输水用3pe防腐钢管 | ||
输水用3pe防腐钢管
输水用3pe防腐钢管111 管内原水对钢管道内壁的腐蚀原水对输水钢管道内壁的腐蚀,有物理作用的,如泥砂冲蚀、机械划伤表面等;化学作用的有铁氧化生锈等。然而最严重的还是电化学作用和生物作用。
水泥砂浆防腐钢管衬护
水泥砂浆因其与钢管表面粘结力较强,能有效隔离钢管与水直接接触,防止电化学腐蚀和生物腐蚀。有资料说明,美国使
用了20多年的水泥砂浆衬里钢管,发现钢板基本未受腐蚀。
由于普通水泥砂浆的收缩变形较大、抗拉强度较低、与老砂浆的粘结强度也不高,年久易碎难以维修,南京水科院在上世纪八十年代研制成功了丙烯酸脂共聚液水泥砂浆(简称丙乳砂浆,价格大约高于普通水泥砂浆80%但低于环氧砂浆50%),经在浙江百丈 水电站引水钢管中使用13年后停水检查,发现涂层完好无损,其性能优于十多种化学或金属涂料
[7]。中船总公司七院725所则提出以环氧树脂为基料,加上改性石英砂做填料,经研磨配制而成环氧砂浆系列三组份耐腐蚀涂料,在厦门、深圳等沿海城市的管线内壁使用,性能优于水舱漆,效果显著[8]。
普通水泥砂浆衬里存在要求较为严格的养护条件、易受机械损伤以及管节接头防腐层修补质量难以控制等缺点,一般也只适用于直线管段,对于大量钢配件难以使用。
管由于经济发展的需要,一批长距离输水工程(管径一般为1.0~2.0m)正在规划、勘测设计和建设中,而每一项工程中都不可避免地需要铺设和使用一部分要求工作寿命较长的钢管道和钢配件(如弯头、三通、凑合节、闸阀等)。众所周知,不加防护的钢制件是不耐腐蚀的,这就要求我们充分认识输水钢管道被腐蚀的危害,切实采取有效的防护措施,
管由于经济发展的需要,一批长距离输水工程(管径一般为1.0~2.0m)正在规划、勘测设计和建设中,而每一项工程中都不可避免地需要铺设和使用一部分要求工作寿命较长的钢管道和钢配件(如弯头、三通、凑合节、闸阀等)。众所周知,不加防护的钢制件是不耐腐蚀的,这就要求我们充分认识输水钢管道被腐蚀的危害,切实采取有效的防护措施,
才能达到预期的设计目的。
1 环境对钢管道的腐蚀分析
输水钢管大多采用强度高、韧性大、价格低的碳钢或低合金钢制造,其内壁与原水接触,受原水腐蚀;外壁则因铺设条件不同,将受到淡水(潜河管道)、大气(架空管道)、土壤(埋地管道)、海水及海泥(过海管道)等环境的腐蚀。这种种腐蚀作用,各地又不相同,从而增加了采取有效防护措施的复杂性。 环境对钢管道的腐蚀因素有4类,即物理因素、化学因素、电化学因素及生物因素,其中,电化学因素和生物因素是造成钢管道被腐蚀破坏的主要因素。输水用3pe防腐钢影响大气腐蚀性态的主要因素是:
①气温在摄氏零度以上、湿度超过临界湿度的时间,即“润湿时间”;
②酸雨、H2S的含量;
③大气中盐粒子的含量。
输水用3pe防腐钢21112 石油沥青防腐钢管合成材料涂料
其中,“润湿时间”是主要的。高“润湿时间”条件下的锈层中积聚了大量水分,为电化学反应提供了有利的温床,使腐蚀加速;此外,酸雨中的H2S和Cl-离子,危害也十分突出。 广东省高州水库三岔塘坝后水电站内径3.0m壁厚8mm的钢管(A3钢),是布置在土坝廊道中的发电引水钢管。由于廊道大气常年湿热,虽经管理单位精心护理,运用多年的钢管外壁仍然难免严重腐蚀,实测局部管壁厚度仅存5mm,不得不采取在管外包钢筋混凝土的做法,实质上以钢筋混凝土管取代了原有钢管
