污水防腐工程選什么涂料？

本工藝標準適用于民用及一般工業(yè)建筑的設備、管道的防腐蝕施工操作。金屬在周圍介質(zhì)的化學、電化學作用下所引起的一種破壞現(xiàn)象。按管道被腐蝕部位，可分為內(nèi)壁腐蝕和外壁腐蝕；按管道腐蝕形態(tài)，可分為全面腐蝕和局部腐蝕；按管道腐蝕機理，可分為化學腐蝕和電化學腐蝕等。
管道防腐工藝流程
 管道防腐(圖1) 基面處理 → 調(diào)配涂料 → 刷中間漆 → 刷或噴涂施工 → 養(yǎng)護
管道防腐分為主體防腐和補口焊口防腐
管道防腐選用什么材料，要根據(jù)主體管道防腐層材料的不同而定。
常用補口方式有石油瀝青補口、環(huán)氧煤瀝青補口、粘膠帶補口、粉末環(huán)氧補口和PE熱縮材料補口等多種方式。
管道主體如果是三層PE復合結構，其補口材料*三層PE熱縮補口材料。
單層環(huán)氧粉末涂層的補口可采用環(huán)氧粉末、膠粘帶+底漆和三層PE熱縮補口三種方式。
另：國內(nèi)應用較多的鋼質(zhì)管道防腐層有石油瀝青、PE夾克及PE泡沫夾克、環(huán)氧煤瀝青、煤焦油瓷漆、環(huán)氧粉末和三層復合結構、環(huán)氧煤瀝青冷纏帶（PF型）、橡塑型環(huán)氧煤瀝青冷纏帶（RPC型）等，目前推廣應用zui廣的幾種管道防腐方式為三層PE復合結構、單層粉末環(huán)氧、PF型冷纏帶、RPC型冷纏帶。
石油瀝青，原料廣泛，價格低。但勞動條件差，質(zhì)量難以保證，環(huán)境污染嚴重。
環(huán)氧煤瀝青，操作簡便，但覆蓋層固化時間長，受環(huán)境影響大，不適于野外作業(yè)，10℃以下難以施工。
環(huán)氧粉末防腐，采用靜電噴涂方式，與同種材料防腐的管體熔結好，粘接力強，但環(huán)氧粉末防水性較差（吸水率較高，達到0.83%），給陰極保護設計帶來一定的困難?，F(xiàn)場器具要求高，操作難度大，質(zhì)量不易控制。
3PE熱縮材料，管道防腐密封性強，機械強度高，防水性強，質(zhì)量穩(wěn)定，施工方便，適用性好，*。PE吸水率低（低于0.01%），同時具備環(huán)氧強度高，PE吸水性低和熱熔膠柔軟性好等，有很高的防腐可靠性，缺點是：與其它補口材料成本相比，費用高。
PF型、RPC型冷纏帶施工簡便易行，配套的三種定型膠，使PF型環(huán)氧煤瀝青冷纏帶可以在任何環(huán)境、任何季節(jié)、任何溫度條件下施工。
冷纏帶和3PE熱縮帶的特點是：適用各種材料主體防腐層管道，而其他方式適用于相同或接近材料的主體防腐層管道。
其次隨著發(fā)展有些管道在防腐時同時也需要保溫，石油是很復雜的混合物，易腐蝕管道，防腐是有必要的，但是成品油管線在防腐的情況下也需要做保溫，在東北和冬季，熱脹冷縮會凍裂管道，影響穩(wěn)定供應。
管道防腐防腐方法
涂層防腐
 管道防腐(圖2) 用涂料均勻致密地涂敷在經(jīng)除銹的金屬管道表面上，使其與各種腐蝕性介質(zhì)隔絕，是管道防腐zui基本的方法之一。70年代以來，在極地、海洋等嚴酷環(huán)境中敷設管道，以及油品加熱輸送而使管道溫度升高等，對涂層性能提出了更多的要求。因此，管道防腐涂層越來越多地采用復合材料或復合結構。
