鋼制供水管道內外防腐措施探究

郭曉輝，崔博文

（天津市華淼給排水研究設計院有限公司，天津 300190）

1 防腐涂料類別及技術要求

對在不同環境條件下運行的各種管道結構及設備采取相應的防腐蝕措施，可以基本解決管道及管件的長期保護與局部腐蝕的問題，從而達到延長管道及管件的使用壽命，確保管道結構及管件正常運行的目的。

1.1 防腐涂裝類別

防腐涂裝大致可以分為4 類［1］，即有機涂層（丙烯酸聚氨酯類、環氧類、醇酸類、氯化橡膠類、烯烴類、聚氨酯類及其他）、無機涂層（醇溶性無機富鋅、水性無機富鋅）、金屬涂層（噴鋅、噴鋁、噴鋅鋁合金、噴稀土鋁）和電化學保護。

1.2 技術要求

涂裝材料的技術要求，有以下9個方面。

（1）電性能。要求材料絕緣電阻高，絕緣性好。

（2）化學性能。要求材料化學性質穩定，不易變質失效。

（4）細密性。要求材料抗微生物侵蝕。

（5）抗陰極剝離性能好，能與電法保護長期配合使用。

（6）耐老化性。要求材料壽命長久。

（7）施工方法簡便，易施工、易修補。

（8）對生態環境無污染。

（9）經濟價廉，節省投資。

2 供水管道防腐方式對比分析

2.1 外防腐方式對比

埋地鋼質管道的外壁腐蝕主要是電化學腐蝕，一般可采用涂敷層包覆、電法保護或二者結合的防腐蝕方式［2］。具體涂料性能對比，詳見表1。

表1 鋼管外防腐涂料綜合性能對比

電法保護一般采用犧牲陽極法，涂敷層包覆主要有瀝青、環氧和聚丙烯（或聚乙烯）三大類。犧牲陽極保護法是利用電極電位較低的金屬作為陽極對被保護體（鋼管）施加負的陰極電位以防止被保護體的腐蝕。涂敷層包覆是利用在管道外壁包覆外防腐層以減少或阻斷腐蝕電流，減緩腐蝕的發生。涂敷層包覆材料主要有三大類，即瀝青類、環氧類和聚丙烯類，其中包括冷纏、熱敷、液體涂層等。

其次，在雙創教育師資團隊建設方面，學校應積極重視打造一支由學校骨干教師和企業專家組成的優秀創新創業導師隊伍。由于來自“學院派”的校內導師缺乏在企工作經歷和項目合作案例，導師隊伍結構中來自校外背景的人員應多些。校外導師的聘用途徑包括：一是從已畢業的往屆優秀校友中選擇一批擁有成功創業歷程和經驗的；二是與當地政府和創業產業園區合作，甄選出社會責任感強的、經營管理經驗豐富的企業專家。

2.2 內防腐方式對比

鋼質管道的內防腐一般采用涂敷保護層的方法進行處理，主要有無機涂層、有機涂層和固體熔結涂層三大類。具體涂料性能對比，詳見表2。

表2 鋼管內防腐涂料綜合性能對比

無機涂層主要是水泥砂漿內襯涂敷層。作為鋼管內防腐最常用方法之一，水泥砂漿內襯具有耐水流沖擊性能優良、防腐蝕效果好、施工簡便、造價低的特點，且對管道內壁表面的處理要求較低，因此在工程中應用較廣。有機涂層主要是液體環氧涂料涂敷層，包括環氧煤瀝青、環氧富鋅漆、環氧鈦白漆、環氧陶瓷等，特點是化學性質穩定、機械強度高、粘結力大、耐磨防腐效果好，但相對水泥砂漿內襯造價稍高，且對管道內壁表面的處理要求較高。固體熔結涂層主要是指熔結環氧粉末涂敷層，綜合性能良好、現場施工效率高、符合環保要求，其特點是耐水流沖擊性能優良、防腐蝕效果好、固化時間短、表面平整，但這種涂層厚度較薄，易損壞，現場補涂不方便，對管道內壁表面的處理要求更高［3］。

3 實例分析

3.1 工程簡介

某城區水廠原水由2條DN2200管道封閉供水。其中，A 線 1998 年施工，1999 年正式運行，至今已運行超過 20 a。B 線建于 1974 年，1978 年正式通水，至今已運行超過40 a；由于運行年代久遠，多次出現漏水，漏水點多出現在管道接口處，與此同時管線放氣閥、閘閥等處由于設施陳舊也有漏水現象，隨著水廠擴建工作的進行，供水量及供水壓力不斷上升，該管線將無法正常運行，屆時將對水廠供水帶來巨大安全隱患。本工程系該城區DN2200 原水管道重建工程，原設計為重力流輸水，設計最高運行壓力13.2 m，總長約11.8 km，其中主干管道材質為鋼管，長度約1.9 km。鋼制管材與其他材質管材相比主要優點如下。

（1）輕度高，韌性好。與其他管材相比，鋼管的強度最高，適用于覆土深、地面荷載大的地段。

（2）密封性好。與其他管材的承插式接口相比較，鋼管的焊接接口密封性最高，對地基不均勻沉降適應能力最強。

（3）適應性強。鋼管可以制作成各種折線型，且可以很方便地與各種閘閥連接。

（4）管壁相對較薄，具有重量輕、運輸方便的特點。

（5）事故搶修方便。使用期一旦發生漏水事故，鋼管搶修方法簡便，搶修時間最短。

本工程屬于大口徑輸水管，為城市供水生命線，一旦發生爆管事故，不僅給人民生活及工業生產帶來很大損失，而且管線周圍的建筑也會遭到破壞，因此不允許管線出現爆管，發生大量漏損事故。基于以上考慮，本工程管材確定為鋼管。

3.2 防腐措施確定

結合本工程輸水管道和管道附件結構等不同防腐蝕對象在不同環境條件下的腐蝕特點，在滿足不同環境條件和運行工況下防腐蝕保護年限的前提下，擬定了所應采用的防腐蝕涂裝材料、防腐蝕措施、涂裝工藝等技術要求。

3.2.1 外防腐措施

本工程擬建鋼管需在現狀鋼筋混凝土內穿管，通過以上比較，適宜本工程鋼管的外防腐涂層為玻璃鋼樹脂防腐涂層和聚氨酯涂層，考慮到防腐成本，本工程優先選擇玻璃鋼樹脂防腐涂層作為本工程管道的外防腐涂層。

玻璃鋼樹脂防腐涂層厚度不小于3 mm，鋼管除銹采用拋丸除銹，除銹質量等級標準按《涂覆涂料前鋼材表面處理表面清潔度的目視評定第1 部分：未涂覆過的鋼材表面和全面清除原有涂層后的鋼材表面的銹蝕等級和處理等級》（GB/T8923.1-2011）中Sa2.5級執行。防腐質量標準按《工業設備及管道防腐蝕工程施工規范》（GB50726-2011）執行。

3.2.2 內防腐措施

鋼管內防腐采用聚氨酯涂層（PU）作為內穿鋼管的內防腐材料，厚度不小于0.5 mm，施工及驗收嚴格按照《管道無溶劑聚氨酯涂料內外防腐層技術規范》（SY/T4106-2005）執行。管材內防腐材料應符合《生活飲用水輸配水設備及防護材料的安全性評價標準》（GB/T17219-1998）。

4 結語

供水管道防腐措施是供水管網安全正常運行的基礎，不同供水管道工程防腐方式選擇應以工程自身的實際特點和需求為根本，保證管道防腐措施的配套和統一，在此基礎上考量成本指標，以求實現質量與成本的有效平衡。