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摘要:海水管道采用普通钢加涂层防腐技术, 取代316L耐海水不锈钢材料, 可节省工程造价, 具有显著的经济和环境效益。本文通过某码头工程实例, 对海水管道采用无缝钢管加涂层的防腐技术施工方法、工艺、质量控制要点和防腐效果进行了介绍, 可供类似工程参考。

1、工程概述:

  海水为原水初滤后经泵房加压直接使用, 用于某码头冷却/消防海水、高倍泡沫系统, 设计供水压力0.7~1.25Mpa, 采用无缝钢管, 沟槽式管件连接、承压不小于1.6MPa。公司承担的主要工程量有DN400 (Φ426*12) 无缝钢管620m、DN250 (Φ273*8) 无缝钢管570m, 管道内壁采用SEBF涂料, 喷涂厚度不小于400μm, 耐腐蚀年限不小于20年。外壁采用S97耐烟雾防腐蚀涂料, 涂层结构为两道底漆+两道中间过渡层+两道面漆, 每道涂层厚度不小于50μm, 涂层总厚度不小于300μm, S97涂料表干时间不大于4h, 实干时间不大于24h, 耐烟雾性 (2500h) 、耐湿热型 (1500h) 、附着力指标均为1级, 柔韧性指标不小于1cm。

2、海水管道防腐技术:

2.1、管道内壁防腐:

  海水管道内流通的介质是海水, 含有大量的氯离子、氧气和海水微生物等, 尤其是氯离子对钢管内壁有致命性腐蚀, 严重影响管道的使用寿命, 所以必须对管道内壁进行有效涂层防腐。设计要求管道内壁采用SEBF涂料, 且要求涂层在海水介质中使用寿命不小于20年, 根据SEBF熔融结合环氧粉末涂料在相同和相关腐蚀环境下具有优异的耐腐蚀性和耐盐雾性, 故选用符合《熔融结合环氧粉末涂料的防腐蚀涂装》 (GB/T 18593-2010) 标准中耐久性为20~30年, 性能指标为MZ7121 (即原SEBF系列) 高性能涂料, 对管道内壁进行防腐施工[1]。

2.1.1、涂装工艺:

  表面处理→静电喷涂→固化→质量检测和修补。

2.1.2、施工方法:

(1) 表面清理

  对于管材表面存在的毛刺、尖角、焊接飞溅物应进行清理, 达到防腐喷涂标准要求。

(2) 表面喷砂处理

  管道喷涂表面采用喷砂除锈, 管道内壁除锈使用喷砂除锈专用工具。根据本工程的管材型号, 管道内壁喷砂器选用250型 (Φ80mm~Φ250mm管道内壁喷砂处理) 及450型管道内壁喷砂器 (Φ250mm~Φ450mm管道内壁喷砂处理) 。管道内壁进行表面处理时, 将喷砂系统 (见图1) 与管道内壁喷砂器连接, 并将管道内壁喷砂器推入管子顶端, 启动喷砂系统, 从后面向后慢慢拉动管道内壁喷砂器进行管道内壁喷砂除锈, 移动速度根据管材内壁的锈蚀程度而定, 表面处理达到Sa2.5级, 钢管内壁表面锚纹深度应在30~100μm范围。管道内壁喷砂完成后, 随即用压缩气体, 将管道内残留的石英砂砾及通过喷砂后粉碎的石英砂粉末、灰尘吹扫干净, 表面预处理后应及时进行喷涂处理。

图1 喷砂系统图

图1 喷砂系统图

(3) 管道预热

  前处理合格后的管道通过中频感应加热电源进行在线预热或电炉加热, 预热温度在230±10℃范围。

(4) 管道涂装

  管道内壁表面涂敷的单层涂层应满足涂层厚度≥400μm。在整体喷粉室采用高压静电涂装方法, 分别进行管道内壁涂装。

(5) 涂层固化

  涂层喷涂后采用在线固化工艺, 利用管道自然降温曲线控制固化进程或加热炉加热, 保证涂层性能满足标准要求。

2.1.3、涂敷质量检查[2]:

(1) 外观检查

宝岛彩票官网   涂膜整体平整, 无明显流挂、无气泡及剥落等现象。

(2) 厚度检查

  采用无损磁性测厚仪对涂层进行整体检测。涂层厚度80%以上测点的厚度应不小于设计的厚度, 20%厚度不得小于设计厚度的80%。

(3) 漏点检测

  漏点 (微孔) 检查, 应在涂层完全固化后, 采用电火花检漏仪进行, 并且在涂层表面温度低于100℃时测量。涂层检测电压为5V/μm。平均每平方米表面漏点数不应超过1个。

2.1.4、涂层修补:

  若小面积涂层厚度达不到要求或出现涂层局部破损处, 可在涂装间隔允许的范围内直接喷涂或手工涂装, 如涂层已经实干, 必须轻度打毛, 然后再手工刮涂上SLF涂料, 涂层的厚度为设计厚度的1.5倍。

2.2、管道外壁防腐:

  沿海地区因受海水影响, 氯离子含量较高、空气湿度较大, 海水管道外壁极易发生电化学反应产生点腐蚀, 同时管道在使用过程中承压发生伸缩变化, 自身产生拉压应力, 往往从电腐蚀坑形成应力腐蚀开裂破坏, 影响管道运行寿命。

  S97涂料是一种用于沿海钢铁设施的新型涂料, 由S97耐盐雾防腐蚀涂料底漆、环氧云铁中间层漆、S97耐盐雾防腐蚀涂料面漆组成。

2.2.1、防腐施工工艺流程:

  施工准备→钢管表面喷砂除锈→涂刷S97耐盐雾防腐蚀底漆第一遍→涂刷S97耐盐雾防腐蚀底漆第二遍→现场焊缝、施工划伤部位的表面清理 (机械除锈ST3级) →现场底漆补口、补伤→涂装环氧云铁中间漆第一遍→涂装环氧云铁中间漆第二遍→涂刷S97耐盐雾防腐蚀面漆第一遍→涂刷S97耐盐雾防腐蚀面漆第二遍→检查合格。

2.2.2、施工方法:

(1) 表面处理

  脱脂净化:金属基体进行表面除锈之前, 必须仔细地清理焊渣、飞溅物等附属物, 并清洗基体表面可见的油脂及其他污物, 脱脂用沾有溶剂的抹布或刷子擦洗钢材表面, 待油脂被溶剂所溶解, 用干净的溶剂、抹布进行擦洗, 最后用淡水清洗。

  喷砂除锈:管道喷涂表面采用喷砂除锈, 处理后的表面清洁度应达到Sa21/2级标准, 钢管表面锚纹深度应在30~100μm范围。表面预处理后应及时进行喷涂处理。

(2) 涂装施工

  涂装前准备:甲乙两种组份的涂料 (涂料及稀释剂) , 一定要现配现用, 双组份混合后应在2h内使用完毕, 超时的涂料不能涂装使用。

  试涂:涂装施工前首先对所使用的材料在钢板、构件上进行试涂, 应严格按照各个部位的施工工艺要求进行涂装, 且试涂面积不小于1m2。试涂检查合格后, 进行大面积施工。

  预涂:涂料应严格按厂家提供的产品使用说明进行配制。对于型材后面、钢板自由边、切割小孔及人孔、焊缝等难以施工的部位需进行预涂。预涂要用刷子或滚筒进行, 对焊缝采用刷涂, 有时也可使用窄口径的喷枪。采用刷涂法施工时, 应用力均匀, 朝同一方向涂刷, 避免表面起毛, 每遍方向可不同。采用滚涂施工时, 滚筒蘸料应均匀, 不宜过多;滚涂时用力应均匀且不宜过大, 并应保持匀速;滚筒应沿同一方向滚压, 每遍方向可不同。

  涂刷施工:涂层的第一道涂膜干燥后, 方可进行下道涂层施工, 所有涂层不得漏涂。涂层表面应光滑平整, 颜色一致无针孔、气泡、流挂、剥落、粉化和破损等缺陷。以此类推, 直至施工完毕。

2.2.3、焊缝、划伤、焊疤修补:

  管道焊缝、划伤、焊疤修补在安装单位水压试验完成后进行, 首先应对管道及结构进行检查, 对伤及管道部位进行动力除锈, 达到《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》 (GB/T8923。1-2011) 标准要求的ST3级[3]。