早在16世纪,人们就已发现沥青材料具有良好的附着力、耐水性和抗渗性,很适合用作钢管外壁的防腐材料。
沥青有石油沥青防腐钢管和煤沥青两类,石油沥青由烷烃类物质组成,化学性质较不稳定;煤沥青由芳烃类物质组成,化学性质极其稳定。煤沥青经过改性,克服了对温度的敏感性;提高了软化点和韧性,就成为具有象搪瓷一样光亮和耐腐蚀的材料,故被称为煤焦油瓷漆。煤焦油瓷漆粘结性优于石油沥青,其吸水率低,能抗微生物侵蚀和抗植物根茎穿透,且价格低廉,日常维修量小,寿命较长。
近代高分子化学的研究,促成了环氧树脂防腐钢管与煤沥青防腐钢管配合的高性能涂料,特别适用于埋地钢管道的外壁防护。这种涂料分为底漆和面漆,底漆含粉料较多,要求与钢管表面有较强的粘合力;面漆则有填补、渗透底漆针孔的作用,且平整光滑。长寿型重防腐涂层的设计常不单是一底一面(简称二油)做法,还有三油一布(一般是玻璃纤维织物)及四油二布等做法。环氧煤沥青系涂料施工及保养期较长,在施工环境温度低于5℃时难以固化,那种条件的地区必须改用聚胺脂系防腐涂料。
环氧树脂防腐钢管输水用3pe防腐钢21113 金属喷涂高纯度的金属Mg、Al、Zn是很耐腐蚀且易获得的材料,而且它们的电位都比钢管负。把纯Al丝、纯Zn丝(海水环境不宜)或锌铝合金丝、铝镁合金丝用乙炔焰熔成气雾喷到钢管表面,使之形成最小局部厚度为100μm~200μm均匀连续的金属膜,将钢管表面屏蔽起来,然后再在喷涂金属膜上进行多层防腐涂料保护,这就是金属喷涂保护法。
金属喷涂保护法不但有涂料保护性质,还由于喷涂金属的电位负于钢管,因而兼有阴极保护的作用。
金属喷涂防腐要求钢管表面严格的预处理,否则难以达到质量要求。而如采用喷锌(价格较低,熔点较低故易施工),因其有毒,不利环保。21114 高性能涂料的发展涂料防腐,一般都要求做好设备表面的预处理,但表面预处理费工费钱,稍有不慎就留下隐患,因此有的工程要求涂料能带锈、带湿、带旧漆膜涂装,甚至可以底面合一涂装;由于某些工程检修十分困难,要求一次性延长防腐材料寿命;有些工程要求涂料本
身有防热、防化学腐蚀(水上、水下)、防生物腐蚀、防油等功能;有些工程要求涂料无毒、环保;有些工程则要求涂料具有装饰性;大多数工程要求涂料耐水、耐候、耐湿、抗疲劳及
4、玻璃钢管
5、球墨铸铁管
身有防热、防化学腐蚀(水上、水下)、防生物腐蚀、防油等功能;有些工程要求涂料无毒、环保;有些工程则要求涂料具有装饰性;大多数工程要求涂料耐水、耐候、耐湿、抗疲劳及
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[2]。工程上对暴露在大气中的输水钢管道通常都采取了多层涂料保护措施,但若施工工艺不周,面层材料的抗渗、防水以及耐候性能又欠佳,雨水可侵入防护材料内层,形成鼓泡、气囊,这也会在钢管道外壁形成局部微电池令钢管腐蚀。
输水用3pe防腐钢113 埋地钢管道的外壁腐蚀 埋地钢管道的腐蚀主要是电化学腐蚀,其他原因还有化学腐蚀、杂散电流腐蚀、生物腐蚀等。这里所说的生物腐蚀还包括植物根系穿透防护层的影响。 埋地钢管道的外环境,因地而异差别很大。由于是电化学腐蚀为主,因此管线土壤的电阻率是衡量环境腐蚀程度的重要指标,而氧化还原电位、土质、含水量、pH值、微生物、地下水中的l-及SO42-等可溶盐含量及其理化性能指标对金属腐蚀反应都