1、外壁防腐涂層：管道外壁涂層材料種類和使用條件。
②內(nèi)壁防腐涂層：為了防止管內(nèi)腐蝕、降低摩擦阻力、提高輸量而涂于管子內(nèi)壁的薄膜。常用的涂料有胺固化環(huán)氧樹脂和聚酰胺環(huán)氧樹脂，涂層厚度為 0.038～0.2毫米。為保證涂層與管壁粘結牢固，必須對管內(nèi)壁進行表面處理。70年代以來趨向于管內(nèi)、外壁涂層選用相同的材料，以便管內(nèi)、外壁的涂敷同時進行。
③防腐保溫涂層：在中、小口徑的熱輸原油或燃料油的管道上，為了減少管道向土壤散熱，在管道外部加上保溫和防腐的復合層。常用的保溫材料是硬質(zhì)聚氨脂泡沫塑料，適用溫度為－185～95℃。這種材料質(zhì)地松軟，為提高其強度，在隔熱層外面加敷一層高密度聚乙烯層，形成復合材料結構，以防止地下水滲入保溫層內(nèi)。
管道防腐電法保護
 管道防腐(圖3) 改變金屬相對于周圍介質(zhì)的電極電位，使金屬免受腐蝕的方法。長輸管道電法保護僅指陰極保護和電蝕防止法。
①陰極保護：將被保護金屬極化成陰極來防止金屬腐蝕的方法。這種方法用于船舶防腐已有 150多年的歷史；1928年*次用于管道，是將金屬腐蝕電池中陰極不受腐蝕而陽極受腐蝕的原理應用于金屬防腐技術上。利用外施電流迫使電解液中被保護金屬表面全部陰極極化，則腐蝕就不會發(fā)生。判斷管道是否達到陰極保護的指標有兩項。一是zui小保護電位，它是金屬在電解液中陰極極化到腐蝕過程停止時的電位；其值與環(huán)境等因素有關，常用的數(shù)值為- 850毫伏（相對于銅-硫酸銅參比電極測定，下同）。二是zui大保護電位，即被保護金屬表面容許達到的zui高電位值。當陰極極化過強，管道表面與涂層間會析出氫氣，而使涂層產(chǎn)生陰極剝離，所以必須控制匯流點電位在容許范圍內(nèi)，以使涂層免遭破壞。此值與涂層性質(zhì)有關，一般?。?.20至－2.0伏間。實現(xiàn)地下管道陰極保護有外加電流法和犧牲陽極法兩種。
 管道防腐(圖4) 外加電流法是利用直流電源，負極接于被保護管道上，正極接于陽極地床。電路連通后，管道被陰極極化。當管道對地電位達到zui小保護電位時，即獲得*的陰極保護。其接線如圖3。 常用的直流電源均可使用，其中尤以整流器居多。直流輸出一般在60伏、30安以下。新型的直流電源有溫差發(fā)電器、太陽能電池等，多用于缺電地區(qū)。陽極地床是與直流電源正極相連的，與大地構成良好電氣接觸的導電體，或稱為陽極接地裝置；常用材料有碳鋼、高硅鐵、石墨、磁性氧化鐵等。陽極地床設置在土壤電阻率低、保護電流易于分布、又不干擾鄰近地下構筑物的地方。陽極與管道埋設位置相對應，有淺埋遠距離陽極和深陽極兩種。為測定陰極保護參數(shù)，鑒定管道陰極保護效果，沿管道需設置檢測點和檢查片。配套使用的檢測儀表有高阻伏特計、安培計、硫酸銅電極等。70年代以來，開始采用與管道航空巡線相結合的陰極保護參數(shù)遙測系統(tǒng)，配以電子計算機，對所測數(shù)據(jù)進行處理。外加電流陰極保護單站保護距離一般可達幾十公里，長輸管道陰極保護多用此法。
