防腐層對于埋地金屬管道的壽命來說是至關(guān)重要的,同樣材質(zhì)的管道,有的埋在地下幾十年而不腐蝕,有的幾年就發(fā)生泄露,就是因為它們采用了不同的內(nèi)防腐層。目前供水管線采用的管材有金屬、非金屬,非金屬管材在使用中,容易遭到破壞,增加了維修成本并影響了用戶的使用質(zhì)量。金屬管材不易遭受外力破壞,但年限長了容易腐蝕穿孔,造成二次污染。目前公司常采用的內(nèi)防腐做法有8701環(huán)氧樹脂內(nèi)防涂料和水泥砂漿內(nèi)襯,但從使用效果來看,水泥砂漿的抗?jié)B性能差易結(jié)垢、8701內(nèi)防涂料抗水流沖擊性能差,難以確保防腐效果,而玻璃鋼卓越的水力特性和抗腐蝕性能解決了以上兩個技術(shù)難題。
1.1 水泥砂漿內(nèi)襯防腐
要延長管線的使用壽命,鑄鐵管或鋼管內(nèi)壁必須進(jìn)行防腐處理,常用的方法有內(nèi)襯水泥砂漿和環(huán)氧涂料等。水泥砂漿是歷史最悠久的管道內(nèi)襯,目前仍在飲用水行業(yè)大量應(yīng)用,但存在以下問題:
(1)應(yīng)力收縮后易開裂,表面缺陷(如砂穴、空鼓)較多,這將會使接觸鋼筒面砼混凝土中的堿析出,最終導(dǎo)致鋼筒銹蝕,管材報廢。
(2)水泥砂漿襯里會造成溶解性物質(zhì)含量的提高,硬度發(fā)生變化,NH3析出,導(dǎo)致水質(zhì)堿化;
(3)水的不穩(wěn)定性也會影響水泥沙漿,當(dāng)水中CO2超平衡濃度達(dá)到7mg/L會導(dǎo)致砂漿受損,砂粒流失,影響水質(zhì)。
(4)水泥砂漿襯里表面粗糙,水力摩擦阻力大,影響輸水效率。
(5)管材綜合重量較大,不便運(yùn)輸,安裝時也很困難。
(6)管材不易保存。如購置的管材值于工地等待安裝時,需定期養(yǎng)護(hù),用水噴灑表面,否則,會使砂漿與混凝土干裂,使管材質(zhì)量受到嚴(yán)重影響,甚至報廢。
涂料防腐發(fā)展于80年代,多采用環(huán)氧樹脂,或加以改性,利用環(huán)氧樹脂粘接力強(qiáng)、耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)解決防腐問題。類型多樣,比如:防腐蝕環(huán)氧粉末涂料、環(huán)氧玻璃鱗片、H87環(huán)氧耐溫涂料、8701環(huán)氧樹脂涂料等。涂料防腐施工速度快,防腐效果明顯。但由于涂層較薄,而且涂層與鋼管的熱膨脹、收縮率差距較大,因此涂層的完整連續(xù)性難以保證,尤其是鋼管連接、焊縫等結(jié)合部位,這也成為涂料防腐難以克服的障礙。
2.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)型式
(1)基材;主要指表面需要防腐的材料,這里指鋼管內(nèi)壁,基材的質(zhì)量狀況和材質(zhì)決定防腐粘接材料的選型和玻璃鋼防腐的質(zhì)量。
(2)過渡粘結(jié)層(底漆);主要用于玻璃鋼與基材的粘接、加強(qiáng)附著力,保證玻璃鋼與基材之間的剪切強(qiáng)度,常用材料有食品級樹脂加入白炭黑。
(3)玻璃鋼增強(qiáng)層(三氈三布);主要用于玻璃鋼防腐層的增強(qiáng)和防滲漏的作用,提高玻璃鋼防腐層的力學(xué)性能,保證滿足現(xiàn)場工況應(yīng)力、應(yīng)變要求。同時加強(qiáng)玻璃鋼防腐層的防滲漏性能。
(4)外保護(hù)層;主要用于抵抗外界環(huán)境及介質(zhì)作用,通常由防滲層、富樹脂層組成。起到防腐蝕、防滲漏提高水力特性作用(如圖1)。
玻璃鋼內(nèi)防腐的組成材料是玻璃鋼,具有玻璃鋼的所有優(yōu)點(diǎn),通過科學(xué)合理的選材、工藝設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計可以達(dá)到要求的技術(shù)指標(biāo),玻璃鋼防腐的特點(diǎn)如下:
(1)抗沖擊性能優(yōu)良:玻璃鋼的強(qiáng)度高于鋼管球墨鑄鐵和混凝土,比強(qiáng)度大約是鋼的3倍,球墨鑄鐵的10倍,混凝土的25倍;落錘重量1.5kg在沖擊高度1600mm下不損壞。
