污水钢管外侧防腐涂层与涂装工艺设计 |
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摘要：分析了污水钢管外侧的腐蚀因素，给出了防腐涂层配套方案的设计要求以及涂装施工的工艺条件。 关键词：污水钢管；涂层设计；涂装工艺 中图分类号：TQ630 文献标识码：A 文章编号：1009-1696（2008）06-0016-03 1 概况 本工程是嘉兴市污水管网连接线工程的一部分，其中开槽埋管系螺旋形焊接钢管。钢管外径等尺寸见表1。钢管每节长12m，在现场焊接后，开槽埋地。根据嘉兴市污水管网的实际情况分析，钢管有3项腐蚀因素。
1.1 土壤因素 钢管埋于土壤之中，而土壤是气相、液相和固相所构成的一个十分复杂的系统。影响土壤腐蚀的因素很多，对于嘉兴市污水管网埋管来说，主要有4个因素：（1）含水量：水分使土壤成为电解质，是造成电化学腐蚀的先决条件。该钢管虽处于设计地下水位以下，但地下水受季节性雨季影响较大，水位年变化幅度为0.5~1.0m，雨季时地下水接近地表。土壤含水量的变化，特别是处于干湿交替的土壤腐蚀性较强。（2）温度：土壤温度是通过影响土壤的物理化学性质来影响土壤的腐蚀性的。嘉兴地区冬季温度低，电阻率大，腐蚀轻，夏季土壤温度升高，电阻率低，不仅钢管腐蚀加快，而且温度的升高使微生物活跃，更促进了对钢管的腐蚀。（3）杂散电流：在嘉兴地区土壤中不可避免地存在着杂散电流。它是在土壤介质中的一种大小、方向都不固定的直流电流，来源于电焊机的接地、地下电缆漏电、电车、电气化铁路等，也会对埋地钢管产生腐蚀。（4）土壤的差异：土壤的质地不同，在物理、化学特性上有很大的差异，腐蚀性也不同。如腐植土、淤泥土、沼泽土的腐蚀性较强。特别当埋地钢管从土壤A通到另一种土壤B时，便形成了宏观腐蚀电池，它对埋地管道造成的腐蚀危害尤为严重。另外，处于钢管底部土壤比上部湿，透气性差，氧浓度底，土壤电位也就低，因而钢管底部腐蚀特别严重。 1.2 材质因素 埋地钢管由普通Q235碳素钢制成。其中铁是主要的元素，约占化学成分的98%或更高，含碳量一般为0.25%。钢铁中若含碳量增加，同时含有硫等杂质时，将明显加速其腐蚀速度，因此，普通碳素钢在土壤中本身的耐腐蚀性较差。Q235系热轧钢材，表面有氧化皮覆盖。氧化皮的主要成分为Fe3O4，在含微量盐的水中，它与钢铁的电极电位差达到0.20V，作为阳极的钢铁就会发生腐蚀；同样在涂装作业中，如不彻底清除氧化皮，也会引起钢管锈蚀。钢管表面状态与缺陷，如凹坑、气泡、裂纹、加上钢材内夹杂的不均匀物质，与土壤接触时形成的电位差，加速了钢管的腐蚀。 1.3 钢管制造工艺中的腐蚀因素 埋地螺旋钢管的制作与安装，均离不开电焊。焊缝附近的钢材受到热、焊接应力的作用，特别容易锈蚀；电焊时，落在钢材表面的“飞溅焊渣”会造成缝隙腐蚀；由于成分不同，焊缝材料与钢铁形成电隅腐蚀；这就是电焊缝周围特别容易锈蚀的原因。另外，不规范的涂装工艺，运输及安装时漆膜破损均会引起钢管锈蚀。 2 埋地管道外侧防腐涂层的设计 2.1 设计规范 国际标准：ISO12944-1998，钢结构防腐蚀涂料的腐蚀与防护；ISO4628-1~6，涂层使用寿命的判断。国家标准：GB/T8923-1988，涂装前钢材表面锈蚀等级与除锈等级；GB/T13288，涂装前钢材表面粗糙度的等级评定；GB/T50268-1997，给水排水管道工程施工及验收规范。行业标准：HG/T2884-97，环氧沥青防腐蚀涂装（分装）；SH3022-1999，石油化工设备和管道涂装防腐蚀；SY0007-1999，钢质管道及储罐防腐工程设计规范；SY/T0061-2004，埋地钢管外壁有机防腐层技术规范；SY/T5918-2004，埋地钢管外防腐层修复技术规范；SY/T0447-96，埋地钢管管道环氧煤沥青防腐层技术标准；JB/T2350，高压无气喷涂典型工艺。 2.2 涂层配套方案 嘉兴市污水管网中埋地钢管外侧采用环氧煤沥青防腐蚀涂层结构的特加强级，即四漆二布方案，具体见表2。
2.3 涂层设计使用寿命 嘉兴市联合污水处理有限责任公司规定埋地钢管外侧涂层使用寿命至少为15年，即达到ISO12944-5的高使用寿命等级。根据ISO4628-3标准，15年后埋地钢管外侧涂层的第一次维修应在Ri：3级进行，此时钢管锈蚀剥落的面积在1%左右。 2.4 对表面处理的要求 根据钢管厚度、涂层规定膜厚和环氧富锌底漆的要求，钢管管体必须经过机械除锈处理（抛丸或喷砂），钢材表面清洁度和粗糙度达到下列指标： （1）清洁度 达到GB8923-1988的Sa2.5级，该级别的文字定义为：非常彻底的喷射清理。在不放大的情况下进行观察时，表面应无可见的油脂和污垢，并且没有氧化皮、铁锈、旧涂层和异物，仅残留点状或条纹状轻微痕迹。 |
