水利施工中压力钢管涂装技术的应用研究

张亮

摘 要：压力钢管在长期的运行过程中，由于钢管焊缝缺陷、表面防腐层不足、钢管表面处理不合格等，当受到外界环境的温度、压力、土壤、地下水、pH值、介质成分等物理化学因素的影响，导致钢管腐蚀而发生渗漏，因此钢管的防腐尤为重要。文章探讨压力钢管涂装技术的施工工艺、施工过程中存在的问题，提出施工过程的注意事项。

关键词：水利施工；压力钢管；涂装技术

引言

改革开放以前，我国金属涂装没有定量的标准，对涂装的厚度及涂装表面质量、粗糙度没有定量的要求，同时缺乏专业的检测设备，甚至一些施工单位敷衍了事，涂装马马虎虎，严重影响水利管道的寿命。改革开放以后，1988年我国颁布了《涂装前表面防锈等级及除锈等级》标准，改善水利管道防腐的质量。紧接着修订了《压力钢管制造、安装及验收规范》，使我国防腐标准上升到一个新的台阶，延长的管道防腐期限。但压力管道的内外壁涂料脱落现象仍然时有发生，还需积极探索、改进涂装技术。

1 压力钢管涂料失效时的现象

水利工程钢管压力管道腐蚀，开始在漆膜表面出现黄色斑点，随着斑点面积的扩大管道腐蚀面积也随之扩大，腐蚀斑点的颜色也由黄色逐渐变成褐色最后变成黑色。钢板出现锈蚀时，先由凸出1～3mm的300mm2，腐蚀深度在0.5mm的锈疤，逐步发展成突出高度3～5mm、更大腐蚀面积、更深腐蚀深度的腐蚀层。

2 防腐层失效原因

2.1 涂层抗渗水能力的影响

涂层抗渗水能力的高低是评价涂层抗渗水能力的一个重要标准，尤其是小管径的管道，流速较快，水压较高，当使用的防腐涂层的抗渗能力较差时，不能将压力钢管和管道的水有效隔离，使焊缝等处形成微电化学腐蚀反应，导致钢板腐蚀。

2.2 局部涂层厚度不足

为确保钢管的防腐效果，涂层必须有一定的厚度，但考虑到涂层的经济性，只是在受到冲击力较大的弯管处适当增加涂层的厚度。在实际施工过程中，由于使用材料不当，或涂层厚度不足，加上弯管处的粘贴效果不良，导致弯管处通水不久后就出现锈迹现象。

2.3 喷涂效果差

煤焦油环氧树脂系列的涂料是管道施工中常用的涂料，施工中一般分两次喷涂，由于喷涂次数较少，容易产生针孔，尤其是管道环缝焊接处，焊渣未清除干净，喷涂质量受到影响，容易产生气孔，最后造成涂层渗水。

2.4 涂料选择的影响

应选择与钢管附着力较好的涂料，但涂料的物理性能也是一个重要因素。例如有的水电站使用环氧红树脂和环氧红丹为涂层，虽然其具有较好的附着力，但环氧树脂材料本身较脆，在高压水长期的冲击力作用下，导致环氧树脂呈片状脱落，引起环氧树脂和环氧红丹之间渗水，使环氧红丹受到腐蚀，钢管局部形成蚀点。

2.5 钢管除锈和涂装工艺控制不严格

钢管涂装工艺控制不严格，除锈不认真，加上涂装条件简陋，涂装检测设备缺乏，涂装管理不严格，是防腐的薄弱环节。

2.6 岔口防腐

管道岔口处的流速较大，是钢管防腐的重点，经过几年的运行，外层涂料便会出现腐蚀现象，例如新疆喀什水电站岔口采用的沥青和喷铝保护，只经过5年的运行就出现大面积沥青脱落，而喷铝完好无损，当沥青层脱落后，3年后再次检查，喷铝层也出现零散的鼓包。因此，岔口需要多层涂装相结合，还需要制定维护周期。

3 压力钢管涂装工艺

3.1 涂装工艺流程

涂装前，专业人员应根据图纸要求和水利工程管道技术标准进行工艺试验，验证试验结果是否符合工程要求。其工艺流程如下：外观检查→除油、除锈→干燥→第一层涂装→测量涂装厚度→除尘→第二层涂装→测量涂膜厚度→交工验收。

