聚脲防腐材料在黄水东调应急工程中的应用

2020-01-07侯德国

山东水利 2020年5期

侯德国，申勇，薛强

（1.山东水发环保集团有限公司，山东济南 250012；2.山东水发黄水东调工程有限公司，山东济南 250014；3.水发集团有限公司，山东济南 250012）

黄水东调应急工程是山东省委、省政府为优化全省水资源配置，解决青、烟、潍、威海等胶东四市水资源短缺而决策实施的一项重大战略性工程，对保障胶东地区生活、生产、生态用水安全具有十分重要的意义。黄水东调应急工程利用新建的曹店引黄泵站和已建的麻湾引黄泵站提取黄河水，分别经已建的曹店引黄闸、麻湾引黄闸和改造的曹店干渠、麻湾总干渠及四干渠输水至广南水库沉沙池，沉沙后提水入广南水库，由新建加压泵站通过管道输水经潍北第二平原水库。供水管道采用双管布设，线路全长63.84km，设计流量15m3/s，年供水量为3.15亿m3，工程总投资为33.89亿元。

顶管穿越工程有9处，其中穿越河道有3处，分别是穿支脉河、小清河、塌河，顶进距离全长1441m，穿国道、省道、高速等道路7处，分别是羊田路、羊临路、省道223、省道224、省道226、省道320、潍日高速，顶进距离全长896m。

1 原设计接头防腐形式

1）防腐工艺。原设计接口防腐采用环氧树脂涂料、环氧酚醛树脂涂料、聚氨酯涂料等高分子防腐涂料，采用的是四布六油防腐形式，其施工方式为：①先对接头钢管进行除锈打磨，再喷刷防锈底漆。②按照组份调配环氧沥青涂料（以下简称“涂料”）。③涂刷第1遍涂料，晾干，再涂刷第2遍涂料，然后缠绕第1层玻璃丝布。④涂刷第2遍涂料，缠绕第2层玻璃丝布，依次是：第4遍涂料，第3层布，第5遍涂料，第4层布，涂刷第6遍环氧煤沥青涂料，与原涂层搭接区要有一个平滑的过渡，表面要求平整光滑，不得漏涂。

2）四布六油防腐特点。四布六油防腐施工，要求环境比较苛刻，即相对湿度≤75%,温度30℃附近，从防腐开始到防腐层晾干达到顶进强度耗时3d左右，在顶管工作井内环境无论湿度还是温度要比常态环境恶劣，防腐层要满足设计强度耗时要多于3d。

2 聚脲接头防腐工艺

1）聚脲材料特点。聚脲是由异氰酸酯组分与聚集化合物组分反应生成的一种弹性体是一种新型无溶剂、无污染的“绿色涂料”。聚脲材料具有如下特点：①快速固化，可在任意曲面喷涂不产生流淌现象，10s凝胶，10min可达强度。②对温度、湿气不敏感，施工时不受环境温度、湿度的影响。聚脲可在-28℃的低温环境下施工，也在潮湿的环境下施工。③100%固含量，符合环保要求，在使用和施工过程中气味小且不刺激，尤其是使用于通风不良的储罐内壁和管道内壁的防腐施工。④一次施工可达到厚度要求，克服传统防腐涂料必须多次施工的诟病。⑤聚脲涂层致密、无接缝、可耐受水、海水、酸、碱、盐、油等介质的长期腐蚀，耐化学介质和土壤侵蚀能力十分突出。⑥机械强度高，伸长率好，抗冲击性能好，在温度交变和外力冲击作用下不易破损，附着力好，在喷砂至Sa2.5级的钢材上附着力大于10MPa，长期使用不脱落，在户外长期使用不粉化、不开裂，使用温度宽，可在-50～+121℃下长期使用。

2）施工方法。接头防腐改进后的施工工艺采用喷涂聚脲层防腐施工，施工方法：①表面处理。除去金属、非金属物的表面杂质，表面保持清洁与干燥，且在4h内涂底漆，防止二次生锈。手动打磨除锈，钢铁表面达到St3级，原涂层搭接区部分用电动钢丝刷打磨，表面粗糙，无连续可见光。②涂刷聚脲底漆，无漏涂现象。③底漆指触表干后涂刷聚脲涂料面漆，涂刷均匀，表干时间5～10min。④连续涂刷二遍，直至达到要求厚度，涂刷均匀，无漏涂。

3 两种防腐施工对比

传统防腐（即四布六油防腐）从防腐开始到防腐层晾干达到顶进强度耗时要多于3d。喷涂聚脲层防腐，从防腐开始到防腐层达到可以顶进强度耗时仅需6h。防腐条件受环境影响比较小。每个接头能够节省时间为66h，整个工程直顶接头260个，双管顶进，5个作业面同时开工。黄水东调应急工程采用聚脲防腐整个工程能够节约72d时间。