shí)邊涂裝邊自檢、邊修整。在涂層即將表干時(shí)整體修整一次，防止流掛和漏涂、砂眼，針孔等缺陷，缺陷部位要及時(shí)修補(bǔ)，并用刮、鏟、磨等方式去掉涂層，重新刷涂、刮涂。使其涂層平整光滑。底涂層涂裝完成后，再次進(jìn)行表面檢查和厚度測量，同時(shí)做好施工記錄。

噴涂時(shí)，為了保證漆膜厚度，同時(shí)也防止氣孔和漏涂缺陷產(chǎn)生，支管，邊、彎頭、三通、陰極保護(hù)處等部位先進(jìn)行刷涂，再進(jìn)行底漆的噴涂。

3.2.4 中間和面漆涂層涂裝

底漆涂層完全固化后，按照供應(yīng)商提供的間隔時(shí)間大約1～7天內(nèi)進(jìn)行第二道涂層涂裝。進(jìn)行中間層、面漆的涂裝。若再涂時(shí)間超過規(guī)定的時(shí)間要求時(shí)，必須采用合適砂紙對涂層表面打磨粗化處理，滿足層間附著力要求，方可進(jìn)行涂層涂裝。面漆涂層涂裝采用刮涂方式涂裝重防腐涂料時(shí)，涂料配置及施工方法與底涂層涂裝相同。采用噴涂時(shí)，注意均勻操作，不要過厚，形成流掛現(xiàn)象。面涂層涂裝完成后，應(yīng)進(jìn)行表面檢查和厚度測量，同時(shí)做好施工記錄[4]。

3.2.5 涂層修補(bǔ)

涂層修補(bǔ)工作管道需要現(xiàn)場焊接焊縫，確保內(nèi)部表面無焊渣、未焊透、氣孔等缺陷，涉及管道焊接工作全部完成，如接地塊，陰極保護(hù)部件，且無損檢測合格。未涂裝要在現(xiàn)場需要進(jìn)行最后涂層涂裝的表面，施工時(shí)，盡快完成相關(guān)的無損檢測工作，縮短管道連接的距離，特別注意標(biāo)高上升落差大的管道，保證足夠的開口空間，以方便操作及涂層修補(bǔ)。

修補(bǔ)前，清除破損區(qū)域，邊緣修補(bǔ)平整、圓滑過渡，搭接處應(yīng)打毛，要保證金屬基材無油污、銹蝕和灰塵等，并滿足相應(yīng)的附著力，注意查看支管、三通、彎頭、陰極保護(hù)套管位置。

修補(bǔ)時(shí)應(yīng)按照底漆、中間和面漆涂層防腐施工工藝進(jìn)行表面預(yù)處理，涂層修補(bǔ)施工，注意與周圍已完成涂層的搭接，且不小于100mm，涂層修補(bǔ)施工應(yīng)使用原始涂層相同的涂料。如果損壞區(qū)域超過整個(gè)區(qū)域的20%，對損壞區(qū)域修補(bǔ)后，應(yīng)對整個(gè)區(qū)域涂覆一道面漆，修補(bǔ)區(qū)域盡可能為矩形。

管段上陰極保護(hù)套管安裝完成后，需要檢查安裝處內(nèi)壁涂層破損情況，若有破損，按要求進(jìn)行補(bǔ)漆；涂層的道數(shù)和每層的厚度以及干漆膜總厚度應(yīng)與原涂層相符。

4 質(zhì)量驗(yàn)收

4.1 涂層外觀檢查

涂層外觀應(yīng)均勻、平整、光滑，涂層表面應(yīng)無漏涂、流掛、起皺、凹陷、氣泡、裂紋、剝落、分層、龜裂等涂膜缺陷，修補(bǔ)邊緣應(yīng)盡量整齊，涂層顏色與色卡要求的顏色相同。

檢查防腐層干性的標(biāo)準(zhǔn)：表干—用手輕觸不粘手，實(shí)干—用手指推不移動，固化—用手指甲重刻不留痕。

4.2 涂層厚度

按GB/T13452.2使用涂膜測厚儀進(jìn)行涂膜厚度檢查。

每次取10個(gè)以上的測點(diǎn)，對復(fù)雜表面應(yīng)增加測點(diǎn)數(shù)量，要求80%以上的測點(diǎn)的厚度達(dá)到或超過規(guī)定的涂膜厚度，余下的不到20%的測點(diǎn)的漆膜厚度應(yīng)不低于規(guī)定漆膜總厚度的80%。

4.3 附著力

附著力測試一般以每1000m2檢測一次。施工時(shí)可直接在金屬基底上進(jìn)行測試，如果施工困難時(shí)，可在試件或見證板上進(jìn)行。主要采用拉開法，附著力應(yīng)大于2.0MPa（金屬基底）。

