6第六章防腐层与绝热层的施工

金属腐蚀是很普遍、很严重的问题，据估计，全世界每年开采的金属，有1/3是由于腐蚀而消耗掉的。燃气管道腐蚀是由于内、外部介质的化学作用或电化学作用而引起金属管道的蚀穿、断裂，泄漏后达到一定条件会引起着火、爆炸，破坏正常供气，影响生产生活。管道的防腐至关重要，必须做好第1节防腐层涂料第2节防腐前钢管表面处理第3节埋地钢管防腐绝缘层施工第4节燃气管道绝热层施工涂层的基本性能包括涂料本身的性能、施工性能和保护性能。涂料的组成涂料的分类和命名常用涂料类别介绍涂料的选用2.1防腐钢材表面除锈质量等级标准2.2除锈2.1防腐前钢材表面除锈质量等级标准1．钢材表面原始锈蚀等级钢材表面原始锈蚀程度决定了除锈所需的工作量、时间和费用。在做表面处理时，应考虑到钢材表面上氧化皮、锈、孔蚀、旧涂层和污物的数量。根据钢材表面上氧化皮、锈和蚀坑的状态和数量，划分了锈蚀等级。目前世界上通用的瑞典标准SISO55900,将钢材表面原始锈蚀程度分成A、B、C、D四级。我国石油工业部标准涂装前钢材表面处理规范SYT0407-97（代替SYJ4007-86）也采用了这一标准。一般说，C级和D级钢材表面需要做较彻底表面处理。钢材表面原始锈蚀等级锈蚀等级锈蚀状况A级覆盖着完整的氧化皮或只有极少量锈的钢材表面B级部分氧化皮已松动，翘起或脱落，已有一定锈的钢材表面C级氧化皮大部分翘起或脱落，大量生锈，但用目测还看不到锈蚀的钢材表面D级氧化皮几乎全部翘起或脱落，大量生锈，目测时能见到孔蚀的钢材表面2．钢材表面除锈质量等级在钢材表面除锈质量等级标准上，国内外都趋向采用SISO55900。美国钢结构涂装委员会制定的《表面处理规范》中，在除锈的质量等级划分上也参照采用了SIS055900。我国石油工业部标准SYT0407-97（代替SYJ4007-86）规定的除锈质量等级标准上采用的也是该标准。质量等级质量标准手动工具除锈（St2级）用手工工具(铲刀，钢丝刷等)除掉钢表面上松动，翘起的氧化皮，疏松的锈，疏松的旧涂层及其他污物。可保留粘附在钢表面且不能被钝油灰刀剥掉的氧化皮，锈和旧涂层动力工具除锈(St3级)用动力工具（如动力旋转钢丝刷等）彻底地除掉钢表面上所有松动或翘起的氧化皮，疏松的锈，疏松的旧涂层和其他污物。可保留粘附在钢表面上且不能被钝油灰刀剥掉的氧化皮，锈和旧涂层清扫级喷射除锈(Sa1级)用喷(抛)射磨料的方式除去松动，翘起的氧化皮、疏松的锈，疏松的旧涂层及其他污物。清理后钢表面上几乎没有肉眼可见的油、油脂、灰土、松动的氧化皮，疏松的锈和疏松的旧涂层。允许在表面上留有牢固粘附着的氧化皮、锈和旧涂层钢材表面除锈质量等级（6级）质量等级质量标准工业级喷射除锈(Sa2级)用喷(抛)射磨料的方式除去大部分氧化皮、锈、旧涂层及其他污物。经清理后，钢表面上几乎没有肉眼可见的油、油脂和灰土。允许在表面上留有均匀分布的、牢固粘附着的氧化皮，锈和旧涂层，其总面积不得超过总除锈面积的1/3近白级喷射除锈（Sa2.5级)用喷(抛)射磨料的方式除去几乎所有的氧化皮，锈、旧涂层及其他污物。经清理后，钢表面上几乎没有肉眼可看见的油、油脂、灰土、氧化皮锈和旧涂层。允许在表面上留有均匀分布的氧化皮、斑点和锈迹，其总面积不得超过总除锈面积的5％白级喷射除锈(Sa3级)用喷(抛射)磨料的方法彻底地清除氧化皮，锈、旧涂层及其他污物。经清理后，钢表面上没有肉眼可见的油、油脂、灰土、氧化皮、锈和旧涂层，仅留有均匀分布的锈斑、氧化皮斑点或旧涂层斑点造成的轻微的痕迹续表2.2除锈为了使防腐绝缘层牢固地粘附在钢管表面，就必须仔细地清除管子表面的氧化皮、铁锈、油脂与污物。除锈的方法：工具除锈喷(抛)射除锈化学除锈2.2.1工具除锈除锈前清洗手工工具除锈动力机具除锈手提式动力工具电动除锈机固定工作式除锈机移动工作式除锈机1．除锈前清洗的方法：除锈前应用清洗的方法除掉可见的油、油脂、可溶的焊接残留物和盐类。