復層包覆技術在阿拉爾市地下管道閥門上的應用

朱修金++李林++張立佳

摘 要：通過對阿拉爾市地下管道閥門使用現狀的調查與研究，介紹了閥門腐蝕的原理，提出了復層包覆技術在閥門防腐上的新應用，并通過凍融循環實驗驗證，提高了閥門的使用性能，減少了經濟損失和資源浪費，為閥門的防腐研究提供了理論方面的參考。

關鍵詞：地下管道閥門；腐蝕分析；復層包覆技術；凍融循環

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.12.143

1 腐蝕現狀

腐蝕是引起金屬閥門損壞的重要原因之一，金屬閥門的腐蝕以電化學腐蝕為主。經過調查研究發現，阿拉爾地下管道閥門腐蝕的主要原因是：在使用過程中，隨著開啟次數的增加，閥桿和填料相對運動造成閥桿的磨損加大，使閥桿與填料之間產生縫隙，閥門內介質外漏，從而產生電化學腐蝕，而且該地區水質的礦化度和鹽堿度較高、晝夜溫差變化大等特殊因素更加速了閥門的腐蝕。

目前對于閥門的防腐，可采用多種方法進行處理，主要有金屬表面處理、噴刷涂料、電化學保護、加入緩蝕劑等。針對該地區腐蝕環境的特殊性，在常規防腐技術的基礎上首次提出使用復層包覆技術，確保閥門閥體及各連接部位具有良好的密閉性，以期達到長久、高效的防腐效果。

2 復層包覆技術

2.1 復層包覆技術概述

復層包覆防腐系統是由防蝕膏、防蝕帶和外保護層組成的，是三層保護體系的復合，防蝕膏和防蝕帶具有相似的成分及性能，具有不固化、不開裂、黏附力強等優點，能夠形成一個完整的保護膜，阻絕水和氧氣與基材的接觸，起到防腐和除銹的雙重作用，具有優異的防腐和密封效果。復層包覆技術不僅可用在海洋環境下各種鋼鐵和鋼筋混凝土設施，例如跨海大橋、鉆井平臺和港口碼頭，而且可以用于各種腐蝕環境下的線路保護。該技術在美國、英國、土耳其、馬來西亞、印尼、日本、新加坡等沿海國家已有廣泛應用，部分工程的服役期限已超過30年。

復層包覆技術具有以下特點：①化學性能穩定，具有優異的防腐性能；②對基體附著力強，適應溫度范圍廣，不會變硬，不會斷裂，軸向變形?。虎勰蜏夭钚Ч茫箾_擊強度高，防護周期長；④材料具有優異的阻燃性；⑤施工方便，可在安裝現場施工，表面適應性好，對表面處理要求低，達到St2級即可；⑥施工安全，不含可揮發性物質，環保無污染。

2.2 復層包覆技術施工步驟

復層包覆技術施工步驟為：①對閥門基材進行預處理，達到St2級即可，保持表面清潔干燥。②用毛刷在基材表面均勻涂刷防蝕膏，厚度應大于100 μm。如果基材表面有空洞、凹坑、縫隙等，應用防腐蝕密封泥填充找平。③纏繞防蝕帶。纏繞時，保持一定拉力，使其緊貼基材表面，并保證層間搭接50%，兩端搭接20%，厚度應大于500 μm。對于特殊部位，應反復纏繞，確保良好的密閉性，避免褶皺空隙。④外加保護層，采用細格玻璃布纏繞。為了防止大氣和介質腐蝕，玻璃布上涂兩遍醇酸磁漆。

3 復層包覆材料構造

復層包覆材料構造示意圖如圖1所示。

3.1 試件制作

按照上述復層包覆技術的施工要求，采用DN200型閘閥進行試件的制作。實驗分三組，每組3個。試件應放在溫度為（20±2） ℃、相對濕度為（65±5）%的實驗室中養護。成型后，試件應側立并相互間隔放置。

圖1 復層包覆材料構造示意圖

3.2 腐蝕溶液配制

經過對阿拉爾地區實地調查發現，該地區地下水中含有較高的Na+、SO42-、Cl-等離子，因此腐蝕溶液濃度的選擇為：清水（參照組，編號C1）、質量分數為5.0%的Na2SO4（編號C2）、質量分數為5.0%的Na2SO4和質量分數為5.0%的NaCl（編號C3）復合腐蝕溶液。

3.3 試驗方法

將試件置于不同的溶液中，試件采用完全浸泡，一次凍融循環時間為4 h，凍融循環時間分別為10 d、30 d、60 d、90 d和120 d。待達到規定的時間后取出查看防護效果，并對防腐層進行剝離，觀察閥門腐蝕程度。

3.4 結果與分析

采用復層包覆技術的閥門在腐蝕凍融循環環境下防腐層未出現皺折、破損等不良現象，剝離防腐層后閥門未出現腐蝕；而沒有采用復層包覆技術的參照組閥門則出現了涂層脫落，閥體生銹等現象。說明復層包覆技術多層的防護體系在閥門防腐上有良好效果和應用前景。

4 結束語

通過對阿拉爾地下管道閥門腐蝕現狀、腐蝕環境及腐蝕因素進行分析，提出了由防蝕膏、防蝕帶和外保護層組成的復層包覆防腐系統。利用復層包覆技術首次對阿拉爾地下管道閥門進行修復防護，并通過腐蝕凍融循環實驗驗證，取得了良好的防護效果，可以真正提高閥門的使用性能，是一種值得推廣的新型防腐技術。

參考文獻

[1]李愷翔.淺談金屬閥門防腐措施[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2010（10）：321-322.

[2]王朝暉，王祥，李欽華.金屬閥門防腐蝕措施[J].閥門，2006（04）：39-41.

[3]陳飛.法蘭閥門噴涂防腐新技術[J].煤氣與熱力，2012（07）：40-42.