重要廠用水管道內壁抗腐蝕控制方法及問題分析研究

趙世明 杜軍

中核工程咨詢有限公司 福建福州 350000

1 系統簡介

WES的功能是把由設備冷卻水系統收集的熱負荷輸通過板式交換器進行熱交換送到最終熱阱——海水。PX泵房內管材為碳鋼襯膠管道和帶陰極保護并具有防腐涂層的鋼管，GA廊道內管材為帶陰極保護并具有防腐涂層的鋼管，核島廠房內管材為碳鋼襯膠管道和帶陰極保護并具有防腐涂層的鋼管。

2 先決條件

為了使施工的過程能夠得到有效的控制，主要從人、機、料、法、環五個方面進行控制。其中施工人員的熟練操作技巧和責任心，是施工過程質量控制的決定性因素。施工必須有熟練操作技術人員，擅長管道內壁刮涂、刷涂、輥涂方式，能夠適應在有限作業空間作業，掌握涂料使用說明書技術參數和各組分攪拌操作的技術方法等，經本單位培訓考試合格后方可上崗作業。質檢和技術管理人員應掌握施工工藝過程、方法、技巧以及驗收標準。

3 質量控制

3.1 碳鋼氯丁橡膠襯里管線

安裝順序：施工過程現場焊接、組裝→供應商內壁襯膠→返廠復驗→存放及倒運→正式安裝。

碳鋼氯丁橡膠襯里管線的質量控制要滿足以下幾點：

（1）返廠復驗滿足整個表面平整、無水泡、空鼓、黏結破壞、毛刺、無漏襯，特別是法蘭外表面以及支管部位。用測厚儀檢測襯膠層厚度，各測點的距離應盡可能大一些，檢測點的數目視工件的形狀及大小而定（一般檢測5-10點）；用電火花檢測儀全面檢查襯里層，不得有漏電現象。檢查時，膠層表面應清潔、干燥，探頭不得在膠層上停留，以防止膠層被高電壓擊穿[1]。

（2）滿足清潔防異物要求，防止管道內壁被破壞，尖銳異物的進入。當有異物或臟東西時，要用清水進行清洗或擦洗，不可用易揮發、帶腐蝕的酸性等有機溶劑清洗或擦洗。

（3）氯丁橡膠襯里管線安裝主要為法蘭連接，安裝前注意法蘭處襯膠是否有損壞，以及擰緊法蘭力矩對襯膠壓縮值的影響，避免力矩過大，對襯膠有所破壞，壓縮值一般為15%～25%。

3.2 碳鋼管道內壁重防腐

3.2.1 表面預處理

（1）噴砂處理：是金屬表面涂裝防腐前的最佳選擇方法。噴砂后應達到除銹等級至少為GB/T8923.1Sa2.5級，表面粗糙度一般為35～70μm，需要用對比試塊進行比對。

（2）手工或機械除銹：當噴砂處理難以達到或管線到達現場安裝時，可用手工通過打磨的方式進行除銹，處理后的表面除銹等級應達到標準Sa2.5級別，徹底去除表面的氧化皮、銹蝕，并滿足粗糙度要求，粗糙度可以儀表或對比試塊進行檢驗[2]。

（3）噴砂處理和手工或機械除銹后用壓縮空氣、毛刷或抹布進行表面除塵。除塵使用的壓縮空氣、毛刷、抹布應無油、水和其他有害雜質。

3.2.2 組分配比及涂層厚度

WES20寸以上725-H45-ZF101重防腐涂料由甲組份為改性環氧樹脂，乙組份為固化劑，丙組份為精細粉料組成。在10～35℃其重量配合比如下：甲：乙：丙＝100：25～15：130。刮涂725-H45-ZF101每道厚度控制在400μm，共2層。

WES20寸及以下內壁重防腐用725-H45-ZF101G是一種雙組分環氧重防腐涂料，甲乙組分配合質量比7:1（或體積比3.4:1）。輥涂和刷涂每道控制在200μm，共4層。