5 缺陷原因分析研究以及解決措施

5.1 管理和人因因素分析

（1）安全技術(shù)交底落實(shí)不到位，易產(chǎn)生缺陷部位分析不全面、方案未明確作業(yè)要求。通過巡檢和見證時(shí)，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場技術(shù)人、施工人員對安裝要領(lǐng)掌握不透徹，施工的重點(diǎn)部位不了解，特別是老員工對新員工的傳承幫帶不足，間接導(dǎo)致施工的錯(cuò)誤操作，導(dǎo)致作業(yè)人員不知道如何涂刷、是否涂刷，從而發(fā)生質(zhì)量缺陷的產(chǎn)生。

（2）施工作業(yè)人員技能不足，思想麻痹松懈、質(zhì)量意識不強(qiáng)。

（3）施工邏輯安排不合理，如：RT施工滯后導(dǎo)致施工人員進(jìn)入管道內(nèi)部區(qū)域較長，高低落差較大，有限空間作業(yè)難度加大，施工易出現(xiàn)疲勞。

解決措施：

（1）施工前做好技術(shù)交底、掌握施工方案內(nèi)容，明確施工要領(lǐng)，操作說明和步驟。對施工作業(yè)人員可采取模擬試件進(jìn)行施工，正式噴涂或涂刷時(shí)，分階段進(jìn)行施工及油漆修補(bǔ)工作。

（2）施工作業(yè)人員加強(qiáng)培訓(xùn)和實(shí)際操作，提高施工熟練程度，加強(qiáng)公司核安全文化的學(xué)習(xí)培訓(xùn)。同時(shí)合理布置通風(fēng)口、施工管道的長度，合理安排施工順序及RT窗口，避免長期在管道有限空間內(nèi)作業(yè)而增加施工作業(yè)人員施工的難度；設(shè)計(jì)方面，增加法蘭連接型式連接，利于檢修、維護(hù)和目視檢查。

（3）施工作業(yè)時(shí)多關(guān)注重點(diǎn)區(qū)域部位，如支管，落差高處彎頭、三通、陰極保護(hù)處、部分接地塊處。

5.2 設(shè)計(jì)文件深度不夠、施工發(fā)現(xiàn)問題能力不足

5.2.1 重點(diǎn)部位陰極保護(hù)處內(nèi)壁油漆破損

缺陷原因分析由于電極基座下法蘭孔（孔徑Φ40mm）內(nèi)壁為金屬表面（圖紙未要求重防腐），與陰極保護(hù)套管外壁之間存在1mm間隙。海水進(jìn)入管道內(nèi)部后，電極基座下法蘭孔內(nèi)壁金屬表面暴露在海水中，造成電極基座下法蘭孔內(nèi)邊緣處銹蝕，經(jīng)海水不斷沖刷，導(dǎo)致該處油漆破損。

解決措施：

（1）若陰極保護(hù)附近僅存在銹蝕問題（重防腐涂層未破損），只需使用砂紙對陰極保護(hù)附近的面漆進(jìn)行打磨，滿足施涂面漆條件后重新涂裝一層面漆即可。

（2）若陰極保護(hù)附近存在重防腐破損現(xiàn)象，則需要使用磨光機(jī)對陰極保護(hù)附近涂層進(jìn)行打磨（注意打磨過程中不要損傷陰極保護(hù)套），滿足施涂底漆、面漆條件后，按照油漆破損修補(bǔ)方案進(jìn)行修補(bǔ)。

（3）設(shè)計(jì)單位在施工圖中明確電極基座下法蘭孔（孔徑Φ40mm）內(nèi)壁與陰極保護(hù)套管外壁之間間隙的處理方式，防止海水滲透在間隙內(nèi)。

5.2.2 重點(diǎn)部位部分接地塊處內(nèi)壁油漆破損

主要由于接地塊焊接時(shí)，油漆受熱后損壞。

解決措施：

設(shè)計(jì)單位在WES系統(tǒng)管道三維制作圖中增加接地塊的焊口號信息。

改變施工邏輯，預(yù)制或者安裝在焊接完成后再進(jìn)行內(nèi)部重防腐處理。

5.3 設(shè)計(jì)不滿足檢修工作需要

在設(shè)計(jì)管道時(shí)，安裝焊接尺寸過長，法蘭連接數(shù)量過少，無法實(shí)現(xiàn)后期的檢修工作，同時(shí)增加安裝階段施工操作的復(fù)雜性。

解決措施：

增加法蘭連接數(shù)量，合理布局，最大化增加施工操作、檢查窗口，滿足日常安裝、維修工作的可達(dá)性，可操作性，便于缺陷定位。

6 結(jié)語

WES系統(tǒng)在調(diào)試和運(yùn)行階段出現(xiàn)的油漆脫落問題，反映出設(shè)計(jì)、施工的疏忽和不足，同時(shí)也給施工及監(jiān)理單位敲響了警鐘，事前需做好預(yù)判，合理安排施工邏輯，風(fēng)險(xiǎn)因素分析，事后做好全面檢查與控制，提高質(zhì)量管理和控制水平。同時(shí)設(shè)計(jì)上需改變維修設(shè)計(jì)，減少管段長度和焊接連接，增加法蘭型式的連接，以達(dá)到檢修可達(dá)性、可操作性的目的。