預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管PCCP外防腐現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)分析與探討

宋亮?龍波?劉加雙

在PCCP管線設(shè)計(jì)時(shí)，必須要充分了解當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，根據(jù)不同土質(zhì)情況，相應(yīng)采取不同的防腐措施，并注意在防腐措施技術(shù)運(yùn)用的同時(shí)，掌握經(jīng)濟(jì)價(jià)值的合理性和可操作性。在鋪設(shè)施工環(huán)節(jié)中，能夠有效地把控質(zhì)量關(guān)，保證砂漿保護(hù)層和附著在砂漿保護(hù)層外的防腐介質(zhì)完好，一旦被破壞，等于鋼材喪失了堿性環(huán)境，直接導(dǎo)至管道的損壞。本文通過現(xiàn)場(chǎng)防腐材料實(shí)際生產(chǎn)檢測(cè)，為設(shè)計(jì)單位提供詳細(xì)防腐設(shè)計(jì)的技術(shù)依據(jù)，用科學(xué)的方法來推動(dòng)PCCP行業(yè)的健康發(fā)展。

一、試驗(yàn)依據(jù)

在新疆地區(qū)采用的預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管輸水項(xiàng)目的某工程中，如何合理的選用防腐工藝至關(guān)重要，根據(jù)地質(zhì)腐蝕性的報(bào)告，我們考慮了四種方式施工工藝的防腐制作，即：1）直接在管子砂漿保護(hù)層外進(jìn)行六油二布工藝防腐（管子編號(hào)：DN3200-1.2/4-46 ）；2）將管子砂漿保護(hù)層刮平后進(jìn)行六油二布工藝防腐（管子編號(hào)：DN3200-1.2/4-28）3）采用三油干膜厚≥300μm防腐（管子編號(hào)：DN3000-0.6/4-1）；4）將管子砂漿保護(hù)層刮平噴涂環(huán)氧煤瀝青后，測(cè)試附著力，取得后續(xù)如何進(jìn)行防腐的有效數(shù)據(jù)（管子編號(hào)：DN3200-1.2/4-28）。

二、檢測(cè)數(shù)據(jù)

1.根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，對(duì)四種施工工藝進(jìn)行了附著力、漆膜厚度、電阻率和目測(cè)檢測(cè)，現(xiàn)將檢測(cè)數(shù)據(jù)整理如下：

1.1直接在管子砂漿保護(hù)層外六油二布工藝防腐和將管子砂漿保護(hù)層刮平后六油二工藝防腐后進(jìn)行附著力檢測(cè)， 根據(jù)招標(biāo)文件要求的采用美國ASTM D4541-02檢測(cè)方法對(duì)二種纏繞玻璃絲布噴涂方法進(jìn)行檢測(cè)。

1.2二種纏繞玻璃絲布噴涂方法檢測(cè)結(jié)果直接拉脫，無法按照招標(biāo)文件的要求檢測(cè)附著力，空鼓地方多，玻璃絲布過密二層粘接不勞固。

2、對(duì)采用三油干膜厚≥300μm防腐的管子進(jìn)行附著力、厚度和電阻率檢測(cè)

采用中國GB/T5210-2006檢測(cè)方法對(duì)三油干膜厚≥300μm防腐的管子進(jìn)行檢測(cè)。

采用美國ASTM D4541-02對(duì)三油干膜厚≥300μm防腐的管子進(jìn)行檢測(cè)二種方法對(duì)比，檢測(cè)結(jié)果相同。

對(duì)三油干膜厚≥300μm防腐的管子進(jìn)行漆膜厚度檢測(cè)。采用中國GB/T1410檢測(cè)方法對(duì)三油干膜厚≥300μm防腐的管子進(jìn)行體積電阻率檢測(cè)。（見圖1）