有影响。电阻率越低的土壤腐蚀性越强,氧化还原电位较低时厌氧菌的活动会直接导致金属的生物腐蚀。透气性差(如粘土)的土,有利于厌氧菌繁殖,也极易形成氧浓差电池,加速钢管道表面的点蚀或腐蚀。
当埋地钢管道经过大工厂、电气化轨道、与之平行架设的高压线路或煤气管道,且两者相距在安全距离以内时,土壤中存在的杂散电流将对埋地钢管道产生直流或交流干扰腐蚀,特别是两种干扰迭加的情况。交流电的存在可引起电极表面去极化作用,致腐蚀加剧形成孔蚀,交流干扰还可加速绝缘防腐层的老化或剥离[2]。
2、管材的选择
输水管道常用管材主要有:预应力钢筋砼管、预应力钢筒砼管、输水用3pe防腐钢114 海输水钢管道的外壁腐蚀
3pe防腐钢、玻璃钢管、球墨铸铁管等。
过海钢管道要通过海洋大气区、海水飞溅区、潮差区、全浸区和海土区等5个立体区带。虽然在总体上海洋环境仍以电化学腐蚀为主,但各区带的差别较大:由于海洋大气中含有大量Cl-离子,海水飞溅区里供氧又很充分,所以腐蚀最为严重;潮差区则是干湿交替,附着在钢管道外表面的海生物较少,就碳钢而言,腐蚀程度略低;全浸区腐蚀受溶解氧、流速、水温、盐浓度、污染、pH值及海生物细菌等影响,但如其表面长满牡蛎、石灰虫、藤壶和苔藓虫等海生物,构成了覆盖层,如果这种覆盖层是连续和紧密的,则它能阻止氧向金属表面扩散,有时也会起着降低钢管腐蚀速度的作用
3pe防腐钢、玻璃钢管、球墨铸铁管等。
选择管材时,对预应力钢筋砼管、预应力钢筒砼管、3pe防腐钢、玻璃钢管、球墨铸铁管等多种管材,在经济、技术、性能等方面进行了综合分析和比较。
1、预应力钢筋砼管
预应力钢筋砼管分三阶段和一阶段工艺,工作压力一般为0.2~1.2Mpa。承插口为橡胶圈柔性接口,抗震性能好、耐腐蚀性强、价格低。其管径通常为0.4~1.4m。
2、预应力钢筒砼管
预应力钢筒砼管属于管芯抽丝预应力管,其管芯为钢筒与混凝土复合结构,是在带钢筒的砼管芯上缠绕环向预应力钢丝并制作水泥砂浆保护层而制成的管子,它综合了钢管抗拉强度高、密封性好以及砼耐腐蚀性好的双重优点。具有高抗渗和抗压性能,使用寿命长。接口采用钢制承插口胶圈柔性接头,止水效果好,能承受较高的内压和外部荷载,适应地基变化的性能较好。主要缺点是价格比普通预应力砼管高。其管径通常为0.6~3m。工作压力一般为0.2~1.2Mpa。
3、输水用3pe防腐钢钢管
3pe防腐钢是指3pe防腐钢,即为外缠绕三层聚乙烯内熔结环氧防腐钢管。他延续了传统钢管强度高,整体性强,可塑性好,能承受较高的外压和内压,对地基的适应性好的优点。相对于砼管和球墨铸铁管重量较轻,安装方便,接头少,无渗漏。内壁热熔结环氧树脂涂层附着力好,耐久性长、耐腐蚀能力强,使用寿命50年以上。内壁光滑,输送相同流量的介质,口径可以降低一个级别。
外涂层涂覆采用高压挤出缠绕工艺,图层坚韧耐磨,抗冲击性及抗弯曲性优良,能有效防止施工中的机械损坏及使用过程中的植物根系和土壤环境应力的损坏。
[4]。
