100%固含量雙組分無溶劑環(huán)氧涂料的應(yīng)用

劉 欣 張存存 梅慎明

1 概述

隨著近年國(guó)內(nèi)長(zhǎng)輸管道施工在全國(guó)范圍內(nèi)的全面展開，管道敷設(shè)范圍遍及山區(qū)斷崖、黃土塬、沙漠、水塘、沼澤地等特殊難點(diǎn)區(qū)域，管道須經(jīng)受各種惡劣環(huán)境的侵蝕。由于管道建設(shè)受到多方因素的影響，且在焊接補(bǔ)口后長(zhǎng)期在地下受到腐蝕，傳統(tǒng)熱收縮套補(bǔ)口的缺點(diǎn)逐漸暴露出來，影響工程質(zhì)量及管道使用壽命，并且因受到地形和材料本身限制施工效率較低，為了更好的解決這些施工難點(diǎn)，本文以“榆林—濟(jì)南輸氣管道工程線路八標(biāo)段山區(qū)防腐補(bǔ)口”為例，重點(diǎn)解決長(zhǎng)輸管道山區(qū)地段的補(bǔ)口施工難題，通過使用新型材料雙組分無溶劑環(huán)氧涂料進(jìn)行防腐補(bǔ)口施工，大大提高了施工進(jìn)度、確保了工程質(zhì)量及工期、提高了管道的使用壽命，是一項(xiàng)值得推廣應(yīng)用的新技術(shù)、新材料。

榆林—濟(jì)南輸氣管道工程第八標(biāo)段管道沿線地質(zhì)構(gòu)造主要為汾西黃土丘陵及太岳山脈霍山地區(qū)，大體由土石山區(qū)、黃土丘陵區(qū)和平原區(qū)三個(gè)部分組成，地形起伏較大，線路全長(zhǎng)62.47 km，其中山區(qū)段線路長(zhǎng)度約30 km，山區(qū)段地形狹窄，山勢(shì)陡峭，施工設(shè)備及車輛無法正常通行，材料運(yùn)輸困難，且施工工期緊，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，使用熱收縮套補(bǔ)口易出現(xiàn)質(zhì)量缺陷，為了解決熱收縮套補(bǔ)口存在的質(zhì)量問題，決定采用新型防腐材料100%固含量雙組分無溶劑環(huán)氧涂料進(jìn)行防腐補(bǔ)口，并獲得成功。

2 100%固含量雙組分無溶劑環(huán)氧涂料的特點(diǎn)

100%固含量雙組分無溶劑環(huán)氧涂料與傳統(tǒng)防腐產(chǎn)品相比，具有附著力強(qiáng)、韌性好、施工便捷、成本低、耐腐蝕、耐老化、環(huán)保等特點(diǎn)。

1)附著力強(qiáng)。

涂層對(duì)基體的附著力是評(píng)價(jià)涂層耐腐蝕性能的重要指標(biāo)，附著力越強(qiáng)，抗腐蝕性越好，涂層越耐久。100%固含量雙組分無溶劑環(huán)氧涂料具有著極強(qiáng)的附著力。無溶劑環(huán)氧涂料在反應(yīng)固化過程中收縮率極低，具有一次性成膜較厚、邊緣覆蓋性好、內(nèi)應(yīng)力較小，不易產(chǎn)生裂紋等特點(diǎn)。無溶劑環(huán)氧涂料與鋼管表面附著力強(qiáng)度可達(dá)10 MPa以上，與常規(guī)使用的3PE熱收縮套防腐補(bǔ)口的附著力強(qiáng)度相比可提高30%以上。

2)耐腐蝕。

100%固含量雙組分無溶劑環(huán)氧涂料是高度交聯(lián)的聚合體，因此它的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，具有優(yōu)異的耐化學(xué)品性，能耐海水、中度的酸、堿、鹽，各種油品、脂肪烴等化學(xué)品的長(zhǎng)期浸泡;并且100%固含量雙組分無溶劑環(huán)氧涂料不含揮發(fā)性有機(jī)溶劑，在干燥成膜過程中不會(huì)形成因溶劑揮發(fā)留下的孔隙，且成膜厚，涂膜致密性極佳，能有效抵擋水、氧等腐蝕性介質(zhì)透過涂層而腐蝕鋼材。

3)施工便捷。

100%固含量雙組分無溶劑環(huán)氧涂料材料十分輕便，材料運(yùn)輸攜帶都十分方便;并且施工工藝簡(jiǎn)單，在噴砂和預(yù)熱后只需涂刷環(huán)氧涂料，就能達(dá)到很好的防腐效果，適合人工流水作業(yè)，工人只需簡(jiǎn)單培訓(xùn)就可熟練掌握涂裝技術(shù)，施工效率較高。

4)經(jīng)濟(jì)性。

目前100%固含量雙組分無溶劑環(huán)氧涂料的單價(jià)低于傳統(tǒng)熱收縮套防腐材料，而且相對(duì)施工工序更加簡(jiǎn)單，施工速度更快，從而大大降低防腐補(bǔ)口施工的成本。

5)施工安全和健康環(huán)保。

100%固含量雙組分無溶劑環(huán)氧涂料最大的特點(diǎn)是不含有可揮發(fā)性的有機(jī)溶劑，不含可燃物，可以在施工過程中保證施工安全;不含有毒有害物質(zhì)，不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生毒害作用，可以保證施工人員的身體健康;對(duì)環(huán)境沒有任何污染，符合長(zhǎng)輸管道工程安全、綠色環(huán)保的發(fā)展方向。