3.2 工艺描述

3.2.1 表面处理。对于被油脂污染的金属表面，采用溶剂法、碱洗法对管道表面的油污清除，然后再用水或蒸汽进行冲洗。油污处理完毕后，采用石英砂对其表面进行喷砂处理，使其表面粗糙度喷控制在2.5以内。表面处理后对管道表面进行宏观和局部抽样检查，确保表面油污浮尘得到清除，如果达不到表面等级要求，就重新进行处理。

3.2.2 涂装操作。（1）涂料配置。因为压力钢管表面处理4个小时内需要进行涂装操作，而涂装前应进行涂料配置，当施工环境温度过低或漆料粘度过大时，应加入稀释剂，为确保涂料膜的附着力，稀释剂的用量不得超过5%，且配置的涂料应在一定时间内用完。（2）喷枪速度控制。配枪运行速度应适当，并保持恒定，一般控制在30～60cm/s，若运行速度低于30cm/s，形成的漆膜厚，易产生流挂；当运行速度大于60cm/s时，易形成漆膜，产生露底的缺陷，尤其是环缝处焊接不良，运行速度应慢些。确定了喷枪的速度后，还应考虑涂料的喷出量。如果喷幅不变，喷枪运行速度应随喷涂量的增加或减小而加快或减慢。（3）喷雾搭接部分。喷雾搭接是喷涂时的重叠部分，由于喷涂中部漆膜较厚，边缘较薄，喷涂前后需要相互搭接，控制相互搭接的宽度，才能确保漆膜厚度的均匀性。（4）涂料的粘度。涂料的粘度是喷涂作业的主要问题，使用同一口径的喷枪喷涂不同粘度的涂料时，从涂料罐到喷嘴前段受到的阻力不同，粘度高的涂料受到的阻力较大，喷出量少；粘度较小的涂料则受的阻力较小，喷出量相对较大，涂料的粘稠度影响漆膜的平整度。因此，喷涂时应对涂料进行稀释，将喷涂粘度调整到一定范围，同时注意温度对涂料粘度的影响。

3.2.3 涂层厚度检查。涂层厚度是涂装施工控制的一项重要指标，涂层厚度是否合理直接影响涂装的性能，为确保涂层厚度达到要求，应分别对湿膜厚度和干膜厚度进行测定。（1）湿膜厚度测定。湿膜厚度测定是控制涂层干膜厚度的必要手段，通过测定湿膜厚度可以大致估测其干膜厚度，避免过大的误差。其测试原理是同一水平的两个表面中间的第三个表面，当外侧的两个表面压着湿膜下面的底板时，其第三个表面就与漆膜表面垂直，由于第三面与外侧两个表面具有高度差，其第三个首先接触到湿膜表面的该点即为湿膜厚度。（2）干膜厚度测试。干膜测试是管道涂装质量验收的关键指标之一，通常使用千分尺、磁性测厚仪、涡流测厚仪测试干膜厚度。千分尺仅适用于片状测试面或平整表面，磁性测厚仪根据磁铁与图层或磁铁与底材之间的磁力，通过测定图层与底材的磁通量，根据磁通量的变化可以测得漆膜的厚度，操作简单，应用较为广泛。

3.2.4 交工验收。目测法对涂层表面进行外观检查，查看表面的平整度是否符合要求，以及有无气泡或瘤子等缺陷。其次，进行局部检查，在防腐层上切一个450～600的V型切口作为检测口，从角尖段处撕开防腐层，第一层沥青占撕开面积为95%为合格，在检查过程中，发现缺陷和检查中破坏的部位应做好修补。

4 结束语

水利工程压力钢管涂装技术能够增强钢管的抗腐蚀能力，降低维修的时间间隔，延长钢管的寿命。通过在施工过程中不断提高涂装的工艺，加强施工过程的控制，选择适合的涂装材料，提高材料的涂装质量，同时加强局部特殊部位的涂装。总结施工过程中和施工完毕后存在的问题，提高涂装质量，同时制定涂装管道计划，及时发现、修补，防治管道出现锈蚀。

参考文献

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