无溶剂环氧涂料在川气东送管道弯管防腐的应用

摘要：川气东送管道输送介质为天然气，具有易燃、易爆、危险性大的特点，设计、施工、管理难度大，调节复杂且关系到国计民生，必须保证可靠、连续，所以设计要求标准高，施工质量要求高，因此，对管道必须采取切实有效的防腐措施，尤其是弯管的防腐更是重要。文章介绍了无溶剂环氧涂料组成防腐特点、涂层结构、并提出了施工工艺特点，以及在川气东送管道弯管防腐应用中所起的作用。

关健词：无溶剂环氧涂料；川气东送管道；天然气；防腐；弯管

中图分类号：TQ630文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2009）16-0031-02

川气东送管道是近年来中国石化集团管道建设距离最长为2202公里、管径最大为1016mm、地势最复杂、施工工艺极其复杂、建设难度最大，建设工期长、以后维修工作量大的一条管道，是目前迄今为止国内管道建设史上最具挑战性的项目之一，全线使用的钢质管道及热煨弯头占到工程总投资的35% ，防腐质量优劣与否直接关系到建设完成后整个输送管道的安全运转，为此，经过专家论证针对该管线的特殊性热煨弯头外防腐层采用液体无溶剂涂料，来确保其防腐质量。

一、川气东送管道运行环境的特点

川气东送管道输送介质为天然气，具有易燃、易爆、危险性大的特点，设计、施工、管理难度大，调节复杂且关系到国计民生，必须保证可靠、连续，所以设计要求标准高，施工质量要求高，一旦发生事故，造成损失大，伤亡惨重、输气线路长，前后联系困难，管线所经过地区地形地貌类型多样且差异较大，主要是山地、丘陵及平原、水网等四种地貌，土壤类型有沙质粘土、粉质粘土、砂石层和基岩，管道沿线地区土壤中各种微生物和植物根茎比较活跃，土壤中的含水量较高，面临的腐蚀环境极其复杂，要求我们对管道必须采取切实有效的防腐措施，尤其是弯管的防腐更是重要。

二、弯管防腐层的选择

国内外多年实践证明，为减少和避免外部环境对管道的腐蚀，确保管线长期安全运行，本工程对于埋地金属管道热煨弯管外表面采用 100%无溶剂双组分液体涂料＋聚丙烯胶粘带和管线整体阴极联合保护的防腐措施不仅是行之有效的，而且是最为经济合理的。

无溶剂涂料具有优良耐候性、固体含量高、抗腐性能、机械强度高、无环境污染、施工工序简单、物理性能优异、应用广泛等特点，被广泛应用于陆上、水下、海底等管线的防腐涂装，为处于各种环境中的管线及弯管防腐，埋地管道防腐补口、埋地管道大修等防腐领域提供了可靠的保证。

（一）无溶剂环氧涂料的组成特点

无溶剂环氧涂料一般由A、B双组分为树脂和硬化剂，主要原材料为改性低分子量低粘度环氧树脂双酚A或双酚F环氧树脂，为主要成膜物，采用低粘度环氧树脂、颜填料、助剂等经高速分散和研磨而制成漆料，以低粘度改性胺作为固化剂而组成的双组份反应固化型防腐涂料实现无溶剂化。因为分子结构中含有大量的羟基和醚基等极性基团，使得涂层与基材的附着力优异，赋予涂层有了良好的粘结力，保证其在腐蚀环境下优异的耐久性；由于交联密度高和分子链中的苯环结构，固化后能够形成类似瓷釉一样的光洁涂层，使涂层坚硬且柔韧性好、耐磨性优、抗划伤性好、耐撞击性优；涂料中不含挥发性有机溶剂，在反应固化过程中收缩率极低，一次成膜厚，不易产生裂纹，在干燥成膜过程中不会形成因溶剂挥发留下的孔隙，涂膜致密性极佳，能有效抵挡水、氧等腐蚀性介质透过涂层而腐蚀钢材，对环保非常有利。

（二）无溶剂环氧涂料的施工特点

无溶剂环氧涂料与溶剂型环氧涂料产品的最大区别，在于涂料制造及施工应用过程中不需采用挥发性有机溶剂作为分散介质，其低粘度的胺固化剂、液态的环氧树脂经交联反应固化而形成的涂层具有非同一般的特性。工厂涂装时原普通环氧漆生産周期长至少需要多遍涂刷方能满足要求，而无溶剂环氧涂料固体成分近100%，在达到相同的涂膜厚度的情况下，所需要的涂料量比采用溶剂型环氧涂料要少一道可达膜厚要求，减少施工道数，从而降低涂装施工费用减少了涂料消耗量，节约了施工周期。

