常見問題
管道防腐涂層防腐性能優(yōu)化研究
更新時(shí)間??2021-11-15 07:07 閱讀
管道運(yùn)輸自十九世紀(jì)六十年代以來(lái)被運(yùn)用愈加廣泛，是石油、天 然氣、化工原料等運(yùn)輸方面的不可缺少的方式之一。然而在管道運(yùn)輸 業(yè)高速發(fā)展的同時(shí)也給管道維護(hù)、管理以及施工、設(shè)計(jì)等種種工作都 帶來(lái)了更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。這其中就包括管道防腐涂層的處理。只有保 證管道自身的完好才能保證管道能夠正常安全的運(yùn)行，同時(shí)也能減少 管道泄漏事故的發(fā)生。本文著重對(duì)管道防腐涂層防腐性能加以研究， 旨在提高涂層的防腐能力，提高管道的使用壽命，從而保證管道能夠 安全運(yùn)行。
1.環(huán)氧涂層概述 成膜物質(zhì)性能的好壞從根本上決定了涂料的基本性能。環(huán)氧涂層 主要有環(huán)氧樹脂構(gòu)成，由于環(huán)氧樹脂具有良好的附著力、收縮率也較 低，；環(huán)氧樹脂也不易被水、弱酸、堿等溶劑腐蝕和滲透；同時(shí)環(huán)氧樹 脂的固化劑也比較多。這種種優(yōu)點(diǎn)都使得環(huán)氧樹脂構(gòu)成的成膜能夠廣 泛的適用于各種施工條件。環(huán)氧樹脂在其他方面也有著優(yōu)越的性能， 比如，能夠和其他各類樹脂、溶劑進(jìn)行溶合，從而構(gòu)成性能更為優(yōu)越 的防腐涂層?？梢哉f在防腐涂料這一領(lǐng)域中環(huán)氧樹脂的地位是極為重 要的。 針對(duì)管道環(huán)氧涂層的陰極剝離性能來(lái)說，影響其的因素主要有兩 個(gè)：首先，環(huán)氧涂層自身性能的好壞，可以說其耐陰極剝離性能從根 本上決定著環(huán)氧涂層抗陰極剝離的性能。其次，就是管道所處的環(huán)境 也對(duì)其抗陰極性能有這不可或缺的影響因素。
2.涂層類型影響陰極剝離性能 科學(xué)研究表明，防腐涂料的基本性能主要決定于成膜物，所以研 究環(huán)氧涂料的性能可以說就是在看其環(huán)氧樹脂的好壞。環(huán)氧樹脂分子 中由于含有大量的羥基等極性基團(tuán)，這就大大加強(qiáng)金屬的粘合力。在 選取環(huán)氧涂料的過程中，可以參考一下兩點(diǎn)結(jié)論： 2.1 在構(gòu)成環(huán)氧涂料的成膜物中，添加一定量的酚醛樹脂可以使環(huán) 氧涂層在高溫環(huán)境下的抗陰極剝離性能大為加強(qiáng)。將酚醛樹脂與雙酚 環(huán)氧樹脂相對(duì)比，不難看出，酚醛樹脂具有分子量小、交聯(lián)密度大能 特點(diǎn)，所以適當(dāng)?shù)募尤敕尤渲厝荒軐?dǎo)致防腐涂層的抗熱性大大改 善，同時(shí)也會(huì)使環(huán)氧涂料擁有較高的硬度和抗化學(xué)腐蝕性。 2.2 在常溫等環(huán)境下進(jìn)行防腐涂層作業(yè)時(shí)也可以考慮使用無(wú)溶劑環(huán) 氧涂料，這種涂料性能與酚醛樹脂構(gòu)成的防腐涂料差距不是很大但仍 擁有良好的防腐性能，同時(shí)，在高溫環(huán)境下，可對(duì)其進(jìn)行化學(xué)改性或 物理改性，改性后，其性能會(huì)有明顯的提高。實(shí)踐證明，無(wú)溶劑環(huán)氧 涂料在抗陰極剝離性能方面的表現(xiàn)非常突出，因而廣泛適用于高溫管 道防腐涂層工程中。