清洗的方法：先刮掉附着在钢管表面上的浓厚的油或油脂，然后用抹布或刷子沾溶剂擦洗。最后一遍擦洗时，应用干净的刷子、抹布与溶剂。各种清洗方法的适用范围可参照表各种清洗方法的适用范围清洗方法适用范围注意事项溶剂（如工业汽油、溶剂汽油、过氯乙烯、三氯乙烯等）清洗除油、油脂、可溶污物和可溶涂层若需保留旧涂层，应使用对该涂层无损的溶剂，溶剂与抹布应经常更换碱清洗剂除掉可皂化的涂层、油、油脂和其他污物清洗后要充分清洗，并作钝化处理乳剂除油、油脂和其他污物清洗后应将残留物从钢表面上冲洗干净一般使用榔头、钢丝刷、砂布和废砂轮片等。先用榔头敲击钢表面的厚锈和焊接飞溅，然后用钢丝刷、铲刀、砂布等刮或打磨，直至露出金属光泽。这种方法劳动强度大，劳动环境差，效率低，质量差。2.手工工具除锈手提式动力工具由动力驱动的旋转式或冲击式除锈工具。常用手提式电动钢丝刷除锈工具。注意：如用冲击式工具除锈时，不应造成钢表面损伤；用旋转式工具除锈时，不应将钢表面磨得过光。旋转式工具除锈气动冲击式工具3.动力机具除锈大型电动除锈机固定工作式除锈机适用于Φ200-Φ1400mm管子除锈，这种除锈机每分钟可除锈800mm左右。一般钢管锈蚀，除锈小车走两遍即可。对于比较严重的锈蚀，除锈小车可走3～4次。①将钢管放托轮3、10上，开电动机1，通过主动托轮3旋转，管子随着转动。②启动除锈小车两台电机18，带动钢丝刷5高速旋转，并通过卷扬机15拖动除锈小车沿导轨13缓慢移动，即可从钢管一端除到另一端。③为防止钢管在除锈时产生纵向移动，两端用可转动的挡筒8挡住。固定工作式除锈机移动工作式除锈机将除锈机套在钢管上除锈的机具，每种管径就需要一种规格。除锈时，将除锈机套在钢管上后，开动刷环。刷环有前后两个，旋转方向相反，可避免管子倾斜，保持管子稳定。刷环中的钢丝刷用弹簧紧压在钢管表面上以后，再开动行走轮，则一面前进一面除锈。如果除锈不于净，可使整机倒退，重复除锈。这种除锈机行走速度可达300m/h左右。2.2.2喷(抛)射除锈此法能使管子表面变得粗糙而均匀，增强防腐层对金属表面的附着力。并且能将钢管表面凹处的锈污除掉，除锈速度快，故实际施工中应用较广。敞开式干喷射封闭式循环喷射喷(抛)射除锈用磨料1.敞开式干喷射用压缩空气通过喷嘴喷射清洁干燥的金属或非金属磨料。常用的敞开式喷砂方法是用压缩空气把干燥的石英砂通过喷枪嘴喷射到管子表面，靠砂子对钢管表面的撞击去掉锈污。喷砂流程图1-空气压缩机2-分离器3-砂堆4-喷嘴5-钢管6-压缩空气胶管7-吸砂管喷砂用的压缩空气的压力为0.35-0.5MPa，采用1-4mm的石英砂或1.2-1.5mm的铁砂。吸砂管的吸砂端完全插入砂堆时，要在末端锯一小口，使空气进入，便于吸砂；或者把吸砂端对着砂堆斜放，但不必锯小口。现场喷砂方向尽量与风向一致，喷嘴与钢管表面呈70度夹角，并距离管子表面约10-15cm。敞开式于喷射，污染环境，劳动强度大，效率不高，故不多用。有时用于钢板除锈。2.封闭式循环喷射采用封闭式循环磨料系统，用压缩空气通过喷嘴喷射金属或非金属磨料。将n个喷嘴套在钢管上，外套封闭罩，钢管由机械带动管子自转并在喷嘴中缓慢移动。开动压缩空气机喷砂，钢管一边前进，一边除锈。用此法除锈效率较高，应用广泛，多为自制设备。1-砂斗2-送砂机构3-抛砂装置4-电动机5-除锈箱6-送砂机构7-检查孔8-电动机9-传动机构10-出砂口11-斗式提升机12-回砂管13-砂子进出口砂子存储砂斗1，经送砂机构送入抛砂装置3。抛砂装置内有一叶轮经电动机4带动作高速旋转，靠离心力把砂子抛向位于除锈机箱5内的管段(管段由送管机构不断向前送进)。落至除锈箱底砂子，经出砂口10送至斗式提升机的底，经提升机11至高处储砂斗，便完成砂子流程的一个循环。循环抛砂除锈机3.喷(抛)射除锈用磨料1)金属磨料常用的金属磨料有铸钢丸、铸铁丸、铸钢砂、铸铁砂和钢丝段。这些磨料在硬度、化学成分、粒度和显微结构应符国家标准。