原普通环氧漆中含有超过30%以上的可挥发性有机溶剂，多数是有毒有害物质，对人体均有不同的毒害作用；而无溶剂环氧涂料的使用，减少了有机挥发物的排放，对于个人防护、防火、防爆等安全也起到了无可估量的作用，无溶剂环氧涂料只含不足0.5%的溶剂，减少了溶剂挥发对空气的污染，在安全环保方面起到了很大的作用。

（三）防腐层性能比较

目前国内外常用的弯管防腐层主要有煤焦油瓷漆、聚乙烯胶带、熔结环氧粉末、环氧粉末聚乙烯复合结构（简称三层PE）等。长期的实践表明应用中各种弯管外防腐层表现出的性能和优、缺点不尽相同，见表1（管道弯管外防腐涂层对比表）：

无溶剂环氧涂料具有环氧粉末和聚乙烯防腐层的双重优点，各项综合性能比较优异，而且其抗冲击性能尤为突出，防腐层绝缘电阻很高，防腐层质量较好，因而管道所需要的阴极保护电流较小，可增大阴极保护的作用半径，降低投产运行后的维护和修理费用。目前国内已有多家弯管防腐层的生产加工厂家，生产能力和材料来源稳定，且该防腐层的施工及补口方式操作简单，技术成熟，易于实施。

（四）无溶剂环氧涂料的施工工艺

川气东送管道弯管使用的无溶剂涂料是一种不含溶剂的环氧涂料，固体含量高达99.5%以上，与溶剂型环氧涂料相比，在施工性能方面存在一定差异，因其粘度较高，这对喷涂设备提出了较高的要求。在施工过程中，由于它不含溶剂，双组份混合后具有较短的使用期，其干燥、固化过程中不是靠溶剂的挥发，而完全依赖于自身的固化反应，其反应过程较快，且受温度影响较大，传统的空气喷涂工艺根本不能将此涂料正常喷出涂敷，因此采用高压离心无气喷涂工艺一次涂敷，主要措施如下：

1．无溶剂环氧涂料选购时应根据所具备的施工条件施工方式（双进料热喷涂、单进料无气喷涂等）和施工环境温度，根据施工条件选择合适的无溶剂环氧涂料。通常在低于20℃以下时选用冬用型无溶剂环氧涂料；20℃以上时，选用夏用型无溶剂型环氧涂料，这有利于获得最佳的操作期和涂膜干燥时间。

2．涂料配制时必须考虑在使用期内的施工能力，在这段时间内能用完多少就配多少，以免配料过多来不及用而导致凝胶浪费。

3．采用单管进料的高压无空气喷涂方式施工，选用压力比大的无空气喷泵，适当的喷嘴管长度，提高输出流体压力以保证顺利进料和雾化良好，选用合适口径和流量的喷嘴以保证能在操作期内用完所混合好的涂料，使用过程中尽可能将油漆存放在室内或适当预热，使涂料本身的温度不低于20℃，以提高涂料的温度来降低粘度，达到能喷涂的要求，并且适当的提高涂料泵的压力，尽量缩短喷涂管的长度，以使涂料能正常的喷涂。

4．采用带加热装置的双管进料高压无空气喷涂装置进行施工是最佳方式，如GRACO56∶1为68∶1，高压无气喷涂机和重庆长江涂装机械厂“长江牌无气喷涂设备”双组分喷涂机，它采用自动调节A、B组分涂料配比 （体积比），将高粘度的无溶剂环氧涂料预先对甲乙组分分别进行预热到40℃～60℃即可获得较低的粘度后，按比例在混合腔中混合后以喷涂压力为0.6Mpa喷涂出去，达到短时间内实干固化，单道膜厚可达到2500μm，这对于涂刷工人比较容易掌握，川气东送管道采用此种方式进行施工喷涂，一次喷涂干膜1000～1500μm，生产热煨弯管8900多个，约279460m2，防腐涂层厚度检测质量一次合格率达到99.99%，出色的完成了弯管防腐任务。

三、结语

无溶剂环氧涂敷最突出的优点，就是不需添加任何有机溶剂作为分散介质，有效的减少有机溶剂挥发对空气造成的污染，川气东送管道工程为打造“优质生态环保工程”优先在热煨弯管中采用无溶剂环氧防腐涂料，在涂料施工过程中涂敷一次达到设计要求，减少了施工遍数，提高工作效率，且涂料的密闭性高，大大提高了涂料的防腐寿命，因而不论是在弯管防腐还是管道、储罐防腐施工中，它的安全、环保、高效、经济、节能等都有着不可估量的优势。目前管道建设对环境的要求越来越高，为此应及时了解掌握防腐的先进技术，认真学习，开拓视野，积极实践总结、吸取经验教训，避免少走先污染后治理的弯路，提高环保要求，更好地做好防腐工作。

作者简介：於庆丰（1973－），男，江苏无锡人，石油化工工程质量监督站管道分站工程师，研究方向：工程管理、质量检查监督管理。