預應力鋼筒混凝土管PCCP外防腐現場檢測分析與探討

宋亮?龍波?劉加雙

在PCCP管線設計時，必須要充分了解當地的氣候條件，根據不同土質情況，相應采取不同的防腐措施，并注意在防腐措施技術運用的同時，掌握經濟價值的合理性和可操作性。在鋪設施工環節中，能夠有效地把控質量關，保證砂漿保護層和附著在砂漿保護層外的防腐介質完好，一旦被破壞，等于鋼材喪失了堿性環境，直接導至管道的損壞。本文通過現場防腐材料實際生產檢測，為設計單位提供詳細防腐設計的技術依據，用科學的方法來推動PCCP行業的健康發展。

一、試驗依據

在新疆地區采用的預應力鋼筒混凝土管輸水項目的某工程中，如何合理的選用防腐工藝至關重要，根據地質腐蝕性的報告，我們考慮了四種方式施工工藝的防腐制作，即：1）直接在管子砂漿保護層外進行六油二布工藝防腐（管子編號：DN3200-1.2/4-46 ）；2）將管子砂漿保護層刮平后進行六油二布工藝防腐（管子編號：DN3200-1.2/4-28）3）采用三油干膜厚≥300μm防腐（管子編號：DN3000-0.6/4-1）；4）將管子砂漿保護層刮平噴涂環氧煤瀝青后，測試附著力，取得后續如何進行防腐的有效數據（管子編號：DN3200-1.2/4-28）。

二、檢測數據

1.根據實驗要求，對四種施工工藝進行了附著力、漆膜厚度、電阻率和目測檢測，現將檢測數據整理如下：

1.1直接在管子砂漿保護層外六油二布工藝防腐和將管子砂漿保護層刮平后六油二工藝防腐后進行附著力檢測， 根據招標文件要求的采用美國ASTM D4541-02檢測方法對二種纏繞玻璃絲布噴涂方法進行檢測。

1.2二種纏繞玻璃絲布噴涂方法檢測結果直接拉脫，無法按照招標文件的要求檢測附著力，空鼓地方多，玻璃絲布過密二層粘接不勞固。

2、對采用三油干膜厚≥300μm防腐的管子進行附著力、厚度和電阻率檢測

采用中國GB/T5210-2006檢測方法對三油干膜厚≥300μm防腐的管子進行檢測。

采用美國ASTM D4541-02對三油干膜厚≥300μm防腐的管子進行檢測二種方法對比，檢測結果相同。

對三油干膜厚≥300μm防腐的管子進行漆膜厚度檢測。采用中國GB/T1410檢測方法對三油干膜厚≥300μm防腐的管子進行體積電阻率檢測。（見圖1）

三、綜合分析

1、理論依據；預應力鋼筒混凝土管（簡稱PCCP）的水泥砂漿保護層對管材的防腐起到極為關鍵的作用，其防腐機理比埋地鋼管要復雜的多。水泥砂漿保護層通過兩個重要的防腐機理來保護PCCP中的預應力鋼絲，一是屏障保護外殼，另一個是通過電化學反應使鋼材鈍化。

鈍化是在鋼材表面生成具有致密結構的水化氧化物薄膜（n-Fe2O3-mH2O），它是一種致密、穩定的共格結構，并緊密地覆蓋在金屬的表面，水和氧氣不能滲透過去，使金屬的表面轉化為不易被氧化的狀態。

2、實踐證明；通過大量的工程實踐證明，砂漿保護層是PCCP管最重要的防腐屏障，水泥砂漿保護層確實對PCCP內鋼材的防腐蝕起到關鍵作用，只要鋼材保持在堿性環境中，并且游離氧不存在，即使在很高的氯離子環境中鋼材的腐蝕也不易發生。

3、防腐難度；六油二布防腐在PCCP應用中沒有相應的國家標準和行業標準，在國際上也沒有可以借鑒的標準執行，只能參考鋼管制做的方法進行，對玻璃絲布纏繞的松緊、搭接等無法掌控，從檢測結果看，明顯二張皮的狀態，形成空鼓。

4、刮平風險；為了期望對六油二布防腐達到玻璃絲布好纏的愿望，對外砂漿保護層進行刮平是不合理的，根據理論和實踐分析，砂漿保護層刮平后，造成砂漿保護層的擾動，密實度大大降低，不能夠有效地對預應力鋼絲進行保護，在附著力檢測中砂漿保護層強度只有1.2MPa，遠遠低于2.0MPa標準要求，用目測可觀察明顯看到凹坑、劃痕增多，在噴涂環氧煤瀝青后，與未刮平的環氧煤瀝青噴涂相比有明顯的差異，在表面張力作用下，凹坑內未噴進環氧煤瀝青，對工程存在著極大的風險因素。

5、施工難度；玻璃布防腐工藝對管子存儲及施工安裝存在著極大的隱患，首先砂漿保護層外表面纏繞玻璃布后，經上述檢測論證，無論刮平與否，均存在空鼓現象，空鼓面積不會低于50%。這樣，在管道存儲、吊裝時很容易被破壞。同時管道在現場安裝時，也因避免不了與溝槽墊層摩擦，造成玻璃絲布防腐層破壞，產生脫落、搭接分離等現象。玻璃布損壞后，修補效果很難得到保證，由此帶來外部腐蝕介質會輕易進入第一層環氧煤瀝青防腐與玻璃絲布夾層中，導至防腐能力的降低。

四、合理建議

通過現場全方位的對四種防腐制做施工工藝進行檢測和綜合分析，我們建議設計單位，在PCCP上采用六油二布工藝防腐是不可取的，而增加環氧煤瀝青厚度（干膜厚≥800μm），同時加上陰極保護來實現特殊地段的防腐，完全能夠滿足當地地質環境的要求。endprint