(1) 利用动力工具和人工相结合的方法进行表面处理, 用磨光机将损坏的旧漆层和锈蚀的地方去除干净。并将范围扩大2~3倍, 露出金属光泽。

(2) 表面预处理采用动力工具除锈时, 首先试运好角向磨光机, 看其是否偏转、偏轮, 接电源线有无漏电处。

(3) 除锈时, 正确握住角向磨光机, 让角向磨光机从基面的某一部位开始, 沿这一固定点向固定方向进行磨光除锈。

(4) 针对死角处要选择合适方式, 重点进行除锈, 若角向磨光机无法除锈时, 采用刨刀、钢刷进行除锈。

(5) 角向磨光除锈时, 在接触锈面时要轻重适中, 严禁用力过猛, 以免损坏机械或机械脱手伤人。

(6) 表面处理后, 及时用棉纱、破布将表面灰尘清扫干净, 立即涂刷防腐涂料, 防止二次锈蚀发生, 然后根据工程工期及技术标准认真施工。

2.2.4、质量检查:

(1) 表面处理检查

宝岛彩票官网   除锈后的金属表面应接近金属的本色 (银灰色) , 完全除去金属表面的氧化皮、油污等一切杂物, 并需要带有一定的粗糙度, 粗糙度应达到40~80μm。

宝岛彩票官网 (2) 涂层检查

  外观检查:每道涂层的外观应平整、颜色一致, 无漏涂、泛锈、气泡、流挂、皱皮、咬底、剥落、开裂等缺陷, 用5~10倍的放大镜检查, 应看不到微孔。

  厚度检查:在单位面积上 (m2) 对涂层进行6~8点的厚度测定, 其厚度偏差不应超过设计漆膜厚度的5%。

  针孔检查:采用电火花测漏仪或5~10倍的放大镜对涂层孔隙率进行测量, 当采用电火花测漏仪时, 探测电极沿涂层表面移动时应始终保持与涂层表面的紧密接触, 并通过观察电火花的出现来确定针孔的位置。

(3) 防腐层粘接力检查

  用锋利刀刃垂直划透防腐层, 形成边长约40mm、夹角约45°的V形切口。用刀尖从切割线交点挑剥切口内的防腐层, 如果挑起处的防腐层呈脆性点状断裂, 不出现成片挑起或剥离的情况, 则防腐层粘结力合格。

  检查处损坏的防腐层应进行修补。粘结力不合格的防腐层不允许修补, 必须重新涂敷。

3、防腐技术实施效果:

宝岛彩票官网 (1) MZ7121涂料满足耐久性为20~30年, 具体参数见表1。

表1 MZ7121涂料技术指标

表1 MZ7121涂料技术指标

  通过表1与标准中环氧粉末涂层的性能指标对比, 可以看出MZ7121涂料技术指标完全符合标准中要求的环氧粉末涂料技术指标。MZ7121涂料涂层产品的型式试验结果见表2。

表2 MZ7121涂料涂层产品的型式试验结果

表2 MZ7121涂料涂层产品的型式试验结果

  MZ7121涂料涂层产品的型式试验结果都达到GB/T18593-2010型式试验要求, 经实践经验表明通常的型式试验结果要低于涂层的性能指标, 通过表4与标准中环氧粉末涂层的性能指标的对比, 可以看出MZ7121涂料涂层产品的实际性能指标符合标准中20~30年的要求, 还有部分指标甚至高于标准中的指标, 充分说明采用MZ7121涂料和相应的涂层工艺进行涂装的管道其耐久性达到20年以上要求, 符合设计耐久年限要求。

(2) S97涂料各项技术指标见表3, 环氧云铁中间漆技术指标见表4。

表3 S97耐盐雾防腐蚀涂料技术指标

表3 S97耐盐雾防腐蚀涂料技术指标

  通过表3与表4中性能指标, 可以看出S97涂料技术指标完全符合设计要求中涂料技术要求。

表4 环氧云铁中间漆技术指标

表4 环氧云铁中间漆技术指标

4、结语:

  随着国家海洋经济的发展, 海水利用将会是一个长期的过程。海水管道防腐技术用普通钢加涂层完全取代了316L耐海水不锈钢, 可节省工程造价和工程材料, 经济效益和环境效益愈加明显。本文通过对某码头海水管道用普通钢加涂层完全取代316L耐海水不锈钢的防腐技术进行了应用探讨, 可供类似工程参考。


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