给排水管道常用内防腐技术

刘琼

【摘 要】管道防腐是避免管道遭受土壤、空气和输送介质腐蚀的防护技术。其中内防腐主要是针对管道内部介质的一种防护。本文对目前常见的几种管道内防腐工艺及涂料进行了简单的论述，可供施工中给排水管道内防腐技术选用提供参考。

【关键词】内壁腐蚀 涂料 工艺

一、前言

管道内壁腐蚀与介质的化学性质、温度、压力、流速有关。介质中所含的酸、碱、盐和其它化学物质与管道内壁发生化学和电化学反应，直接腐蚀管道。化工厂、炼油厂、油田污水中所含的油和溶剂会使内涂层溶胀、溶解，使其降低防腐性能。介质的流速和固体颗粒的磨损会加速涂层的破坏，介质温度升高会增加介质的腐蚀性，而且使内涂层变软，降低机械强度，失去粘结力，降低电性能，加速涂层老化。所以要根据介质的上述性质、状态，设计选择涂层的材料、涂层的结构和涂层厚度。为了更合理更经济的选择涂层，输水管道应分为常温普通水和输送油田、石油化工厂的含油、含化学添加剂、含酸碱盐而且带有一定温度的工业污水两类。

二、内腐蚀等级

根据输送介质的化学性质和物理状态，内腐蚀等级可分为弱腐蚀、中等腐蚀和强腐蚀三个等级。

给排水管道常见腐蚀环境和防腐层等级

三、 内防腐性能指标

1、 电性能

2、 机械性能

3、 稳定性

4、 抵抗生物破坏性

5、 施工工艺性

6、 经济指标

7、 低碳、环保

四、 常用内防腐工艺

为了保证管道长期安全输送和防止管道泄漏，各国政府和管道企业都制定有管道防腐规程，只有根据具体工程条件，结合管道的设计寿命、环境条件、运行参数、施工工艺和费用等进行综合设计，才能选出适合的防腐工艺。

1、 水泥砂浆衬里

水泥砂浆衬里防腐是用水泥、砂子和水的混合物按一定比例配合，作为内层涂料的常见防腐做法。水泥砂浆在使用时，还要经常掺入一些添加剂如微沫剂、防水粉等，以改善它的和易性与粘稠度。

水泥砂浆衬里的施工工艺可分为：风送法、离心法和喷涂法。水泥砂浆工作完成后还有最重要的一道工序，那就是风干也就是养护。其养护方法有：蒸汽养护、自然养护和另加保护涂层养护。养护时间不宜小于7天；环境温度不宜低于10℃，主要是防止在装运的途中由于颠簸导致水泥砂浆出现裂缝。

适用范围：主要适用于生活饮用水和常温工业用水的输水铸铁管道和储水罐的内壁防腐蚀。

2、环氧陶瓷涂料

环氧陶瓷是主要用在铸铁管、钢管内衬的一种新型防腐涂料，在经济发达国家已逐渐取代水泥砂浆衬里。至2012年国内已有多家大型制管厂使用该技术生产环氧陶瓷内衬铸铁管、钢管和管件，供国内供水工程使用并出口中东及东南亚多国。

产品主要特点为：

（1） 白色环氧陶瓷已获得卫生部国产涉及饮用水卫生安全产品卫生许可批件，批准在生活饮用水中使用。并于2012年通过英国WRAS审查。

（2） 其无溶剂型不含任何有机溶剂和活性稀释剂，符合环保和安全要求。固体含量接近100%，适用于机械喷涂，可厚涂一次成型，涂层密实、无针孔，省料、省时、省工，降低成本，是涂料工业发展的方向。

（3） 涂层光滑、坚韧、耐水、耐磨、耐化学介质侵蚀，防腐性能优良，是最好的内防腐材料。

（4） 可加热或常温涂敷，常温固化养生，施工方法简便易行。

适用范围：

（1） 涂层光滑，摩擦系数低，适用于钢管、铸铁管、混凝土管内涂，可降低磨阻，增加输量或缩小管径，减少投资。

（2） 适用于自来水、饮用水、江河水的管道内衬。

（3） 机械强度高，粘结力大，适用于钢储罐、混凝土、凉水塔、污水厂、码头等设备的内防腐。

3、复合型防腐涂层

钢铁的腐蚀主要是电化学腐蚀，钢结构在焊接时造成与母材材质差异，焊渣及应力都会形成腐蚀电池的阴极和阳极区，钢铁表面除锈不彻底时，钢材表面留有一层轧制的氧化皮。氧化皮是高温腐蚀产物，在含微量盐的水中，会与钢铁形成较大电极电位差。