 管道防腐(圖5) 犧牲陽極法是采用比被保護金屬電極電位更負的金屬與被保護金屬連接，兩者在電解液中形成原電池。電位較負的金屬（如鎂、鋅、鋁及其合金）成為陽極，在輸出電流的過程中逐漸損耗掉，被保護的管道金屬成為陰極而免遭腐蝕，所以稱電位較負的金屬為犧牲陽極。其接線如圖4。 地下管道采用犧牲陽極保護，其決定要素是陽極發(fā)生電流、陽極數(shù)量和保護長度等。當陽極種類確定后，影響上述參數(shù)的是陽極接地電阻和與該陽極保護管段區(qū)間的漏泄電阻。前者取決于土壤電阻率，后者取決于管道涂層電阻和涂層的施工質(zhì)量。犧牲陽極使用壽命與重量有關，視需要可用幾年至幾十年。犧牲陽有投資省、管理簡便、不需要外電源、防止干擾腐蝕效果好等優(yōu)點，所以在地下金屬管道防腐中得到普遍應用。
 管道防腐(圖6) ②電蝕防止法：一是在雜散電流源有關設施上采取措施，使漏泄電流減小到zui低限度；二是在敷設管道時盡量避開雜散電流地區(qū)，或提高被干擾管段絕緣防腐層質(zhì)量，采用屏蔽、加裝絕緣法蘭等措施；三是對干擾管道作排流保護，即將雜散電流從被干擾管道排回產(chǎn)生漏泄電流的電網(wǎng)中，以消除雜散電流對管道的腐蝕。根據(jù)應用范圍和排流設備的不同性能，分直接排流、極性排流、強制排流三種。對交流干擾電壓的防護，不少國家都制定有技術規(guī)定，主要是采用安全距離和管道泄流兩類方法使管道免遭損害。

玻璃鱗片的內(nèi)部結構與玻璃纖維的十分相似，是熔融玻璃處在拉伸力的狀態(tài)下，進行急速冷卻而制得。熔點以下一般處在熱力學自由能zui低的穩(wěn)定平衡態(tài)。所以玻璃鱗片的性能，與逐漸冷卻的平板玻璃有所不同，它的強度要比普通玻璃板的大得多。 若采用玻璃鱗片制成涂層的填料，作為防腐蝕保護層使用，它亦將比采用云母、硅酸鈣及硅酸鋁等填充材料的，具有更加*的性能。
玻璃種類 SiO2 Al2O3Fe2O3 CaO MgO B2O3 Na2CO3 K2O BaO
C玻璃 64.6 4.2 13.4 3.3 4.3 9.3 0.9
E玻璃 54.2 14.6 21.1 0.3 9.0 0.5 0.3
表1玻璃鱗片的玻璃組成 (%)
由于玻璃鱗片在涂層中是重疊排列的，因此對涂膜的抗?jié)B透性起了很大作用。涂裝方法可采用刷涂、高壓無氣噴涂或輥筒涂裝。
玻璃種類 冰醋酸 10%HCl 10%H2SO4 10%HNO3 28%NH4OH H2O
C玻璃 0.42 4.08 2.43 4.35 1.25 0.95
E玻璃 0.78 43.88 42.74 40.2 0.66 0.64
注：測試數(shù)據(jù)為9.5um厚涂膜在96℃的各種介質(zhì)中浸泡24h后的失重百分比。
表2玻璃的耐蝕性 (%)
