耐高温内防腐热力管道性能研究

发表时间:2020/7/1   来源:《城镇建设》2020年3月第8期   作者:范学顺
[导读] 我国经济建设自改革开放发展至今已经取得了非常不错的成就和成果
        摘要:我国经济建设自改革开放发展至今已经取得了非常不错的成就和成果。针对服役温度达到100℃以上的热力管道腐蚀问题,研究了管道运行工况和腐蚀机理,在此基础上采用一种新型的耐高温涂料,开发出一种耐高温内防腐热力管道,并对其防腐层附着力、耐化学腐蚀性、耐高温高压等性能进行了对比试验。
        关键词:耐高温内防腐;热力管道性能
        引言
        随着我国经济建设的快速发展,我国各行业发展非常迅速,使得我国快速进入现代化发展阶段。随着我国城市建设的发展、环保和节能要求的增加,城市集中供热和热力管道越来越受人们重视,但随着热力管道服役时间的推移,管道腐蚀失效特别是内壁腐蚀失效问题日益严重,其腐蚀控制已经非常紧迫。
        1热力管道保温以及防腐
        热力管道施工作业拥有非常强的系统性,而且整个施工工艺相对复杂,整个施工阶段不同工种之间会存在较多的交叉作业。要想确保热力管道的保温性能可以达到预设目标,最为重要的是采用适宜的保温材料,并通过科学的施工技术完成保温施工作业。现阶段,我国热力管道的保温材料多是采用聚氨酯泡沫材料,热力管道的防腐材料多是应用聚乙烯夹克或者是应用沥青玻璃布材料。热力管道保温与防腐结构通常都会包含有不同的覆盖层,不同的覆盖层自内部向外部是防腐覆盖层、保温覆盖层以及防护覆盖层。在各层结构之中,防腐层结构是和热力管道存在直接性接触的,防腐覆盖层结构的具体厚度值应当按照设计以及具体使用要求进行确定,一般要求不能小于80μm。保温层结构属于中间层结构,保温层的具体厚度确定时,应当按照所使用材料的性能以及经济性原则,一般要求保温层厚度要超过2.5cm。
        2热力管道腐蚀形貌和特征
        供暖期结束后管道内壁表面腐蚀,钢管内壁表面主要存在大量铁锈腐蚀产物,部分区域腐蚀层已被冲刷掉,露出钢管基材,管道内壁粗糙凹凸不平,锈蚀层厚度高达1.5~2mm。热水管道内壁腐蚀复杂,受水及许多污垢杂质的冲刷腐蚀,受氧化等多元化腐蚀。水温也是管网腐蚀的重要因素,温度越高,腐蚀的速率越快,一般情况下,温度每提高10℃,腐蚀速度加快1倍。水温的变化不仅改变了反应活化能,也影响了管道内壁水的含氧量。温度相同,随着溶解氧升高,碳钢腐蚀速率极速增长;溶解氧相同,随着温度升高,碳钢腐蚀速率线性增长。在供暖期,钢管内充满水,软化水的含氧量受控,在一定的高温和温度差下,管道内壁主要遭受介质冲刷腐蚀和钢管基材引起的电化学腐蚀;在非供暖期,管内直接与大气接触,管道内壁氧浓度大,接触范围广,腐蚀速率加快,比供暖期进一步增加,因为管道停用期的流动氧使钢管内壁水膜、水滴下存在大量活跃的腐蚀电池反应。
        3耐高温内防腐热力管道性能
