TPEP防腐鋼管在橡膠壩充排水系統中的應用

褚 洋

（棗莊市水利勘測設計院，山東 棗莊277000）

目前，在管道輸水領域非常重視管道的防腐蝕能力，在防腐蝕涂層上涌現了很多新材料、新技術。TPEP防腐鋼管是一種以鋼管為基材、外壁采用3PE（底層環氧粉末涂層、中間層膠黏劑、外層聚乙烯）、內壁采用環氧粉末涂層為主要防腐結構的新型管道，具有良好的耐腐蝕性能，是目前較為先進、成熟的管道防腐技術，在城鄉供水、工業用水中廣泛應用。棗莊市市中區東沙河東各埠橡膠壩為棗莊市首次使用TPEP防腐鋼管作為充排水管路的橡膠壩工程。

1 橡膠壩充排水系統概況

棗莊市市中區東沙河東各埠橡膠壩位于城區南部、東沙河下游，為1孔、凈寬35 m、設計壩高3 m的充水式橡膠壩。充排水泵站布置于河道左岸，依靠埋設于壩底板等部位的管路向壩袋充排水，實現升、塌壩。充排水系統是橡膠壩中非常重要的部分，隨工程建設中埋設于混凝土結構下，其使用壽命直接影響工程的運行年限。

由于東沙河上中游穿城區而過，匯集城區部分生活污水、市政排水后排向下游。根據地質勘察報告中環境水水質試驗分析，東各埠橡膠壩處地表水對混凝土具有強腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中鋼筋具有弱腐蝕性，對鋼結構具有中等腐蝕性；地下水對混凝土及鋼筋混凝土結構中鋼筋具有弱腐蝕性，對鋼結構具有中等腐蝕性。由于充排水管道埋設于壩底板下、河床中，直接與河道水、地下水接觸，因此應重視環境水腐蝕性對管道的使用壽命影響，提高并加強管道的耐腐蝕能力。經技術、經濟分析比較，工程設計中采用TPEP防腐鋼管作為充排水管道，可提高管道內外防腐能力，延長工程的使用年限。

2 TPEP防腐鋼管的優點

2.1 防腐性能好，使用壽命長

由于TPEP防腐鋼管外壁采用3層防腐結構、內壁采用單層防腐結構，外壁聚乙烯層吸水性低，內外熔結環氧粉末涂層機械強度高、力學性能好、抗陰極剝離能力強。在工廠加工、檢驗合格后出廠，管道整體具有極高的密封性，防腐質量較好，適用于不同的水文地質環境，特別在有腐蝕性的地下水環境中具有很強的防腐可靠性，正常使用壽命最高可達50年，等同于建筑物主要混凝土結構的合理使用年限。

2.2 內壁糙率低，所需管徑小，綜合成本低

TPEP鋼管內壁光滑、摩擦系數小，相對于球墨鑄鐵管、普通鋼管糙率低，輸送同等流量下所需管道口徑小，管道沿程和局部水頭損失降低，配套水泵功率、電氣設備要求降低，因此可減少工程建設投資和運行管理費用，長期運行可節約能源、減少成本、保護環境。

2.3 現場施工方便，可節省工期

TPEP防腐鋼管的直管和三通、彎頭等管件在工廠已提前加工完工并檢驗合格，施工現場僅需要對各管道、管件焊接連接即可，可大大節省工期。

3 TPEP防腐鋼管的設計、施工要點

3.1 防腐層結構設計

1）鋼管內外表面處理。TPEP鋼管以螺旋鋼管為基材，壁厚為8 mm，管材內外防腐層涂敷前均應進行表面預處理。先清除管道表面的油脂和污垢等附著物，然后進行拋（噴）射除銹。除銹質量應達到Sa2.5級，錨紋深度達到50～90μm。鋼材表面的焊渣、毛刺和表面附著的灰塵、磨料應清除干凈。

2）外防腐層。工程所使用的管道多為DN500口徑，外壁采用三層防腐結構。各層厚度應符合以下要求：底層環氧粉末涂層≥150μm，中間層膠黏劑層≥170μm，外層聚乙烯層≥3.7 mm。

3）內防腐層。采用單層熔結環氧粉末防腐，涂層厚度≥300μm。

3.2 管道施工

管道焊接和防腐補口是充排水系統中設計、施工中另一個重點，焊接和補口質量是管道防腐的重要環節，直接影響充排水系統的運行和工程使用壽命。

3.2.1 管道焊接

1）焊接。成品TPEP鋼管兩端一般會預留100～150 mm不做防腐層，以滿足現場焊接需要。焊接前應對管道接口處20 mm范圍內進行打磨并去除油污等，管口做成30°～35°坡口，管道焊接為對口型式，單面焊接雙面成型。焊接時應對兩側管道采取保護措施，防止焊渣飛濺灼傷防腐層。焊縫外觀成型良好，平滑過渡，表面不允許有裂紋、未熔合、氣孔、夾渣等缺陷，焊縫寬度以每邊超過坡口邊緣2 mm為宜，焊縫表面不應低于基材表面。

2）焊縫清理。焊后應對焊口進行清理，焊縫及附近的毛刺、焊渣、飛濺物、焊瘤等應清潔干凈，補口處的污物、油、雜質應清理干凈，防腐層端部有翹邊、生銹、開裂時，應清理。補口部位的表面除銹等級應達到GB/T8923.1-2011/ISO8501-1∶2007規定的Sa2.5級，錨紋深度應達到40～90μm，除銹后應清除表面灰塵，表面灰塵等級應不低于3級。焊縫清理后進行無損檢測，對不合格焊縫應及時返修處理。

3）管道試壓。管道試驗壓力應為管道工作壓力的1.5倍且不小于0.9 MPa，本工程管道最大工作壓力為0.2 MPa，因此最終選定試驗壓力為0.9 MPa。水壓升至試驗壓力后保持恒壓10 min，檢查接口焊縫、管身如無破損和漏水現象，管道水壓試驗為合格。

3.2.2 焊縫防腐

焊縫處防腐質量不好極易造成管道的腐蝕，影響工程質量和運行，因此在設計、施工中應重視焊接補口。

1）焊縫處外壁防腐。外壁補口采用環氧底漆/輻射交聯聚乙烯熱收縮帶的方式。底漆采用無溶劑環氧樹脂底漆，由熱收縮帶（套）廠家配套提供或指定，涂敷厚度≥150μm。熱收縮帶按管徑選擇配套的產品的規格，表面應平整、清潔、無氣泡、裂口及分解變色。

應按照產品使用說明書和補口施工工藝規程的要求調配底漆，在管道連接裸露處均勻涂刷，底漆濕膜厚度≥150μm，涂刷后不能漏出鋼管基材，聚乙烯層不刷底漆。

熱收縮帶加熱，應控制火焰為強度，不應對熱收縮帶上任意一點長時間烘烤。收縮后，熱收縮帶與鋼管表面聚乙烯層搭接寬度≥100 mm，熱收縮帶采用固定片固定，周向搭接寬度≥80 mm。

2）焊縫處內壁防腐。內壁防腐采用涂刷環氧涂料，涂層厚度≥300μm。管徑較小、無法人工施工的管道，采用管道補口機進行管道焊接處內壁防腐補口施工。

4結語

TPEP是一種成熟的管道防腐技術，對于埋設在地下且與環境水接觸的輸水管道具有優異的防腐蝕能力，在橡膠壩中應用能夠大大提升充排水系統運行的可靠性，提高工程的使用年限、節省工程管理費用，具有廣闊的應用前景。