由于埋在地下的鋼制管道，其所處環(huán)境較為復(fù)雜，腐蝕性較一般 環(huán)境大為加大，這也使得獨(dú)立的使用防腐涂層并不能取得理想的防腐 效果。雖然使用陰極保護(hù)措施能大為改善其防腐效果，但是單獨(dú)使用 陰極保護(hù)就會(huì)使得防腐成本增多。綜合這兩種情況，對(duì)于埋在地下的 鋼制管材進(jìn)行防腐措施就要采取防腐涂層與陰極保護(hù)結(jié)合使用的方法， 對(duì)絕大部分管道仍舊采取涂層保護(hù)的方法，僅對(duì)于涂層有破損等地的 部分管道進(jìn)行陰極保護(hù)，這樣就使得防腐成本大為降低。這種采取聯(lián) 合保護(hù)的措施就使得我們必須重視陰極保護(hù)電位對(duì)涂層陰極剝離性能 的影響。
實(shí)踐證明，-1.4V 電位下保護(hù)電位對(duì)環(huán)氧涂層的陰極剝離性能最 為敏感，在這個(gè)電位下涂層剝離主要是通過地下堿性環(huán)境與氫元素產(chǎn) 生化合物而增加防腐性能的。當(dāng)電位小于 1.4V 時(shí)，涂層環(huán)氧涂層剝離 主要是水通過還原反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，從而使涂層破損處陰極剝離程度加 快。而當(dāng)電位大于 -1.4V 時(shí)涂層剝離效果主要是通過氫元素發(fā)生化學(xué) 反應(yīng)產(chǎn)生的氫氧根離子，這就間接的使環(huán)氧涂層與管道間的粘連效果 降低。所以再進(jìn)行用保護(hù)電位增加管道防腐性能時(shí)必須要注意電位的 選取。要根據(jù)實(shí)際情況，適當(dāng)?shù)倪x擇，只有這樣才能最大限度的提升 管道的防腐效果，增加管道使用壽命。
其他因素對(duì)涂層抗陰極剝離性能的影響
1.涂層厚度影響涂層抗陰極剝離性能 同過對(duì)涂刷不同厚度防腐涂層的管道進(jìn)行陰極剝離試驗(yàn)，不難看 出，環(huán)氧涂層的厚度也在一定程度上影響著涂層抗陰極剝離性能，厚 度越大，涂層剝離長(zhǎng)度就越少。造成這個(gè)現(xiàn)象的主要原因就是，隨著 涂層厚度的增加，涂層對(duì)電流的屏蔽作用也明顯加強(qiáng)，這就導(dǎo)致化學(xué) 反應(yīng)所需要的水和氫的流通在時(shí)間上產(chǎn)生延遲。 當(dāng)環(huán)氧涂層的厚度過于薄，就會(huì)使得環(huán)氧涂層與管道本體的粘連 效果變差，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)鼓泡、破損等嚴(yán)重現(xiàn)象。同時(shí)當(dāng)產(chǎn)生這種不利 現(xiàn)象市場(chǎng)還會(huì)帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)就是會(huì)導(dǎo)致陰極電位保護(hù)的效果大為降 低直至消失。所以再實(shí)際施工過程中必須要嚴(yán)防此類現(xiàn)象的發(fā)生，環(huán) 氧涂層的厚度必須要根據(jù)涂料本身的性能進(jìn)行，可以略微增多，但是 絕不可以減少，否則必然會(huì)降低管道的防腐性能，增加后期管道的維 護(hù)費(fèi)用。
2.溫度影響涂層抗陰極剝離性能 溫度對(duì)環(huán)氧涂層抗陰極剝離性能的影響主要從氧溶解程度、氯氣 的溶度、水分子蒸發(fā)速度等方面進(jìn)行作用。在實(shí)際作業(yè)中值得注意的 是，鋪設(shè)在地下的管道陽(yáng)極地床與管道距離較遠(yuǎn)，所以電位保護(hù)產(chǎn)生 的陽(yáng)極電解液無(wú)法到達(dá)環(huán)氧涂層的便面從而導(dǎo)致環(huán)氧涂層的防腐效果 大為降低，溫度越高則涂層與管道間剝離程度就越大。所以，在復(fù)雜 的作業(yè)環(huán)境下，必須要分析溫度對(duì)涂層抗陰極剝離性能的影響，這樣 才能更好的提升管道的防腐能力與環(huán)氧涂層的抗陰極剝離性能。
