保温钢管内防腐耐高温涂层研究

摘 要：针对输送热力用保温钢管内壁产生腐蚀的原因进行了分析，研究出了耐高温、高压内壁防腐涂层。检测及现场实际测试结果表明，耐高温涂层在保温钢管内壁防腐应用中表现出优异的防腐性能。

关键词：保温钢管；防腐涂层；保温技术；聚氨酯保温层

中图分类号：TE83 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.08.079

随着我国对能源节约、环境保护力度的不断加大以及大型热电联产项目的推进，对直埋热力保温钢管的需求正在逐年增加。近年来，国内热力管道外表面的防腐保温技术不断完善和发展，已趋于成熟。但是，针对管道内壁防腐的案例却鲜有报道，对该领域的研究相对较少。因此，研究热力保温钢管内壁耐高温防腐涂层具有必要性和现实意义。

1 钢管内壁腐蚀原因分析

目前，国内大型长输集中供热管道外部防腐多采用聚氨酯保温层+PE夹克层的施工方法，而管道内部基本不作防腐处理。为了阻止管道的内部腐蚀，延长管线使用时间，管线运营方一方面采用离子交换软化水技术，使管内水质达到控制要求；另一方面，采用在管网系统中投加碱性化工原料（如纯碱、片碱等）的方法，将介质（水）的pH值控制在10～12高碱性状态等技术措施，但仍然不能阻止管道腐蚀甚至穿孔事故的发生。

通过研究我们发现，管线内壁在上述环境中发生腐蚀的主要原因有：①管线运行中的CO2腐蚀和污垢下腐蚀；②管线停运期间的O2腐蚀、污垢下腐蚀及生物腐蚀；③采用了不恰当的水处理管理方式。因此，为了有效延长管线使用寿命，减少腐蚀的发生，不仅管线运营方需要加强对管线的管理和维护，还需要研究一种在高温、高压及复杂条件下防腐蚀、阻垢能力优异的防腐内涂层。

2 涂层

2.1 涂层的组成

保温管道内壁耐高温防腐涂层由液态涂料经专用设备喷涂、成膜、固化形成。专用液态涂料是一种以环氧改性的耐热树脂为主要成膜基料，加入耐热颜填料、特种添加剂等制备而成的耐高温重防腐涂料。它具有良好的机械性能、耐化学品腐蚀性能、水煮和耐高温高压性能。它既可以采用双组份常温固化，也可以采用单组份烘烤固化。

2.2 涂层的性能

我们综合研究了管线的内部腐蚀环境、输送介质、温度、运营规律等因素，研发的重防腐内涂层通过了严格的检测和现场测试，表现出了优异的防腐性能，具体如表1所示。

我们在某热力管线1 220 mm×16 mm规格的保温钢管上进行了现场测试，对运行一个采暖周期后的保温钢管进行了开挖检测，对比分析了施工内涂层和无内涂层的钢管在同等腐蚀条件下的抗腐蚀能力。研究结果表明，在同等的腐蚀环境下，未进行防腐施工的管段内壁已出现明显的点蚀现象；而进行重防腐施工的钢管涂层完好、无鼓包、无锈蚀及开裂现象，涂层附着力良好，表现出了优异的抗高温及防腐性能。

3 涂层施工

3.1 工厂施工

为了使涂层达到良好的防腐性能，工厂内防腐施工需综合考虑涂料性能、施工条件、表面处理、喷涂方式等关键因素：①施工前钢管表面温度不可低于10 ℃，且应至少高于空气露点温度3 ℃以上；②钢管内壁表面预处理非常重要，表面应按照标准进行评估和处理，对清洁度、灰层度、粗糙度指标合理控制；③为了确保涂料充分雾化，采用高压无气喷涂施工最佳。

3.2 现场补口施工

为了避免施工现场管线焊接对内涂层的破坏，在工厂进行内涂层施工时，一般在钢管两端保留50 cm左右不进行内涂层施工。在钢管对焊完成后，采用专用100%固含量双组份无溶剂液体环氧涂料进行补口，补口施工应严格按照相关标准进行和检测，已达到预期防腐性能。

4 结束语

耐高温防腐涂层为集中供热管网中热力保温钢管的内部防腐提供了解决方案，和目前主要采用控制钢管内部水质、加强清理维护的方案相比，进行重防腐内涂层施工更加合理，防腐性能更加优异。

参考文献

[1]高源.论热力管道的防腐与保温[J].科技创新导报，2011（18）.

[2]高峰.热力管道防腐保温技术探析[J].现代制造，2013（27）.

作者简介：吴加友（1981—），男，四川简阳人，工程师，工程碩士，研究方向为管道防腐保温技术。

〔编辑：张思楠〕