玻璃鱗片特性編輯 1)對化學介質(zhì)、氣體、蒸氣的滲透性遠比玻璃鋼襯里小，難以引起水蒸氣擴散現(xiàn)象，這是由于層層重疊排列的玻璃鱗片，使介質(zhì)滲透距離長的緣故。
2)固化時收縮低，由于分散，粘接面殘余應力小。
3)熱膨脹系數(shù)小，粘接熱應力相應也小，耐熱溫度高，耐熱沖擊性能好。
4)力學強度雖不如玻璃鋼襯里，但耐磨性、耐刮擦性能出色，對機械損傷也只限于局部。
5)玻璃鱗片涂料施工工藝性能也很好。
玻璃鱗片涂料若僅是玻璃鱗片和樹脂的物理混合，是不能充分發(fā)揮其性能的，這里還涉及玻璃鱗片的截面問題，玻璃鱗片混合量及混合方法，樹脂的選擇，基體的前處理，底漆的選擇，施工方法等一系列的參數(shù)是決定玻璃鱗片涂料的技術關鍵。關于玻璃鱗片涂料品種及特性見表3，其物理性能見表4。
樹脂種類 型號 適用范圍 耐熱性/℃
日本FUJI 中國華昌 液相 氣相
 玻璃鱗片襯里斷面結構圖 間苯型UP #3 - 耐酸 80 90
雙酚型UP #4 - 耐酸、耐堿 80 90
二甲苯型UP - FX 耐酸、耐堿、鹽霧 80 90
環(huán)氧樹脂 #106 FE 耐水、耐弱酸、耐堿、耐鹽 78 80
乙烯基酯樹脂 #5R FV-5 耐酸、耐堿 90 100
#6H FV-1 耐酸、耐熱、耐溶劑 120 150
#6R FV-2 耐強酸、耐堿、難燃性 110 130
#7H MW-2 耐酸、耐堿、耐熱 110 140
表3玻璃鱗片涂料的品種及特性
3. 玻璃鱗片涂料在日本的應用實例
由于玻璃鱗片涂料具有耐蝕，抗?jié)B透性好，涂膜收縮率低，熱膨脹系數(shù)小，固化殘余應力少，耐磨損，施工簡便，易于修補，因而玻璃鱗片涂料在化工、冶金、化纖、電鍍、建筑等行業(yè)均有大量應用。特別是在各種海洋工程設備、海上石油天然氣平臺、港灣碼頭及船舶應用更為廣泛?，F(xiàn)舉幾個應用實例[5～7]。
1)北陸汽車公路混凝土橋鹽霧腐蝕對策——沿海一側每到冬季，由于飛來的鹽份，不管鋼結構還是混凝土構筑物，成為日本破壞zui顯著的地方。北陸汽車公路混凝土橋，1972年開始使用，后來遭鹽霧侵蝕發(fā)生破壞，1987年開始修補，修補中使用了環(huán)氧玻璃鱗片涂料和乙烯基酯玻璃鱗片涂料，涂膜厚1000um。同年完成的從新瀉縣上越市至富山朝日鎮(zhèn)59.3km的高速公路混凝土橋，為了對付鹽霧，使用了乙烯基酯玻璃鱗片涂料涂裝，在玻璃鱗片涂料上又涂聚氨酯樹脂涂料和氟樹脂涂料。
2)沖繩地區(qū)的鋼橋防銹蝕調(diào)查——沖繩綜合事物局在日本鋼橋?qū)I(yè)協(xié)會的協(xié)助下，進行了防銹蝕性和防風砂磨蝕性的涂裝系列試驗，2年后測定，玻璃鱗片涂料性能，環(huán)氧樹脂涂料次之，氯化橡膠涂料和鄰苯型不飽和樹脂涂料效果較差。
3)機場聯(lián)絡橋的鋼結構防銹蝕方案——關西機場聯(lián)絡橋的鋼結構，提出了使用玻璃鱗片涂料的方案。鐵道縱桁上面，使用后更換涂料困難，為了*性的防銹蝕需要，采用了玻璃鱗片涂料和聚氨酯涂料，涂膜厚度為1090um的方案，其中使用的玻璃鱗片涂料的樹脂是VE和環(huán)氧樹脂。下部防銹蝕，提出了飛濺區(qū)涂裝乙烯基酯樹脂玻璃鱗片涂料和聚氨酯涂料(1000um)；潮水漲落區(qū)域涂裝玻璃鱗片涂料(1090um)。