2)非金属磨料非金属磨料(如石英砂、燧石等)和人造矿物磨料(如溶渣、炉渣等)。天然矿物磨料使用前必须净化，清除其中的盐类和杂质。人造矿物磨料必须清洁干净，不含夹渣、砂子、碎石、有机物和其他杂质。将管子完全或不完全浸入盛有酸溶液的槽中，钢管表面的铁锈便和酸溶液发生化学反应，生成溶于水的盐类。然后，将管子取出，置于碱性溶液中中和。再用水把管子表面洗刷干净，并烘干，立即涂底漆。酸洗槽用耐酸水泥砂浆和砖砌成，表面涂2mm厚的沥青保护层；也可以用混凝土浇筑而成。混凝土表面用耐酸砂浆砌一层釉面砖。2.2.3化学除锈酸洗速度决定于锈蚀程度、酸的种类、酸的浓度与温度。酸浓度大，酸洗速度快，但硫酸浓度过高易造成侵蚀过度现象。当浓度超过25％时，酸洗速度反而减慢。故实际使用硫酸浓度不应超过20%。温度升高可加快酸洗速度。实际操作中，酸溶液的浓度为5%-10%(按质量分数)，盐酸的温度不高于30-40℃，硫酸的温度不高于50-60℃。酸洗操作时，操作人员应戴好防护用品。酸洗后必须中和并用水清洗干净，否则将产生相反的效果。埋地钢燃气管道更容易受到土壤等介质的化学腐蚀和电化学腐蚀，一般油漆防腐涂料已不能满足使用要求。管道外包扎绝缘层可以将管道与作为电解质的土壤隔开，并增大管道与土壤间的电阻，从而减小腐蚀电流，达到防腐目的。3.1对绝缘防腐层的基本要求3.2绝缘防腐做法3.2.1石油沥青3.2.2环氧煤沥青3.2.3煤焦油磁漆3.2.4聚乙烯胶粘带防腐3.2.5聚乙烯“夹克”防腐层1．应有良好的电绝缘性，耐击穿电压强度不得低于电火花检测仪检测的电压标准。2．应有良好的防水性和化学稳定性。3．应有一定的机械强度。4．绝缘防腐层与管道应有良好的粘接性，保持连续完整。5．材料来源丰富，价格低廉，便于机械化施工。6．涂层应易于修补。3.1对绝缘防腐层的基本要求3.2绝缘防腐做法目前，国内外埋地钢管所采用的防腐绝缘层种类很多，可根据土壤的腐蚀性能决定防腐绝缘层等级，选用石油沥青、环氧煤沥青、煤焦油磁漆、聚乙烯防腐胶带、聚乙烯热塑涂层等防腐绝缘材料。3.2.1.1标准规范中华人民共和国石油天然气行业标准埋地钢质管道石油沥青防腐层技术标准SY/T0420-1997批准部门:中国石油天然气总公司批准日期:1997-12-28实施日期:1998-06-013.2.1石油沥青防腐绝缘层①石油沥青材料的选用应符合下列规定:管道输送介质温度不超过80℃时，应采用管道防腐石油沥青，管道防腐石油沥青的质量指标应符合表的规定。当管道输送介质温度低于51℃时，可采用10号建筑石油沥青，其质量指标应符合《建筑石油沥青》GB494的规定。管道防腐石油沥青质量指标项目质量指标试验方法针入度(250C,100g)(0.1mm)5～20GB/T4509--1984延度(250C)(cm)≥1GB/T4508-1984软化点(环球法)(℃)≥125GB/T4507-1984溶解度(苯)(%)99GB/T11148-1989闪点(开口)(℃)≥260GB/T267--1988水分痕迹GB/T260-1977含蜡量(%)≤7见本标准的附录AGB/T4509-1984石油沥青针入度测定法GB/T4508-1984石油沥青延度测定法GB/丁4507--1984石油沥青软化点测定法GB/T11148-1989石油沥青溶解度测定法GB/T267-1988石油产品闪点与燃点测定法(开口杯法)GB/T260-1977石油产品水分测定法针入度概念？P108②防腐绝缘层等级与结构根据土壤腐蚀性的强弱程度和燃气管道敷设地段的环境条件来选择防腐绝缘层、等级及相应结构。根据《埋地钢质管道石油沥青防腐层技术标准》SY/T0420-1997，绝缘层等级和结构如表所示。防腐等级普通级加强级特加强级总厚度(mm)≥4.0≥5.5≥7.0防腐层结构三油三布四油四布五油五布防腐层数1底漆一层底漆一层底漆一层2沥青厚≥1.5mm沥青厚≥1.5mm沥青厚≥1.5mm3玻璃布一层玻璃布一层玻璃布