随着国民经济的发展，最早使用的红丹防锈涂层，使用寿命一般只有两三年，现在基本已被淘汰。为了达到长效防腐作用，目前国外较先进的防腐方案都会选用几种高性能的防腐涂料，组成一个加厚的复合防腐涂层体系，即重防腐蚀涂层体系。

重防腐蚀涂层是由底、中、面三层结构组成。表面处理采用喷砂除锈或抛丸除锈；底涂层一般选用富锌涂料，包括：无机富锌和有机富锌涂料，起阴极保护的作用；中涂层选用厚浆型环氧云母氧化铁涂料或环氧玻璃鳞片涂料，面涂层采用耐水、耐化学介质、耐候性优良的厚浆型涂料，包括聚氨酯型、有机硅型、氯化橡胶型、环氧型涂料等。

使用寿命与涂层厚度的平方成正比，所以增加涂层厚度，能加强涂层的隔离能力，是提高涂层寿命，保护钢铁的有效手段。

4、 混凝土管道沟槽防腐、防渗

随着经济的发展，钢筋混凝土大量用于基础设施、管道和铸管钢管内衬。混凝土是靠自身的强碱性给钢铁提供一个钝化的环境，从而保护管材不受腐蚀。但是混凝土表面存在气孔，微细的裂缝，给水和腐蚀介质提供了存留和渗透的条件，发生化学和电化学反应，造成混凝土腐蚀破坏。

发生腐蚀和破坏的主要原因有：

（1） 碳化反应

当混凝土碳化后，钢铁表面失去钝化状态，遇到腐蚀介质并在水的作用下发生化学反应，生成铁锈。

（2） 氯离子腐蚀

（3） 溶出性腐蚀

（4） 冻融腐蚀

上述几种腐蚀破坏主要是由于混凝土表面密度低，使水、CL 、CO2、SO2、O2等介质渗入，使混凝土碳化、酸化、水解、疏松、裂缝直至破坏。

防止混凝土腐蚀，可使用防腐涂层。混凝土专用环氧涂料突出特点是：可渗入混凝土表层，扎根不脱层。涂层不起泡、不脱落，耐磨、耐弱酸、耐污水，防腐、防渗漏。混凝土专用环氧涂料包括混凝土专用底漆、多种面漆（含：环氧陶涂料、环氧彩色面漆、环氧煤沥青专用面漆、环氧玻璃鳞片面漆）和罩面清漆。

根據输送介质的不同要求选择用面漆，对饮用水，应选用白色环氧陶瓷涂料或环氧钛白漆；对污水、海水、盐碱水，应选用黑色环氧陶瓷涂料或环氧煤沥青漆；对要求高强度、高耐磨、较强腐蚀的环境，可选用环氧玻璃鳞片涂料，当选用环氧玻璃鳞片涂料时，面上还应涂一层罩面清漆，对不受曝晒的环境可用环氧清漆，受曝晒的环境要用丙烯酸改性氯化橡胶清漆。

五、未来发展趋势

随着科学技术经济的发展，人们对管道的内外防腐提出更高的要求。无溶剂液体环氧涂料和施工技术是涂料工业的发展方向。

尽量减少甚至不使用溶剂是对涂料行业发展的要求。无溶剂液体环氧涂料中环氧树脂含量高，与固化剂混合后固化速度快，缩短了周期。提高功效、降低成本、改善施工环境、消除溶剂对工人身体健康的不良影响、消除火灾和爆炸的危险。

使用先进涂敷工艺在经济、效果、生态、能源的四“E”原则上有更大发展，为人民造福，为国家作出更大贡献！

参考文献：

[1]张炼、冯洪臣 《管道防护与施工指南》 化学工业出版社 2009

[2] 林选才 刘慈慰 《给水排水设计手册》 中国建筑工业出版社 2000

[3]《给水排水管道工程施工及验收规范》GB50268-2008