4)港灣鋼構物防銹蝕方案——日本沿岸開發(fā)技術研究中心1986年發(fā)表了鋼結構防銹蝕指南，其中海上大氣部、海水飛濺部、潮水漲落部及海水中部位*乙烯基酯樹脂、環(huán)氧煤焦油樹脂和玻璃鱗片涂料。
5)石油貯槽底板防銹蝕——日本沖繩石油基地(金武灣)石油貯槽高22m，直徑80m，浮屋頂式貯藏量為10萬m3，還建造了210萬m3及510萬m3的石油貯槽，其底板采用玻璃鱗片涂料防銹蝕，使用日本高分子化學公司生產(chǎn)的玻璃鱗片涂料，5年內(nèi)施工面積達1.5×106m2。

玻璃鱗片涂料施工簡單，可用刷涂、滾筒涂和高壓無氣噴涂。涂裝前必須進行表面處理，除油后用噴砂、噴丸進行去銹及粗化處理。通常用4號砂或20-40目的石英砂，以5-7kg/cm2壓縮空氣帶動砂粒，砂粒以50～70m/s速度從噴嘴中噴出，表面達SIS Sa2.5規(guī)格，清除噴砂后的灰塵，在8h小時內(nèi)進行涂裝。涂裝一般在干燥天氣進行，溫度5℃以上，相對濕度85%以下。用同一種樹脂或玻璃鱗片(粒度較小的)作底漆，厚度為50微米，在底漆指觸干燥后就涂玻璃鱗片涂料。在涂裝時需要留意以下幾點：
a.涂料的充分攪拌；b.涂料基料同固化劑的混合；c.粘度調(diào)整；d.活性適用期；e.涂裝機具(機械)的清洗與保養(yǎng)；f.玻璃鱗片尺寸。
關于以上諸點，通常按涂料廠規(guī)定進行，逐層施工，直至涂到設計厚度，表面用細料或純樹脂罩光一道。完成涂裝后，在20℃養(yǎng)護48h以上，進行目測是否存在明顯凹凸、脫層、氣泡、開裂、異物夾人及不固化缺陷。再用放電式脈沖電火花針孔儀檢查針眼、孔隙，用電磁測厚儀測定厚度(鋼結構)，用巴柯爾硬度計檢測硬度。對針眼等缺陷處，要認真修補，首先將缺陷及周圍處加工成缽狀，鏟去原涂層，打毛粗化處理，涂底涂層后再涂玻璃鱗片涂料。
玻璃鱗片質(zhì)量標準編輯 玻璃鱗片涂料用于貯槽內(nèi)部的耐蝕例子較多，作為外部防銹蝕目的的例證還較少，主要是取決于樹脂的耐候性；同時，作為外部防銹蝕的涂料還有2個問題沒有解決：
a.玻璃鱗片涂料還沒有適當質(zhì)量標準；b.與富鋅底漆和玻璃鱗片面漆配套也沒有標準?，F(xiàn)介紹日本玻璃鱗片涂料標準的部分內(nèi)容，見表5。
項目 質(zhì)量標準
在容器中的狀態(tài) 主劑、固化劑加入混合時沒有結塊，質(zhì)地均勻
混合性 能均勻混合
涂膜的外觀 與樣板相比差異不大
厚涂性 垂直面500um厚涂裝無流掛、無裂紋、無剝落
適用期 20℃時使用2h以上
耐沖擊性 500g重鋼球從500mm高落下沖擊涂膜，無裂紋、無剝落
干燥時間 16h以內(nèi)
玻璃鱗片含量 20%以上
注：1)適用范圍：本標準是玻璃鱗片涂料的標準，包括不飽和聚酯玻璃鱗片涂料、環(huán)氧玻璃鱗片涂料、乙烯基酯樹脂玻璃鱗片涂料；2)玻璃鱗片涂料的質(zhì)量必須符合上述標準。
