保溫鋼管內防腐耐高溫涂層研究

摘 要：針對輸送熱力用保溫鋼管內壁產生腐蝕的原因進行了分析，研究出了耐高溫、高壓內壁防腐涂層。檢測及現場實際測試結果表明，耐高溫涂層在保溫鋼管內壁防腐應用中表現出優異的防腐性能。

關鍵詞：保溫鋼管；防腐涂層；保溫技術；聚氨酯保溫層

中圖分類號：TE83 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.08.079

隨著我國對能源節約、環境保護力度的不斷加大以及大型熱電聯產項目的推進，對直埋熱力保溫鋼管的需求正在逐年增加。近年來，國內熱力管道外表面的防腐保溫技術不斷完善和發展，已趨于成熟。但是，針對管道內壁防腐的案例卻鮮有報道，對該領域的研究相對較少。因此，研究熱力保溫鋼管內壁耐高溫防腐涂層具有必要性和現實意義。

1 鋼管內壁腐蝕原因分析

目前，國內大型長輸集中供熱管道外部防腐多采用聚氨酯保溫層+PE夾克層的施工方法，而管道內部基本不作防腐處理。為了阻止管道的內部腐蝕，延長管線使用時間，管線運營方一方面采用離子交換軟化水技術，使管內水質達到控制要求；另一方面，采用在管網系統中投加堿性化工原料（如純堿、片堿等）的方法，將介質（水）的pH值控制在10～12高堿性狀態等技術措施，但仍然不能阻止管道腐蝕甚至穿孔事故的發生。

通過研究我們發現，管線內壁在上述環境中發生腐蝕的主要原因有：①管線運行中的CO2腐蝕和污垢下腐蝕；②管線停運期間的O2腐蝕、污垢下腐蝕及生物腐蝕；③采用了不恰當的水處理管理方式。因此，為了有效延長管線使用壽命，減少腐蝕的發生，不僅管線運營方需要加強對管線的管理和維護，還需要研究一種在高溫、高壓及復雜條件下防腐蝕、阻垢能力優異的防腐內涂層。

2 涂層

2.1 涂層的組成

保溫管道內壁耐高溫防腐涂層由液態涂料經專用設備噴涂、成膜、固化形成。專用液態涂料是一種以環氧改性的耐熱樹脂為主要成膜基料，加入耐熱顏填料、特種添加劑等制備而成的耐高溫重防腐涂料。它具有良好的機械性能、耐化學品腐蝕性能、水煮和耐高溫高壓性能。它既可以采用雙組份常溫固化，也可以采用單組份烘烤固化。

2.2 涂層的性能

我們綜合研究了管線的內部腐蝕環境、輸送介質、溫度、運營規律等因素，研發的重防腐內涂層通過了嚴格的檢測和現場測試，表現出了優異的防腐性能，具體如表1所示。

我們在某熱力管線1 220 mm×16 mm規格的保溫鋼管上進行了現場測試，對運行一個采暖周期后的保溫鋼管進行了開挖檢測，對比分析了施工內涂層和無內涂層的鋼管在同等腐蝕條件下的抗腐蝕能力。研究結果表明，在同等的腐蝕環境下，未進行防腐施工的管段內壁已出現明顯的點蝕現象；而進行重防腐施工的鋼管涂層完好、無鼓包、無銹蝕及開裂現象，涂層附著力良好，表現出了優異的抗高溫及防腐性能。

3 涂層施工

3.1 工廠施工

為了使涂層達到良好的防腐性能，工廠內防腐施工需綜合考慮涂料性能、施工條件、表面處理、噴涂方式等關鍵因素：①施工前鋼管表面溫度不可低于10 ℃，且應至少高于空氣露點溫度3 ℃以上；②鋼管內壁表面預處理非常重要，表面應按照標準進行評估和處理，對清潔度、灰層度、粗糙度指標合理控制；③為了確保涂料充分霧化，采用高壓無氣噴涂施工最佳。

3.2 現場補口施工

為了避免施工現場管線焊接對內涂層的破壞，在工廠進行內涂層施工時，一般在鋼管兩端保留50 cm左右不進行內涂層施工。在鋼管對焊完成后，采用專用100%固含量雙組份無溶劑液體環氧涂料進行補口，補口施工應嚴格按照相關標準進行和檢測，已達到預期防腐性能。

4 結束語

耐高溫防腐涂層為集中供熱管網中熱力保溫鋼管的內部防腐提供了解決方案，和目前主要采用控制鋼管內部水質、加強清理維護的方案相比，進行重防腐內涂層施工更加合理，防腐性能更加優異。

參考文獻

[1]高源.論熱力管道的防腐與保溫[J].科技創新導報，2011（18）.

[2]高峰.熱力管道防腐保溫技術探析[J].現代制造，2013（27）.

作者簡介：吳加友（1981—），男，四川簡陽人，工程師，工程碩士，研究方向為管道防腐保溫技術。

〔編輯：張思楠〕