3.時(shí)間影響涂層抗陰極剝離性能 高溫以及長(zhǎng)時(shí)間的對(duì)涂層進(jìn)行陰極剝離對(duì)涂層抗陰極剝離性能具 有破壞性作用，時(shí)間越長(zhǎng)，環(huán)氧涂層與管道間的分離部位就越大，這 點(diǎn)在實(shí)際施工中也應(yīng)銘記，要求施工人員必須掌握過硬的技術(shù)以及對(duì) 環(huán)氧材料有充分的了解，這也能在一定程度上提升管道防腐性能。
1.環(huán)氧涂層概述 成膜物質(zhì)性能的好壞從根本上決定了涂料的基本性能。環(huán)氧涂層 主要有環(huán)氧樹脂構(gòu)成，由于環(huán)氧樹脂具有良好的附著力、收縮率也較 低，；環(huán)氧樹脂也不易被水、弱酸、堿等溶劑腐蝕和滲透；同時(shí)環(huán)氧樹 脂的固化劑也比較多。這種種優(yōu)點(diǎn)都使得環(huán)氧樹脂構(gòu)成的成膜能夠廣 泛的適用于各種施工條件。環(huán)氧樹脂在其他方面也有著優(yōu)越的性能， 比如，能夠和其他各類樹脂、溶劑進(jìn)行溶合，從而構(gòu)成性能更為優(yōu)越 的防腐涂層?？梢哉f在防腐涂料這一領(lǐng)域中環(huán)氧樹脂的地位是極為重 要的。 針對(duì)管道環(huán)氧涂層的陰極剝離性能來(lái)說，影響其的因素主要有兩 個(gè)：首先，環(huán)氧涂層自身性能的好壞，可以說其耐陰極剝離性能從根 本上決定著環(huán)氧涂層抗陰極剝離的性能。其次，就是管道所處的環(huán)境 也對(duì)其抗陰極性能有這不可或缺的影響因素。
2.涂層類型影響陰極剝離性能 科學(xué)研究表明，防腐涂料的基本性能主要決定于成膜物，所以研 究環(huán)氧涂料的性能可以說就是在看其環(huán)氧樹脂的好壞。環(huán)氧樹脂分子 中由于含有大量的羥基等極性基團(tuán)，這就大大加強(qiáng)金屬的粘合力。在 選取環(huán)氧涂料的過程中，可以參考一下兩點(diǎn)結(jié)論： 2.1 在構(gòu)成環(huán)氧涂料的成膜物中，添加一定量的酚醛樹脂可以使環(huán) 氧涂層在高溫環(huán)境下的抗陰極剝離性能大為加強(qiáng)。將酚醛樹脂與雙酚 環(huán)氧樹脂相對(duì)比，不難看出，酚醛樹脂具有分子量小、交聯(lián)密度大能 特點(diǎn)，所以適當(dāng)?shù)募尤敕尤渲厝荒軐?dǎo)致防腐涂層的抗熱性大大改 善，同時(shí)也會(huì)使環(huán)氧涂料擁有較高的硬度和抗化學(xué)腐蝕性。 2.2 在常溫等環(huán)境下進(jìn)行防腐涂層作業(yè)時(shí)也可以考慮使用無(wú)溶劑環(huán) 氧涂料，這種涂料性能與酚醛樹脂構(gòu)成的防腐涂料差距不是很大但仍 擁有良好的防腐性能，同時(shí)，在高溫環(huán)境下，可對(duì)其進(jìn)行化學(xué)改性或 物理改性，改性后，其性能會(huì)有明顯的提高。實(shí)踐證明，無(wú)溶劑環(huán)氧 涂料在抗陰極剝離性能方面的表現(xiàn)非常突出，因而廣泛適用于高溫管 道防腐涂層工程中。
由于埋在地下的鋼制管道，其所處環(huán)境較為復(fù)雜，腐蝕性較一般 環(huán)境大為加大，這也使得獨(dú)立的使用防腐涂層并不能取得理想的防腐 效果。雖然使用陰極保護(hù)措施能大為改善其防腐效果，但是單獨(dú)使用 陰極保護(hù)就會(huì)使得防腐成本增多。綜合這兩種情況，對(duì)于埋在地下的 鋼制管材進(jìn)行防腐措施就要采取防腐涂層與陰極保護(hù)結(jié)合使用的方法， 對(duì)絕大部分管道仍舊采取涂層保護(hù)的方法，僅對(duì)于涂層有破損等地的 部分管道進(jìn)行陰極保護(hù)，這樣就使得防腐成本大為降低。這種采取聯(lián) 合保護(hù)的措施就使得我們必須重視陰極保護(hù)電位對(duì)涂層陰極剝離性能 的影響。