表5玻璃鱗片涂料的質(zhì)量標準
玻璃鱗片結語編輯 上世紀80年代中期，我國從引進的許多日本設備中開始了解和接觸玻璃鱗片涂料，并且開發(fā)出與日本相應的各種玻璃鱗片涂料、膠泥，部分取代日本的產(chǎn)品進行維修，取得了良好的效果和工程經(jīng)驗；華東理工大學華昌公司，蘭州化工機械研究院還分別制訂了二甲苯型不飽和聚酯樹脂(注：含玻璃鱗片涂料)防腐蝕工程技術規(guī)程(CECS 73：1995)，玻璃鱗片襯里施工技術條件(HG/T 2640-1994)，中堿玻璃鱗片(化工部行業(yè)標準：HG/T2641-1994)。在玻璃鱗片的生產(chǎn)和研究領域，玻璃鱗片的質(zhì)量及表面處理能力已達到*水平。相信今后，隨著玻璃鱗片涂料質(zhì)量的完善和應用推廣的深入，其的防銹蝕性能、抗?jié)B透性能和耐蝕性能必將得到進一步發(fā)揮。
對于煙氣脫硫來說, 玻璃鱗片按照其使用部位與特點, 可分為低溫玻璃鱗片、高溫玻璃鱗片和耐磨玻璃鱗片等。低溫玻璃鱗片一般具有優(yōu)良的耐水汽的滲透性、耐化學性、耐腐蝕性等特點, 使用溫度一般低于100℃, 是脫硫裝置的主要襯里材料, 主要應用于吸收塔的低溫部分、事故漿罐、凈煙氣煙道等部分。高溫玻璃鱗片一般具有優(yōu)良的耐高溫性能,其*使用溫度可以達到160℃以上。主要應用于煙氣換熱器與吸收塔之間的原煙氣煙道、吸收塔入口處、煙氣換熱器原煙氣區(qū)域以及煙氣出口擋板門后的煙道部分。耐磨玻璃鱗片是特殊配方的鱗片樹脂, 一般添加陶瓷耐磨材料增加耐磨特性。耐磨玻璃鱗片主要應用于吸收塔噴淋部位或漿液磨損嚴重的區(qū)域(安裝攪拌器的部位)。
脫硫玻璃鱗片襯里的防腐特點
 
鱗片襯里是以耐酸樹脂為主要基料, 以薄片狀填料(外觀形狀似魚鱗, 故稱之為鱗片) 為骨料,添加各種功能添加劑混配成膠泥狀或涂料狀防腐材料, 再經(jīng)設備或人工按一定施工規(guī)程涂覆在被防護基體表面而形成的防腐蝕保護層。
圖1 是鱗片襯里的斷面示意圖。鱗片襯里層有不連續(xù)的片狀鱗片。單層鱗片是不透性實體, 在襯層中垂直于介質(zhì)滲透方向的鱗片成多層有序疊壓排列。
1—基體; 2—底涂; 3—鱗片襯層; 4—面漆層
圖1 鱗片襯里斷面結構圖
鱗片樹脂襯里zui突出的性能是具有優(yōu)良的抗腐蝕介質(zhì)滲透性。有關試驗表明: 0.5mm 厚的鱗片的抗?jié)B透性略大于2.0 mm 的玻璃鋼, 1. 5 mm厚的鱗片襯里, 就可以達到非常理想的抗?jié)B效果。
鱗片防腐之所以具備很高的抗?jié)B透性能, 是由于鱗片的防腐層中扁平的鱗片在樹脂中平行疊壓排列, 介質(zhì)滲透為繞鱗片曲折狹縫擴散過程。玻璃鱗片具有這種很好的迷宮效果, 如圖2 所示, 使?jié)B透介質(zhì)在不同鱗片層內(nèi)滲透動力逐漸衰減, 介質(zhì)向縱深滲透趨緩

：畢偉亮

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