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管道接口保溫防腐防水一體化技術(shù)

時(shí)間：2022-05-07 08:52:26

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一、技術(shù)背景

我們知道，保溫管道的優(yōu)劣是決定整個(gè)管網(wǎng)系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵，隨著科技不斷進(jìn)步，聚氨酯保溫管道技術(shù)日臻成熟和完善。目前，我國(guó)絕大多數(shù)聚氨酯保溫管道均采用塑（PE）套鋼結(jié)構(gòu)，采用內(nèi)部填充聚氨酯泡沫的方法進(jìn)行保溫。

然而，在實(shí)際應(yīng)用中塑套鋼管道在接口處破裂的情況頻頻發(fā)生，其使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，由此帶來(lái)的后果是，管網(wǎng)跑、冒、滴、漏，不能正常運(yùn)行，給企業(yè)和用戶帶來(lái)?yè)p失，甚至引發(fā)社會(huì)不良影響。

二、原因分析

（一）聚氨酯泡沫游離釋酸及水解

預(yù)制保溫管在儲(chǔ)存、運(yùn)輸、施工時(shí)磕碰易造成保溫層泡沫開裂滲水，且在現(xiàn)有技術(shù)下管網(wǎng)運(yùn)行中補(bǔ)口PE外護(hù)易開裂，導(dǎo)致水進(jìn)入保溫層，聚氨酯泡沫水解產(chǎn)生釋放游離酸，在保溫前未對(duì)鋼管做防腐處理的情況下，鋼管極易被腐蝕爆管。

（二）焊縫處晶間腐蝕

焊接時(shí)由于不均勻加熱和冷卻，造成熱影響區(qū)組織和性能的不均勻性，特別是過熱區(qū)晶粒變大，腐蝕會(huì)沿著晶粒邊界腐蝕出一條窄縫，使晶粒間的結(jié)合力大大削弱，腐蝕量雖然很小，但強(qiáng)度下降很大，這便是焊縫處的晶間腐蝕。

（三）彎頭處應(yīng)力腐蝕

彎頭處存在較強(qiáng)的應(yīng)力腐蝕，在拉應(yīng)力作用下，金屬在腐蝕介質(zhì)中引起破壞。應(yīng)力腐蝕一般認(rèn)為有陽(yáng)極溶解和氫致開裂兩種。常見應(yīng)力腐蝕的機(jī)理是：在應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)作用下，表面的氧化膜被腐蝕而受到破壞,破壞的表面和未破壞的表面分別形成陽(yáng)極和陰極,陽(yáng)極處的金屬成為離子而被溶解，產(chǎn)生電流流向陰極。由于陽(yáng)極面積比陰極的小得多，陽(yáng)極的電流密度很大，進(jìn)一步腐蝕已破壞的表面。加上拉應(yīng)力的作用，破壞處逐漸形成裂紋，裂紋隨時(shí)間逐漸擴(kuò)展直到斷裂。這種裂紋不僅可以沿著金屬晶粒邊界發(fā)展，而且還能穿過晶粒發(fā)展。

（四）現(xiàn)有工藝缺陷

目前，石油、熱力等行業(yè)中從本質(zhì)上解決管道腐蝕漏水的有效技術(shù)尚未成熟，采用較多的工藝為電熱熔套或熱縮套進(jìn)行的防腐防滲處理，在一段時(shí)間后，電熱熔套或熱縮套易開裂，水滲入造成管體腐蝕。主要原因有：一是塑套鋼的PE外護(hù)材料為難粘材料， PE表面存在弱邊界層，其呈現(xiàn)化學(xué)惰性，使得熱熔膠與PE難以粘接；二是PE外護(hù)管失圓，熔接時(shí)嵌合度不足，又長(zhǎng)期受剪切力作用易開裂，引起更大規(guī)模的滲水。

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三、解決方案

管道接口保溫防腐防水一體化技術(shù)

塑套鋼保溫管道接口保溫防腐防滲一體化技術(shù)是根據(jù)管網(wǎng)中不同運(yùn)行條件下的管段進(jìn)行的加強(qiáng)型保溫防腐防滲處理，達(dá)到管網(wǎng)使用壽命統(tǒng)一和本質(zhì)安全。該技術(shù)通過多重防護(hù)對(duì)管道薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行了加強(qiáng)，徹底解決管道補(bǔ)口等薄弱處PE外護(hù)破裂，水汽滲入造成的管體腐蝕。該技術(shù)涉及的材料有自主研發(fā)的強(qiáng)滲透性NR-7氟硅防腐涂料、聚酯布等。

技術(shù)工藝：

（一）工作鋼管外壁除銹后，用NR-7氟硅防腐涂料添加5～8%磷酸鋅（與余銹反應(yīng)轉(zhuǎn)換形成絡(luò)合物鈍化層）徹底攪拌均勻涂刷或者噴涂到鋼管表面，纏繞二層聚酯布中間涂刷氟硅防腐涂料（形成二布五油防腐結(jié)構(gòu)），然后在接口保溫層端面涂刷NR-7達(dá)到防水密封作用，待表干后，就可以進(jìn)入補(bǔ)口保溫工藝。

（二）如果穿越海河或者頂管工藝需要加強(qiáng)防腐要求可參考：
在以上工藝基礎(chǔ)上，用氟硅防腐涂料+碳纖維纏繞帶（纏繞二層五油）后纏繞熱收縮帶加以保護(hù)，此工藝已經(jīng)在國(guó)內(nèi)多地電廠穿越海河工程中應(yīng)用，達(dá)到甲方各項(xiàng)技術(shù)要求，各項(xiàng)性能指標(biāo)均超過3PE防腐效果，同時(shí)可應(yīng)用于蒸汽管外護(hù)管防腐及天然氣管道防腐補(bǔ)口，此技術(shù)將參加2022年廊坊國(guó)際管道展。

（三）NR-7氟硅防腐涂料可有效替代保溫管防水帽。防水帽在使用中工藝較為復(fù)雜，施工現(xiàn)場(chǎng)操作不便。管道在預(yù)制保溫完成后，采用NR-7氟硅防腐涂料噴刷到保溫管端口處，起到密封防水效果，施工時(shí)無(wú)需再次進(jìn)行處理，可直接進(jìn)行保溫補(bǔ)口，減少施工工序，縮短工期。

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