實(shí)踐證明，-1.4V 電位下保護(hù)電位對(duì)環(huán)氧涂層的陰極剝離性能最 為敏感，在這個(gè)電位下涂層剝離主要是通過地下堿性環(huán)境與氫元素產(chǎn) 生化合物而增加防腐性能的。當(dāng)電位小于 1.4V 時(shí)，涂層環(huán)氧涂層剝離 主要是水通過還原反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，從而使涂層破損處陰極剝離程度加 快。而當(dāng)電位大于 -1.4V 時(shí)涂層剝離效果主要是通過氫元素發(fā)生化學(xué) 反應(yīng)產(chǎn)生的氫氧根離子，這就間接的使環(huán)氧涂層與管道間的粘連效果 降低。所以再進(jìn)行用保護(hù)電位增加管道防腐性能時(shí)必須要注意電位的 選取。要根據(jù)實(shí)際情況，適當(dāng)?shù)倪x擇，只有這樣才能最大限度的提升 管道的防腐效果，增加管道使用壽命。
其他因素對(duì)涂層抗陰極剝離性能的影響
1.涂層厚度影響涂層抗陰極剝離性能 同過對(duì)涂刷不同厚度防腐涂層的管道進(jìn)行陰極剝離試驗(yàn)，不難看 出，環(huán)氧涂層的厚度也在一定程度上影響著涂層抗陰極剝離性能，厚 度越大，涂層剝離長(zhǎng)度就越少。造成這個(gè)現(xiàn)象的主要原因就是，隨著 涂層厚度的增加，涂層對(duì)電流的屏蔽作用也明顯加強(qiáng)，這就導(dǎo)致化學(xué) 反應(yīng)所需要的水和氫的流通在時(shí)間上產(chǎn)生延遲。 當(dāng)環(huán)氧涂層的厚度過于薄，就會(huì)使得環(huán)氧涂層與管道本體的粘連 效果變差，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)鼓泡、破損等嚴(yán)重現(xiàn)象。同時(shí)當(dāng)產(chǎn)生這種不利 現(xiàn)象市場(chǎng)還會(huì)帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)就是會(huì)導(dǎo)致陰極電位保護(hù)的效果大為降 低直至消失。所以再實(shí)際施工過程中必須要嚴(yán)防此類現(xiàn)象的發(fā)生，環(huán) 氧涂層的厚度必須要根據(jù)涂料本身的性能進(jìn)行，可以略微增多，但是 絕不可以減少，否則必然會(huì)降低管道的防腐性能，增加后期管道的維 護(hù)費(fèi)用。
2.溫度影響涂層抗陰極剝離性能 溫度對(duì)環(huán)氧涂層抗陰極剝離性能的影響主要從氧溶解程度、氯氣 的溶度、水分子蒸發(fā)速度等方面進(jìn)行作用。在實(shí)際作業(yè)中值得注意的 是，鋪設(shè)在地下的管道陽(yáng)極地床與管道距離較遠(yuǎn)，所以電位保護(hù)產(chǎn)生 的陽(yáng)極電解液無(wú)法到達(dá)環(huán)氧涂層的便面從而導(dǎo)致環(huán)氧涂層的防腐效果 大為降低，溫度越高則涂層與管道間剝離程度就越大。所以，在復(fù)雜 的作業(yè)環(huán)境下，必須要分析溫度對(duì)涂層抗陰極剝離性能的影響，這樣 才能更好的提升管道的防腐能力與環(huán)氧涂層的抗陰極剝離性能。
3.時(shí)間影響涂層抗陰極剝離性能 高溫以及長(zhǎng)時(shí)間的對(duì)涂層進(jìn)行陰極剝離對(duì)涂層抗陰極剝離性能具 有破壞性作用，時(shí)間越長(zhǎng)，環(huán)氧涂層與管道間的分離部位就越大，這 點(diǎn)在實(shí)際施工中也應(yīng)銘記，要求施工人員必須掌握過硬的技術(shù)以及對(duì) 環(huán)氧材料有充分的了解，這也能在一定程度上提升管道防腐性能。
- 上一篇：淺談管道防腐通病預(yù)防
- 下一篇：長(zhǎng)輸管道的防腐應(yīng)用