        1.附着力及弯曲试验,有机涂层的起泡、脱落以及腐蚀均起因于涂层湿附着力的破坏,为了提高涂层与基材的湿附着力,在配方中加入了环氧硅烷偶联剂和磷酸脂偶联剂附着力促进剂。多种不同配方的原料挂片经过一个热力管道供暖期后,依据GB/T5210—2006要求,采用拉拔法测量附着力,所有配方试样与基材均有很高的附着力,所有试样附着力测试结果为8.2~16.9MPa,远高于美国水工协会标准5.5MPa要求,表明涂层与基材有较高的结合力。采用SY/T0315—2003标准要求,对所有配方试样在常温下进行1.5°弯曲试验,所有试样弯曲部位均无任何裂纹和掉落。表明涂层具有良好的力学性能。2.耐化学品试验,热力管道水环境具有复杂多样性,对优选附着力高的涂料配方挂片进行耐化学品浸泡试验。依据GB/T9274—1988要求,耐酸性试验的浸泡溶液为10%H2SO4,耐碱性试验浸泡溶液为10%NaOH,耐盐性试验浸泡溶液为3%NaCl,耐酸、耐碱、耐盐试验分别在25℃下均浸泡720h。观察试验浸泡后的试样形貌,可见所有涂层均未起泡、脱落,试样表面光亮,表明这种耐高温内防腐涂料具有一定的耐酸、耐碱及耐盐能力。在35℃盐雾箱中,配置好5%NaCl溶液,经过1000h动态盐雾喷冲后,涂层表面略失光泽,但是所有涂层均无鼓泡、开裂和脱落。

为了进一步检验涂层在NaCl溶液中耐蚀性,对涂层挂片表面划格后,进行了1000h的盐雾试验,划格区周边也未见起边、开裂及锈蚀等缺陷。
        4防腐保温技术应用过程中的注意事项
        4.1防腐方面
        在防腐工作进行前,首先应当对管道的锈蚀进行清理,防止生锈的表面对工作造成影响,同时也能使材料更好的附着,从而对管道的持久力进行提高,同时也能保证防腐工作的有效进行。说到防腐的进行我们就不得不提到材料的选择,选择具有合格证的产品,排除低质劣等产品。防腐工作对于温湿度要求很高,在使用合格产品的同时也需要我们对管道进行擦拭,使材料能够更好的粘附于表面。禁止在不良天气进行防腐工作。防腐工作进行后应该对物体表面而进行覆盖,避免空气进行氧化或表面涂层受到破坏防止其他因素的影响。常用的保温材料主要有硅酸铝耐火纤维毯、复合氧化铝毯、梳形砖、岩棉制品(岩棉板、岩棉毡、管壳等)等,保温材料的仓储要做到通风,预防潮湿、大风等恶劣天气。
        4.2暖通工程管道保温实施
        第一,暖通管道保温准备。工程技术人员首先要对施工资料进行认真分析,充分把握整体和细节的质量要求,通过图纸审核保证施工难点、要点,出现技术性问题时要和质量管理人员进行沟通,同时也可学习其他施工技术中的经验,从根源上提升质量。也要认真总结自身施工技术,学习新型管道保温技术,提升自身技能,避免因为操作不当造成保温质量降低。第二,针对管道保温实施材料质量管理。主要方式为材料的采购、储存、使用环节的全程管理。主要为对产品型号、合格证、参数予以审核,对不符合质量管理的标准、设计方案的则禁止进入施工场地。对所有施工使用材料进行精细化管理,依照组织方案、施工规范进行保温材料使员工,避免出现保温材料的错用和混用。也可设立精细化管理部分,主要负责材料的购入以及质量分析,使用发放,避免出现滥用、错用。第三,构建保温施工质量系统。施工中依据工作规范,工程管理者要指派施工监督人员、工艺人员进行施工过程监督,所有监督和工艺员均要有长期的工作经验以及良好的现场管理能力。在进行监督过程中也要进行施工指导,规范施工人员操作规范,通过此种方式主要为降低由于人为原因造成的质量问题和安全问题。
        结语
        耐高温内防腐涂料主要以改性耐高温树脂为主要成膜基料,加入耐热颜填料、特种添加剂等制备,具有良好的附着力、优异的耐化学品、耐水煮、耐冷热冲击和耐湿态高温高压等性能。
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