涂料在配比時，要注意施工使用量及固化時間，一般控制在1小時內，同時固化劑的使用量且不可超過要求量，以免影響施工及使用的性能[3]。

3.2.3底漆涂層涂裝

在完成表面預處理檢查合格后，應盡快涂底漆，滿足第一道涂層涂裝間隔時間一般不應超過4小時，在海洋性露天環境下一般不超過2小時。每次刷涂、刮涂的搭接要均勻、平整，盡量一次成型，同時邊涂裝邊自檢、邊修整。在涂層即將表干時整體修整一次，防止流掛和漏涂、砂眼，針孔等缺陷，缺陷部位要及時修補，并用刮、鏟、磨等方式去掉涂層，重新刷涂、刮涂。使其涂層平整光滑。底涂層涂裝完成后，再次進行表面檢查和厚度測量，同時做好施工記錄。

噴涂時，為了保證漆膜厚度，同時也防止氣孔和漏涂缺陷產生，支管，邊、彎頭、三通、陰極保護處等部位先進行刷涂，再進行底漆的噴涂。

3.2.4 中間和面漆涂層涂裝

底漆涂層完全固化后，按照供應商提供的間隔時間大約1～7天內進行第二道涂層涂裝。進行中間層、面漆的涂裝。若再涂時間超過規定的時間要求時，必須采用合適砂紙對涂層表面打磨粗化處理，滿足層間附著力要求，方可進行涂層涂裝。面漆涂層涂裝采用刮涂方式涂裝重防腐涂料時，涂料配置及施工方法與底涂層涂裝相同。采用噴涂時，注意均勻操作，不要過厚，形成流掛現象。面涂層涂裝完成后，應進行表面檢查和厚度測量，同時做好施工記錄[4]。

3.2.5 涂層修補

涂層修補工作管道需要現場焊接焊縫，確保內部表面無焊渣、未焊透、氣孔等缺陷，涉及管道焊接工作全部完成，如接地塊，陰極保護部件，且無損檢測合格。未涂裝要在現場需要進行最后涂層涂裝的表面，施工時，盡快完成相關的無損檢測工作，縮短管道連接的距離，特別注意標高上升落差大的管道，保證足夠的開口空間，以方便操作及涂層修補。

修補前，清除破損區域，邊緣修補平整、圓滑過渡，搭接處應打毛，要保證金屬基材無油污、銹蝕和灰塵等，并滿足相應的附著力，注意查看支管、三通、彎頭、陰極保護套管位置。

修補時應按照底漆、中間和面漆涂層防腐施工工藝進行表面預處理，涂層修補施工，注意與周圍已完成涂層的搭接，且不小于100mm，涂層修補施工應使用原始涂層相同的涂料。如果損壞區域超過整個區域的20%，對損壞區域修補后，應對整個區域涂覆一道面漆，修補區域盡可能為矩形。

管段上陰極保護套管安裝完成后，需要檢查安裝處內壁涂層破損情況，若有破損，按要求進行補漆；涂層的道數和每層的厚度以及干漆膜總厚度應與原涂層相符。

4 質量驗收

4.1 涂層外觀檢查

涂層外觀應均勻、平整、光滑，涂層表面應無漏涂、流掛、起皺、凹陷、氣泡、裂紋、剝落、分層、龜裂等涂膜缺陷，修補邊緣應盡量整齊，涂層顏色與色卡要求的顏色相同。

檢查防腐層干性的標準：表干—用手輕觸不粘手，實干—用手指推不移動，固化—用手指甲重刻不留痕。

4.2 涂層厚度

按GB/T13452.2使用涂膜測厚儀進行涂膜厚度檢查。

每次取10個以上的測點，對復雜表面應增加測點數量，要求80%以上的測點的厚度達到或超過規定的涂膜厚度，余下的不到20%的測點的漆膜厚度應不低于規定漆膜總厚度的80%。