(2)耐化學(xué)腐蝕:通過合理的原材料選型和科學(xué)的厚度設(shè)計,玻璃鋼防腐在酸、堿、鹽、有機(jī)溶劑環(huán)境中能長期使用,有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。尤其是水對玻璃鋼的腐蝕幾乎為零,耐腐蝕性能良好。不需象金屬材料管道那樣采用嚴(yán)格的內(nèi)外涂層或陰極保護(hù),在使用期限內(nèi)基本不需保護(hù)。
(3)具有良好的保溫性能:由于玻璃鋼產(chǎn)品是由高分子材料和增強(qiáng)材料復(fù)合而成,具有導(dǎo)熱系數(shù)低的特點(diǎn);,只有金屬的1/100~1/1000,是優(yōu)良的絕熱材料,夏季能保證水體恒溫運(yùn)行,避免微生物的滋生。(4)熱膨脹系數(shù)?。河捎诓Aт摕崤蛎浵禂?shù)小(2.0×10-5/℃),能更好的粘附于基層。
(5)輕質(zhì)高強(qiáng)安裝簡便:比重僅為混凝土的2/3;所以相比而言綜合重量輕。因此,裝卸方便,易于安裝。(6)施工工藝性能優(yōu)良:玻璃鋼在固化成型前,由于樹脂的流動性,可以采用不同的成型方法,方便地加工成所需要的形狀;這一特點(diǎn)最適合大型、整體和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的設(shè)備施工要求,根據(jù)環(huán)境情況可以現(xiàn)場施工。(7)水力特性優(yōu)良:玻璃鋼管具有光滑的內(nèi)表面,水流摩阻系數(shù)小。玻璃鋼管的粗糙系數(shù)只有0.0053~0.0084,而混凝土管是0.013~0.014,相差55%~164%。在相當(dāng)流量和相同的可利用水利條件下可以減小管徑,從而可節(jié)省投資。在相當(dāng)流量和相同管徑條件下可以節(jié)省泵的功率和能源20%以上,節(jié)省揚(yáng)程,減少運(yùn)行能耗。
(8)物理性能優(yōu)良:附著力好,不開裂,不結(jié)垢,水質(zhì)不會被水中的微生物污染或氧化生銹,不產(chǎn)生二次污染,能保證永久性輸水量和水質(zhì)潔凈度不變。
3 施工標(biāo)準(zhǔn)(1)HGJ 229—91《產(chǎn)業(yè)裝備、管道防腐蝕工程施工及驗收規(guī)范》;(2)GB 50212—91《修建防腐蝕工程施工及驗收規(guī)范》。
4 玻璃鋼內(nèi)防施工技術(shù)要求
4.1 基材表面預(yù)處理
(1)清除鋼管內(nèi)外表面的焊渣、毛刺、油脂和污垢等附著物。
(2)利用噴射石英砂或磨光機(jī)將鋼管表面的銹斑打掉,不能有殘留部分。除銹后對鋼管表面露出的缺陷進(jìn)行處理,附著表面的灰塵、磨料應(yīng)清除干凈,鋼管表面保持干燥。 4.2 防腐:防腐材料用樹脂采用樹脂添加白炭黑攪拌均勻而成
(1)涂過度粘結(jié)層(底漆);內(nèi)防采用食品級樹脂加入白炭黑(增加粘度、加強(qiáng)附著力),均勻涂刷在鋼管內(nèi)表面,不得有漏涂凝塊和流掛等缺陷。(2)做防腐增強(qiáng)層(使用短切氈和玻璃布等材料),采用手糊法進(jìn)行防腐。(3)貼氈,將配制好的樹脂利用壓輥均勻涂刷在鋼管內(nèi)表面,將短切氈鋪襯到鋼管內(nèi)表面,鋪層時要貼緊,充分浸透樹脂,趕盡氣泡,壓邊寬度20mm—30mm為宜;檢查樹脂浸透情況,有無氣泡、毛刺,內(nèi)襯短切氈完全固化后進(jìn)行修整,整體打磨找平后進(jìn)行貼布。(4)貼布(強(qiáng)度層),將配制好的樹脂用壓輥均勻涂刷在找平后的內(nèi)表面層后鋪襯玻璃布,玻璃布要貼緊,充分浸透趕盡氣泡,完全固化后進(jìn)行修整。(5)工序如上所示,共計為三層氈、三層布相間疊加鋪覆,防腐層厚度達(dá)到5mm,完全固化后進(jìn)行修整,修整完畢后,做外保護(hù)層。(6)外保護(hù)層為富樹脂層,將配制好的樹脂均勻涂刷在外表層上,不得有漏涂、氣泡。