海土与陆土不同,它是固、液两相体,其中不存在气体。海土有岸边盐碱土(海滨土)、潮间带海土(滩涂地)及海底沉积物(海底土)等三类。分析认为三类土的温度、粒度、电阻率、溶解氧、PH值等都存在差异,因此钢管道从中穿过就产生较大的电位差,海土粒度小处形成阳极,粒度大处则是阴极,遂形成电偶,造成宏电池腐蚀;而因不同土中溶解氧含量不同,也将引起自催化效应的局部腐蚀(孔蚀、缝隙蚀等)。对于海底沉积物中的微生物腐蚀(MIC),主要是SRB的腐蚀。荷兰学者Kühr认为,SRB利用氢将SO42-还原成H2S,其产物与Fe2+反应生成FeSx,而硫化物细菌又把FeSx氧化成单质S和SO42-,遂使腐蚀不断进行
[5]。更有甚者,MIC产生的H2S在金属拉应力作用下可以诱发“应力
腐蚀开裂”
(SCC),这是一种突然发生的破坏,常常造成生命财产的巨大损失。2 输水钢管道的防护措施
金属腐蚀是破坏性的,所造成的损失也是惊人的。按照不同情况选择适当的方法,提高水工金属结构的防腐蚀质量,延长其使用寿命有着重大意义
[6]。
金属的防腐蚀保护,一般有涂料保护、金属热喷涂保护、阴极保护和复合保护等。将暴露的金属用防腐蚀材料加以覆盖、屏蔽,是最基本的防护手段;将设备或管道变成阴极,就是阴极保护,这是从电化学角度采取的一种保护手段。就防腐的完整性而言,底层金属喷涂、面层做涂料屏蔽,再与阴极保护组成的复合保护是最好的,但不可能在各种条件都予以采用。最基本的防腐方法还是涂料保护。211 输水钢管道的涂料保护21111
4、玻璃钢管
玻璃钢管即玻璃纤维增强热固性树脂夹砂管是一种复合材料管,特点是重量轻,抗拉强度高,耐腐蚀,不结垢,内壁光滑,阻力小,相同流量条件下比其它材质管道水头损失小。玻璃钢管的连接采用承插式,安装方便。但玻璃钢管相对而言管壁薄,不适应荷载变化,对基础与回填土要求较高,管道承受外压能力差,不能穿路基和桥梁,同时其价格比预应力管稍高。
2 电化学作用的产生是由于钢管表面存在缺陷或含有杂质、受力变形应力集中及粗糙度不同等原因使部分金属产生电离,电位变负,成为阳极,而另一部分不易电离的金属,成为阴极。电子通过水介质由阴极流向阳极,带正电的金属阳离子则由阳极趋向阴极,这一金属和电解质组成的微电池使钢管表面发生电解,钢管的阳极表面就出现点蚀以至穿孔破坏。
问题远不至此,由于水中存在大量微生物和藻类,其活动将产生微生物腐蚀(MIC),与电化学腐蚀“狼狈为奸”。水中的生物可分为微生物和大生物两类,微生物有厌氧性与喜氧性之分,大生物也有较小的真菌、霉菌和较大的水生物等。厌氧性微生物以硫酸盐还原菌(SRB)为代表,据欧美报导,SRB引起的金属厌氧腐蚀占50%~80%[1]。而喜氧菌种类繁多,原水中含有较多的生物需氧量(BOD)时,有利于异氧菌、真菌生长;原水中含NO3-及NH4+较高时有利于氨化菌、硝化菌繁殖;水中的S2-及 SO4 2- 也会促进硫化菌、SRB的繁殖;原水中如Fe 2+ 和总铁较高 时将促进铁细菌生长。此外,水温、pH值、可溶氧、水流速等也都 影响微生物的生长。
水生物附着在钢管壁上摄取“食物”,排出沉淀物,破坏了管壁的钝化保护膜,形成化学和电化学腐蚀条件,其所产生的沉淀物又进一步加速着钢管腐蚀的速度。
5、球墨铸铁管