3 100%固含量雙組分無溶劑環(huán)氧涂料的施工方法

3.1 工藝流程

施工準(zhǔn)備→補(bǔ)口段表面預(yù)處理→注入處理劑→涂裝底漆→濕膜測(cè)厚→涂裝面漆→濕膜測(cè)厚→電火花檢漏→修補(bǔ)漏點(diǎn)(如有)→拉拔實(shí)驗(yàn)(抽檢)→補(bǔ)漏。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境

1)環(huán)境溫度低于露點(diǎn)溫度3℃時(shí)，被涂覆體須加熱，最高不得超過60℃;2)環(huán)境濕度高于80℃時(shí)，不得施工;3)施工現(xiàn)場(chǎng)周圍空氣中無較大灰塵，不含氯化物或其他污染物。

3.3 鋼管補(bǔ)口段表面預(yù)處理

1)鋼管補(bǔ)口段表面進(jìn)行噴砂除銹處理，表面預(yù)處理質(zhì)量應(yīng)達(dá)到GB/T 8923-1988涂裝前鋼材表面銹蝕等級(jí)和除銹等級(jí)中規(guī)定的Sa2.5級(jí)(噴砂不能實(shí)現(xiàn)的地方可以采用動(dòng)力工具除銹達(dá)到St3.0級(jí))，表面粗糙度應(yīng)達(dá)到40 μm～70 μm，對(duì)兩側(cè)各50 mm 內(nèi)的PE層(含倒角)進(jìn)行打毛處理，表面粗糙度應(yīng)達(dá)到70 μm～100 μm，處理后用清潔干燥的毛刷將鋼管及PE層表面清掃干凈。

2)用塑料膜和膠帶將表面處理后的補(bǔ)口區(qū)域密封，并向密封袋內(nèi)注入氣體處理劑，6 min之后可將密封膜去掉。

3)對(duì)鋼管表面進(jìn)行預(yù)熱處理，烤掉鋼管上的潮氣(如鋼管表面溫度低于產(chǎn)品要求的溫度應(yīng)比較緩慢地把鋼管預(yù)熱到產(chǎn)品說明書要求的預(yù)熱溫度)。

3.4 鋼管補(bǔ)口段涂敷

氣體處理密封膜去掉后的10 min內(nèi)必須涂裝底漆。按照涂料產(chǎn)品說明書的要求將底漆的基料與固化劑混合，將其涂刷到補(bǔ)口處，在底漆表干后涂刷面漆，要求金屬區(qū)域的底漆及面漆厚度不低于700 μm，不得漏涂，涂刷過程中，應(yīng)隨時(shí)用濕膜測(cè)厚儀檢測(cè)濕膜厚度。

3.5 質(zhì)量檢驗(yàn)

涂敷完畢后，防腐層應(yīng)平整、光滑，無流掛、裂紋、起包、氣孔、尖銳凸起以及軟斑點(diǎn)等現(xiàn)象，沒有被涂料覆蓋的外來顆粒或昆蟲等雜物。涂層實(shí)干2 h后進(jìn)行電火花檢漏，檢測(cè)電壓不小于15 kV;如有漏點(diǎn)，用面漆補(bǔ)漏，先對(duì)漏點(diǎn)5 cm范圍內(nèi)用砂紙進(jìn)行打磨，將表面處理干凈后涂上面漆，厚度不低于500 μm。

附著力檢測(cè)按照以下兩種方法進(jìn)行:

1)邊緣剝離方法:用鋒利的刀尖撬PE層上的涂層，并以30 mm左右的間隔撬2條各長(zhǎng)20 mm～25 mm的線條，如果刀尖無法從邊緣插入PE層與涂層之間或只能以寬度不足3 mm的小塊逐漸撬出2條各長(zhǎng)20 mm～25 mm的線條，而兩線條間的涂層部分沒有開裂現(xiàn)象，則為合格。

2)拉拔式附著力檢測(cè)法:雖然管線焊口涂層表面不是平面，但可用通常的拉拔式附著力檢測(cè)儀進(jìn)行參考性檢驗(yàn)。對(duì)于涂層與PE層之間的附著力，在同一涂層的光管部位上和PE層的搭接部位上按照要求各粘一個(gè)實(shí)驗(yàn)用錠子，按照有關(guān)產(chǎn)品的廠家說明書在一定的時(shí)間后進(jìn)行拉拔實(shí)驗(yàn)。如果在PE層上是PE材料內(nèi)部破壞(拉下來的錠子表面上粘滿PE顆粒)或拉拔應(yīng)力測(cè)試讀數(shù)不小于4 MPa則為合格;用同樣方法測(cè)涂層與鋼管表面的附著力，如果拉拔應(yīng)力測(cè)試讀數(shù)不小于10 MPa則為合格。

4 結(jié)語(yǔ)

100%固含量雙組分無溶劑環(huán)氧防腐涂料具有安全、環(huán)保、高效、經(jīng)濟(jì)、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，通過在實(shí)際施工中驗(yàn)證，它具有材料運(yùn)輸便捷、工藝簡(jiǎn)單、性能可靠、附著力強(qiáng)、施工效率高等特點(diǎn)，可以很好的解決長(zhǎng)輸管道防腐補(bǔ)口施工的進(jìn)度和質(zhì)量問題，值得進(jìn)一步推廣應(yīng)用，是未來防腐施工的發(fā)展方向。

[1]《Standard Test Method for Pull-Off Strength of Coatings Using Portable Adhesion Testers(用便攜式粘結(jié)力測(cè)試儀確定涂層拉拔強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)方法)》.ASTMD 4541.

[2]GB/T 8923-1988，涂裝前鋼材表面銹蝕等級(jí)和除銹等級(jí)[S].

[3]SY/T 0315-2005，鋼質(zhì)管道單層熔結(jié)環(huán)氧粉末外涂層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S].