压力钢管的防腐技术

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摘   要：三峡工程地处南温带和亚热带过渡地带，属湿热带气候。三峡发电机组压力钢管直径大（?12.4 m），距离长（122.175 m），落差大（60 m），钢管中水的流速高（8 m/s），会对管壁内油漆产生腐蚀与磨损，腐蚀后维修难、费用高。因此，应慎重选择压力钢管防腐材料。三峡右岸电站压力钢管首次使用了无溶剂超强厚浆型环氧耐磨漆，以提高压力钢管的使用寿命，减少钢管内壁的防腐维修次数，提高机组的安全运行效率。 
    关键词：压力钢管； 防腐材料； 选用； 施工 

    三峡工程左岸电站压力钢管防腐采用的是厚浆型环氧沥青漆，涂装厚度450 μm，施工时段1998-2003年。1998年国内的无溶剂超强耐磨漆环氧漆尚在试验阶段，后在船舶业的淡水舱、压载舱取得成功。无溶剂超强耐磨环氧漆具有无溶剂挥发（环保）、耐磨、耐腐蚀等诸多优点，适合压力钢管的防腐；所以三峡右岸电站压力钢管选用了无溶剂超强耐磨环氧漆，涂装厚度800 μm。 
    1、涂料技术指标 
    1.1 涂料组成 
    由特种环氧树脂，着色材料，耐磨填充料，增调剂和助剂配制而成，并用弹性聚酰胺树脂为固化剂的交固体二罐装。 
    1.2涂料主要特性
    没有挥发性溶剂，具有优异的耐水性和防锈性，良好的抗化学品性能和耐油性，良好的附着力，耐冲击性、耐磨性（表1）。无气喷涂一道，干漆膜厚度可达到600 μm左右。 
    1.3涂料物理参数 
    漆面：半光； 
    颜色：灰色；
    体积固体含量：100％； 
    理论涂布率：1 m2/1.1 kg（以800 μm干膜计）； 
    耐温：最大（干燥）140℃； 
    闪点：＞100℃； 
    比重：1.3 kg/L； 
    指触干：约24 h（环境温度20℃左右）； 
    完全固化：7 d（环境温度20℃左右）。 
    2 、施工要求 
    2.1表面处理
    表面处理采用喷丸除锈。压力钢管内壁表面清洁度达到Sa2.5级以上标准，表面粗糙度达到Ry40～70 μm。磨粒粒径0.5～1.5 mm。 
    2.2喷涂技术要求 
    （1）压力钢管内壁预处理后，应尽快实施喷涂施工，一般应在6 h内喷涂。晴天和正常天气条件下，最长不得超过10 h，压力钢管内壁表面处理后不得用手触摸，不得污染。 
    （2）喷涂施工环境应高于5℃，压力钢管内壁表面高于露点3℃以上，相对湿度小于85％。 
    （3）无溶剂超强耐磨漆环氧漆使用要求： 
    ① 混合比例：基料H542/固化剂G542＝4/1（体积比）； 
    ② 稀释剂：不必稀释； 
    ③ 混合使用时间：约1 h； 
    ④漆膜厚度：湿膜600μm（第一道），湿膜450μm（第二道）； 
    ⑤重涂间隔：24 h（环境温度20℃左右）。 
    2.3喷涂设备选用 
    采用GPQ6C型无气喷涂机，喷嘴030B30型。主要技术参数如下： 
    ①外形尺寸520mm×430mm×670mm；质量45 kg；压力比65∶1；涂料排量25 L/min；进气压力0.3～0.6 MPa；空气消耗量300～2500 L/min。 
    ②030B30型喷嘴：流量3 L/min；喷嘴前30 cm处雾幅宽度30 cm。 
    3、喷涂施工 
    油漆开桶后要分别对基料H542和固化剂G542进行充分搅拌，使沉淀混合均匀。再按照4∶1的比例进行配比，充分搅拌，待油漆反应1 h后进行喷涂。 
    喷涂时应以手带动喷枪移动，做到“手到枪到、枪随手动”，最忌手不动，仅以喷枪的摆动进行喷涂，移动幅度以0.5～0.8 m为宜。喷涂距离0.3～0.5 m为宜，若喷涂距离过小，涂层形成高温在降至常温时，涂层收缩应力增大，会引起涂层破裂，翘皮和脱落；喷距过大，所形成的喷涂层结构疏松（俗称桔子皮现象），表面大量针孔现象，钢管内壁油漆结合力下降、耐腐蚀能力下降。 
    喷涂时喷枪应与钢管内壁垂直，否则很难保证油漆涂层均匀（厚800 μm）。如果喷涂工操作不当，不仅会浪费大量油漆，而且局部厚度过厚将产生流挂现象，因此，要求喷涂工人必须具备熟练操作技术，同时须给喷涂工人创造好的操作条件。压力钢管一般高4 m，可先制作一高2.3 m左右的活动台车以备喷涂工人操作用。喷涂时采用从上到下，从左到右有次序方式进行喷涂，使油漆光滑平整、厚度均匀。 
    涂装过程中操作人员应随时用湿膜测厚仪测定湿膜厚度，以控制漆膜厚度及油漆厚度的均匀性。 
    4、油漆用量测算 
    根据大面积喷涂后对压力钢管油漆用量进行测算，1 m2油漆用量1.35 kg左右，基本同厂家油漆说明书吻合。计算结果如下： 
    理论用漆量 Q1＝F（1 m2）×干漆膜厚（0.8 mm）×容重（1.3 kg/L）×1.07（干湿比）＝1.11 kg 
    实际油漆用量Q2＝Q1×1.2（损耗＋不均匀涂布影响）＝1.33 kg 
    5、涂装质量检验 
    无溶剂超强耐磨环氧漆完全固化后，须按规范SL105、GB9286对内部质量及外部质量进行检测，面漆颜色应符合BG51001漆膜颜色标准的要求。按上述要求编制、填写质量检测记录表。 
    内部质量：涂层厚度达到厚度要求的点数要大于或等于检测点数的85%（1 m2范围不少于3个点）；未达到厚度的检测点，其厚度也要大于或等于800μm×85%=680μm；附着力采用划夹角60°的两切割线，胶带粘撕无剥落；涂层内不允许有针孔。 
    外部质量：涂层不允许有漏涂、鼓泡、裂纹、皱纹、流挂等现象；油漆表面颜色要均匀。 
    压力钢管采用无溶剂超强耐磨环氧漆涂装施工过程中应加强控制压力钢管的表面处理质量和涂装工艺质量，使压力钢管涂装的无溶剂超强耐磨环氧漆在保护年限20年内不被损坏。 
    三峡工程的压力钢管防腐刚刚开始，是否能真正满足防腐设计要求所规定的年限以及涂装质量，只有通过工程实践和水下运行才能做结论