球墨铸铁管是铸铁球化处理后,经离心铸造后拔管而成,内衬水泥砂浆,外部喷锌后再涂沥青。具有耐冲击、耐震动、耐腐蚀、抗拉强度高、延伸率高、工作压力大等优点,对地基变化适应性强,承插式联结安装方便,使用寿命长,但价格高。由此可见,输水钢管道(包括钢配件)内壁的防腐蚀除应重视改进制造、安装、表面预处理及涂装工艺外,生物防护不能忽视。
水库有1条1961年建成的直径为1.4m的对香港供水钢管,1964年检查时发现其内壁已严重瘤化,实测管内壁糙率n值竟达0.01771,高于原设计值(0.012)0.48倍。这是一个水库输水钢管内壁严重腐蚀的实例。 112 环境对输水钢管道外壁的腐蚀 大气环境对裸露钢件的腐蚀表现,主要是氧化锈蚀。
鉴于本工程综合地形和地层岩性,管道开挖深度内地层主要为砂壤土,考虑管道直径及工压的要求,对工程地质、地形、外荷情况、工程工期、资金等进行分析比较,综合考虑各种管材的技术经济因素,经对比分析,确定管材采用输水用3pe防腐钢钢管。管线穿越河(渠)、公路及其相应管件也采用3pe防腐钢钢管。
产品主要销售地区:中石油,中石化,中航油,消防市政改造工程,建筑,工农业排水,农业节水灌溉,污水处理,废水排放,市政工程雨水,小区排水,盐业输送,渔业输水,矿井通风,农林排灌,凿井工程,耐酸碱项目,海洋勘探、金属结构、电力输送、造船,煤气输送、电线套管、脚手架、房屋,自来水。 产品主要销售地区:产品销售北京、天津、江苏、河北、浙江、广东、山东、安徽、陕西、四川、山西、河南、湖北、上海、重庆、哈尔滨、长春、沈阳、沈阳市、大连市、鞍山市、锦州市、葫芦岛市、营口市、盘锦市、阜新市、辽阳市、朝阳市、哈尔滨市、齐齐哈尔市、鸡西市、大庆市、牡丹江市、佳木斯市、绥化市、呼和浩特、乌鲁木齐、拉萨、西宁、兰州、银川、西安、太原、石家庄、廊坊、保定、唐山、张家口、沧州、济南、郑州、太原市、大同市、阳泉市、长治市、晋城市、朔州市、晋中市、运城市、忻州市、临汾市、地区、南京、合肥、武汉、成都、长沙、昆明南、贵阳、南宁、广州、福州、杭州、苏州、盐城、无锡、扬州、南京、徐州、宿迁、常州、连云港、泰州、石家庄、唐山、秦皇岛、邯郸、邢台、保定、张家口、承德、沧州、廊坊、衡水、辛集、藁城、晋州、新乐、鹿泉、遵化、迁安、武安、南宫、沙河、涿州、定州、安国、高碑店、泊头、任丘、黄骅、河间、霸州、三河、冀州、深州、唐山、承德、廊坊、沧州、衡水、邢台、邯郸、秦皇岛、张家口、杭州、嘉兴、湖州、绍兴、宁波、台州、温州、金华、衢州、丽水、舟山、广州、深证、珠海、汕头、佛山、韶关、济南、青岛、淄博、枣庄、东营、烟台、潍坊、济宁、泰安、威海、日照、滨州、德州、聊城、临沂、菏泽、莱芜、临沂、合肥、黄山、铜陵、芜湖、淮南、淮北、池州、宣州、马鞍山、巢湖、滁州、宿州、阜阳、安庆、亳州、贵池、六安、明光、太原、大同、阳泉、长治、晋城、朔州、忻州、晋中、临汾、吕粱、运城、成都、绵阳、德阳、攀枝花、遂宁、南充、广元、乐山、宜宾、泸州、达州、广安、巴中、雅安、内江、自贡、资阳、眉山、开封、洛阳、郑州、平顶山、安阳、鹤壁、新乡、焦作、濮阳、许昌、漯河、三门峡、商丘、周口、南阳、信阳、济源、驻马店、武汉、黄石、襄樊、荆州、宜昌、黄冈、十堰、孝感、荆门、咸宁、随州、鄂州、神农架、恩施、仙桃、天门、潜江及周围地区和多个国家。产品销售。