三、綜合分析

1、理論依據(jù)；預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（簡(jiǎn)稱PCCP）的水泥砂漿保護(hù)層對(duì)管材的防腐起到極為關(guān)鍵的作用，其防腐機(jī)理比埋地鋼管要復(fù)雜的多。水泥砂漿保護(hù)層通過兩個(gè)重要的防腐機(jī)理來保護(hù)PCCP中的預(yù)應(yīng)力鋼絲，一是屏障保護(hù)外殼，另一個(gè)是通過電化學(xué)反應(yīng)使鋼材鈍化。

鈍化是在鋼材表面生成具有致密結(jié)構(gòu)的水化氧化物薄膜（n-Fe2O3-mH2O），它是一種致密、穩(wěn)定的共格結(jié)構(gòu)，并緊密地覆蓋在金屬的表面，水和氧氣不能滲透過去，使金屬的表面轉(zhuǎn)化為不易被氧化的狀態(tài)。

2、實(shí)踐證明；通過大量的工程實(shí)踐證明，砂漿保護(hù)層是PCCP管最重要的防腐屏障，水泥砂漿保護(hù)層確實(shí)對(duì)PCCP內(nèi)鋼材的防腐蝕起到關(guān)鍵作用，只要鋼材保持在堿性環(huán)境中，并且游離氧不存在，即使在很高的氯離子環(huán)境中鋼材的腐蝕也不易發(fā)生。

3、防腐難度；六油二布防腐在PCCP應(yīng)用中沒有相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在國際上也沒有可以借鑒的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，只能參考鋼管制做的方法進(jìn)行，對(duì)玻璃絲布纏繞的松緊、搭接等無法掌控，從檢測(cè)結(jié)果看，明顯二張皮的狀態(tài)，形成空鼓。

4、刮平風(fēng)險(xiǎn)；為了期望對(duì)六油二布防腐達(dá)到玻璃絲布好纏的愿望，對(duì)外砂漿保護(hù)層進(jìn)行刮平是不合理的，根據(jù)理論和實(shí)踐分析，砂漿保護(hù)層刮平后，造成砂漿保護(hù)層的擾動(dòng)，密實(shí)度大大降低，不能夠有效地對(duì)預(yù)應(yīng)力鋼絲進(jìn)行保護(hù)，在附著力檢測(cè)中砂漿保護(hù)層強(qiáng)度只有1.2MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于2.0MPa標(biāo)準(zhǔn)要求，用目測(cè)可觀察明顯看到凹坑、劃痕增多，在噴涂環(huán)氧煤瀝青后，與未刮平的環(huán)氧煤瀝青噴涂相比有明顯的差異，在表面張力作用下，凹坑內(nèi)未噴進(jìn)環(huán)氧煤瀝青，對(duì)工程存在著極大的風(fēng)險(xiǎn)因素。

5、施工難度；玻璃布防腐工藝對(duì)管子存儲(chǔ)及施工安裝存在著極大的隱患，首先砂漿保護(hù)層外表面纏繞玻璃布后，經(jīng)上述檢測(cè)論證，無論刮平與否，均存在空鼓現(xiàn)象，空鼓面積不會(huì)低于50%。這樣，在管道存儲(chǔ)、吊裝時(shí)很容易被破壞。同時(shí)管道在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，也因避免不了與溝槽墊層摩擦，造成玻璃絲布防腐層破壞，產(chǎn)生脫落、搭接分離等現(xiàn)象。玻璃布損壞后，修補(bǔ)效果很難得到保證，由此帶來外部腐蝕介質(zhì)會(huì)輕易進(jìn)入第一層環(huán)氧煤瀝青防腐與玻璃絲布夾層中，導(dǎo)至防腐能力的降低。

四、合理建議

通過現(xiàn)場(chǎng)全方位的對(duì)四種防腐制做施工工藝進(jìn)行檢測(cè)和綜合分析，我們建議設(shè)計(jì)單位，在PCCP上采用六油二布工藝防腐是不可取的，而增加環(huán)氧煤瀝青厚度（干膜厚≥800μm），同時(shí)加上陰極保護(hù)來實(shí)現(xiàn)特殊地段的防腐，完全能夠滿足當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)環(huán)境的要求。endprint