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滄州盛邦管道集團有限公司
主營產(chǎn)品： 鋼套鋼保溫管，鋼套鋼直埋保溫管，聚氨酯保溫管，預制直埋保溫管 |
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鋼套鋼直埋保溫鋼管外護管及防腐層的研究與探討
2019-1-9 閱讀(550)
鋼套鋼直埋保溫鋼管防腐層的研究與探討
鋼質外護管，由于采用傳統(tǒng)金屬焊接工藝，只要認真重視，管道質量是可以保證的，特別是外護管焊接采用超聲波檢查或氣密性試驗，能夠保證管道接口的密閉性。目前顯現(xiàn)出重要的問題是鋼管的防腐。對外護管的壁厚將同塑管和玻璃鋼外護管一并討論。
1 、技術進步 —— 防腐等級水平的提高
隨著科技進步，金屬材料的防腐愈來愈得到重視和加強?，F(xiàn)已研究開發(fā)出多種有效的防腐蝕結構和新的防腐蝕材料，減少埋地管道的腐蝕，保證正常使用壽命達 15 年或更多（國外都在 20~40 年以上），是管道設計基本要求。
直埋管道敷設現(xiàn)多采取：
（ 1 ）加耐腐蝕覆蓋層，以保證埋地管道的抗腐蝕性；
（ 2 ）整體或局部設計陰極保護，與管道外加覆蓋層相結合使用；
（ 3 ）改變腐蝕環(huán)境，更換土壤或加緩蝕劑，調節(jié) PH 值；
（ 4 ）利用耐腐蝕的非金屬材料，替代金屬鋼管，復合有機高分子材料纖維增強玻璃鋼外護管即是一種，單一或復合聚乙烯管道是另一類型。
國外采用陰極保護技術已應用多年， 90 年代德國已敷設 17000km 、法國 20000km 、前蘇聯(lián) 60000km 、美國 640000km[6] 。我國長距離輸送（氣）管道已于 1968 年采用陰極保護技術， 1989 年北京市還專門召開了 “ 城市管道陰極保護 ” 學術研討會 [7] ，近年直埋蒸汽管道在上海、寧波、大連等地均也采取金屬管道覆蓋防腐層與陰極保護相結合應用技術。
2 、管道外部覆蓋層 —— 防腐層
金屬管道表面覆蓋層可起到裝飾、耐磨、隔熱、密封、防水防腐等作用，對埋地蒸汽管道主要是防蝕、防水、密封性。
覆蓋層使管道電化學腐蝕的電池回路電阻加大或使管道表面金屬鈍化，或隔離外部腐蝕介質，從而減緩金屬管道腐蝕速率。
外護管內壁多采用富鋅二度或防銹漆涂二遍處理，以減緩水汽下的氧化腐蝕。外覆蓋層（防腐層）大體可分兩類，對于金屬鍍層類，蒸汽直埋管多不采用.
本文重點探討有機涂層方法。
對蒸汽直埋管道，要求（防腐）覆蓋層，耐受一定溫度，與外護鋼管結合力強，覆膜完整無針孔，有耐熱或冷卻或受力狀態(tài)（沖擊、彎曲、土壤應力）變化的能力，以及電絕緣性能，防水性能。即管道防腐層具有：良好的粘結性，電絕緣性，防水及化學穩(wěn)定性，足夠的機械強度和韌性，耐溫耐熱和抗冷脆性，抗微生物腐蝕性，耐陰極剝離性。
十幾年來，特別近些年直埋式蒸汽保溫管工程實施，暴露出防腐層許多因性能不保證，厚度不夠或設計不合理，安裝、施工及運行中破壞。防腐層使用僅幾年，就有的被迫更換或維修。如環(huán)氧煤瀝青，因受陽光照射，漆料中含有的蒽、萘受熱分解升華，針孔劇增；加之固化不好，強度低，機械性破損加大，某些防腐層吸（透）水性高，而過早的與金屬管剝離，防腐性失效。有的設計外壁使用溫度過高達 97℃ ，迫使用國內一些環(huán)氧煤瀝青涂料性能早失效而破壞 。
鋼套鋼直埋保溫鋼管防腐層的研究與探討
3 、新近發(fā)展的高性能防腐層（材料）
自 60 年代，美國研究開發(fā)了環(huán)氧樹脂 [9] ，德國推出聚乙烯塑料應用到管道防腐工程上 [10] ，有熔結型粉末涂料（熱固性或熱塑性）和溶劑性涂料?，F(xiàn)直埋式預制蒸汽保溫管，采用環(huán)氧粉末熱噴涂逐漸增多。近年又從國外引進高膜厚 PU 防腐層（雙組分無溶劑型聚氨基甲酯焦油或聚脲涂料）。
（ 1 ）熔結環(huán)氧粉末（ FBE ）由于粘結力強，機械性能好，優(yōu)異的抗耐腐蝕性能，特別是可在 -60~100℃ 大溫差范圍應用，耐土壤應力和陰極剝離性表現(xiàn)更好。
（ 2 ）擠出 PE/PP （包覆型）或 PE 聚乙烯帶（纏繞型）由于絕緣電阻高，抗雜散電流干擾力強，以及突出的機械性能、耐沖擊（物理損傷）能力高而在歐洲廣泛應用。
（ 3 ） 80 年代歐洲先研制和推出三層 PE 復合結構，發(fā)展了 FBE 及 PE 的優(yōu)點，使防腐層更加完善和耐用。層保證粘結性及電絕緣性，第二層特殊防水層，第三層為保證機械性能的保護層。
對適應各復雜地域、嚴重土壤腐蝕苛刻環(huán)境表面非凡。絕緣阻值*達 1010Ω·m2 ，而陰極保護電流，只有數(shù) μA/m2 ，對長距離的管道，能大幅度降低安裝和維修費用。
（ 4 ） 90 年代德國 VIAG Aktiengeselschaf 集團 TIB 公司研制生產(chǎn)了 Protegol UT32-10 高膜厚 PU 腐材料 [11] ，其硬度高，耐腐性佳，耐沖擊性為環(huán)氧粉末 10 倍以上，陰極保護電流更小，耐熱老化性突出（ 100℃ 2400h 以上），單一層結構，一次施工成型方便，而不留氣泡，對異形管件，補口尤為適用。表 2 列出各種防腐層性能