4.3 附著力

附著力測試一般以每1000m2檢測一次。施工時可直接在金屬基底上進行測試，如果施工困難時，可在試件或見證板上進行。主要采用拉開法，附著力應大于2.0MPa（金屬基底）。

5 缺陷原因分析研究以及解決措施

5.1 管理和人因因素分析

（1）安全技術交底落實不到位，易產生缺陷部位分析不全面、方案未明確作業要求。通過巡檢和見證時，發現現場技術人、施工人員對安裝要領掌握不透徹，施工的重點部位不了解，特別是老員工對新員工的傳承幫帶不足，間接導致施工的錯誤操作，導致作業人員不知道如何涂刷、是否涂刷，從而發生質量缺陷的產生。

（2）施工作業人員技能不足，思想麻痹松懈、質量意識不強。

（3）施工邏輯安排不合理，如：RT施工滯后導致施工人員進入管道內部區域較長，高低落差較大，有限空間作業難度加大，施工易出現疲勞。

解決措施：

（1）施工前做好技術交底、掌握施工方案內容，明確施工要領，操作說明和步驟。對施工作業人員可采取模擬試件進行施工，正式噴涂或涂刷時，分階段進行施工及油漆修補工作。

（2）施工作業人員加強培訓和實際操作，提高施工熟練程度，加強公司核安全文化的學習培訓。同時合理布置通風口、施工管道的長度，合理安排施工順序及RT窗口，避免長期在管道有限空間內作業而增加施工作業人員施工的難度；設計方面，增加法蘭連接型式連接，利于檢修、維護和目視檢查。

（3）施工作業時多關注重點區域部位，如支管，落差高處彎頭、三通、陰極保護處、部分接地塊處。

5.2 設計文件深度不夠、施工發現問題能力不足

5.2.1 重點部位陰極保護處內壁油漆破損

缺陷原因分析由于電極基座下法蘭孔（孔徑Φ40mm）內壁為金屬表面（圖紙未要求重防腐），與陰極保護套管外壁之間存在1mm間隙。海水進入管道內部后，電極基座下法蘭孔內壁金屬表面暴露在海水中，造成電極基座下法蘭孔內邊緣處銹蝕，經海水不斷沖刷，導致該處油漆破損。

解決措施：

（1）若陰極保護附近僅存在銹蝕問題（重防腐涂層未破損），只需使用砂紙對陰極保護附近的面漆進行打磨，滿足施涂面漆條件后重新涂裝一層面漆即可。

（2）若陰極保護附近存在重防腐破損現象，則需要使用磨光機對陰極保護附近涂層進行打磨（注意打磨過程中不要損傷陰極保護套），滿足施涂底漆、面漆條件后，按照油漆破損修補方案進行修補。

（3）設計單位在施工圖中明確電極基座下法蘭孔（孔徑Φ40mm）內壁與陰極保護套管外壁之間間隙的處理方式，防止海水滲透在間隙內。

5.2.2 重點部位部分接地塊處內壁油漆破損

主要由于接地塊焊接時，油漆受熱后損壞。

解決措施：

設計單位在WES系統管道三維制作圖中增加接地塊的焊口號信息。

改變施工邏輯，預制或者安裝在焊接完成后再進行內部重防腐處理。

5.3 設計不滿足檢修工作需要

在設計管道時，安裝焊接尺寸過長，法蘭連接數量過少，無法實現后期的檢修工作，同時增加安裝階段施工操作的復雜性。

解決措施：

增加法蘭連接數量，合理布局，最大化增加施工操作、檢查窗口，滿足日常安裝、維修工作的可達性，可操作性，便于缺陷定位。

6 結語

WES系統在調試和運行階段出現的油漆脫落問題，反映出設計、施工的疏忽和不足，同時也給施工及監理單位敲響了警鐘，事前需做好預判，合理安排施工邏輯，風險因素分析，事后做好全面檢查與控制，提高質量管理和控制水平。同時設計上需改變維修設計，減少管段長度和焊接連接，增加法蘭型式的連接，以達到檢修可達性、可操作性的目的。