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IPN8710防腐钢管

普通级环氧树脂防腐钢管

日期:2018-06-01 14:24:30

普通级环氧树脂防腐钢管

内外涂环氧树脂防腐钢管给水钢管内外涂塑工艺

一、输水管道的现状

供水管网是城市运行的生命线,爆管、断水、低压都会威胁安全供水。保障输送的水质安全卫生对管道要求是非常重要的,水厂输出再好的水,经过不良管道可能也会出现问题,因此国家要求供水企业要不间断地保障将出厂的自来水安全、有效、可靠地通过管网输送到每一个用户。

长距离输水钢管道将受到各种环境介质的腐蚀,在多种腐蚀因素中电化学腐蚀和生物腐蚀是主要的。在大口径(DN>600)输水工程中,推荐使用钢塑复合管和球墨铸铁管,但成本上钢塑复合管更具有优势。下图1为常用几种管材的综合造价比较。由图中可见DN600是钢塑管和球铁管的成本分水岭,管径超过600mm,球铁管的综合成本将急剧增高。

由于钢管具有优越的延展性、整体性和便捷的施工操作性, 既适用于埋地敷设, 又可用于跨越架空、过河倒虹和顶管施工。对钢管及其配件,采用防腐蚀涂层对其内、外壁表面实施屏蔽,是最方便、最常用的防护手段。经内外防护后的钢塑复合管性价比很高,它是钢管与塑料管优良性能的结合体,既有钢管的强度和钢度,又有塑料的耐化学腐蚀、无污染、内壁光滑、不积垢、流体阻力小等优点,美国和日本等发达国家已有50年以上的使用历史。

给水钢管内外涂塑工艺是目前国内最先进的防腐技术,它集钢材优越的机械性能与高分子材料卓越的耐化学腐蚀性能于一体,极大地延长了钢管的使用寿命,具有独特的防腐耐酸碱性、抗磨损、无结垢、助润滑、耐负压等优越性,可替代衬塑管、镀锌管、不锈钢管、铜管等。将高分子防腐粉末涂料,通过特殊的设备将其均匀地涂覆于金属管道的内外表面,经固化和塑化后在金属管道内外表面形成一层均匀、致密、光滑的塑料涂层,成为一种新型的钢塑复合管。

内外涂塑钢塑复合管可有效防止水质的二次污染,对提高水质有明显的作用。涂塑钢管在发达国家的使用已比较成熟,如美国、日本等国的输水管道有80%~90%的管材采用涂塑钢管。内外涂塑钢塑复合管的优势和特性,符合建设给排水要求,完全符合CJ/T120-2008及GB/T5750-2006标准,近年来受到广大客户的高度赞扬和肯定。

 

二、 给水涂塑钢管内防腐涂层综合性能分析:

2.1管道内防腐涂层种类

a)单层聚乙烯涂层

b)环氧粉末涂层

管道内涂敷层主要有两个功能:

·防腐,提高输水管线的使用寿命;

·减阻,提高输水管线的输水能力。

2.1.1 环氧树脂的分子结构与性能

双酚A型环氧树脂的各结构单元赋予树脂不同的功能,见图2

1)环氧基和羟基赋予树脂反应性,使树脂固化物具有很强的内聚力和粘接力;

2)醚键和羟基是极性基团,有助于提高浸润性和粘附力;

3)醚键和C-C链使大分子具有柔顺性;

4)苯环赋予聚合物以耐热性和刚性;

5)异丙基也赋与环氧大分子具有一定的刚性;

6)-C-O-键的键能高,从而提高了树脂的耐碱性。

图2 双酚A环氧树脂各结构单元赋于树脂的性能

· 内外环氧树脂涂塑钢管

2.1.2 聚乙烯的分子结构与性能

聚乙烯粉末涂料是目前钢管涂塑的主要原料,且以线性低密度为主。线性低密度是乙烯和—烯烃的共聚物,其分子结构和密度有较大变化,它的结构、结晶度和密度介于高密度聚乙烯和低密度聚乙烯之间,虽然也是线性结构,但分子排列整齐,支链短小且有规则,导致分子间排列不紧密,破坏了分子链段的近程有序性,降低了聚乙烯分子的结晶倾向,因此抗冲击性能好,结构通式为

R为:CH3(甲基);C2H5(乙基);C4H9(异丁基)

由结构可看出聚乙烯是以—CH2—为主体的链状高分子聚合物,R侧链或支链的存在会降低聚乙烯的结晶度。

聚乙烯的分子结构使其具有优异的耐环境应力裂化性能及耐腐蚀性能。

2.2两种内防腐涂层综合比较

1) EP附着力更强。涂层与钢管内表面的附着力与涂塑钢管的使用寿命有密切关系,而涂层的附着力主要取决于所用防腐涂层材料的自身性能。环氧(EP)涂层附着力强,远大于聚乙烯涂层的附着力。环氧树脂结构中含有不易水解的脂肪基(-C-)和醚键(-C-O-C-),能够产生电磁引力。另外,在固化过程中活泼的环氧基和钢材表面上的游离氢键起反应而形成牢固的化学键,从而赋予环氧固化物对钢管基材以极好的附着力以及抗阴极剥离能力。

2)EP具有更优异的防腐蚀性能

环氧树脂固化涂层,含有稳定的苯环、醚键等,结构致密,耐酸、耐碱、耐有机溶剂、耐水。漆膜对金属附着力好,结构气孔小,使各种腐蚀介质难以渗透到金属表面,所以耐腐蚀性极好。

3)EP固化收缩率低

环氧树脂具有很强的内聚力,分子结构致密,通过加成反应方式进行固化,固化过程中没有水和其它挥发性副产物放出。另外,环氧树脂本身具有仲羟基,再加上环氧基固化时派生的部分残留羟基,它们的氢键缔合作用使分子排列紧密,因此环氧树脂的固化收缩率是热固性树脂中最低的品种之一,一般为1~2%。环氧树脂固化时的收缩性低,产生的内应力小,这也有助于提高粘附强度;

4)PE塑料的热容较大(熔融时吸收热量大,冷却时放出的热量也多),因此当内层防腐使用PE涂塑时,随着塑膜厚度增大,在冷却时体积收缩也大,内应力就随之增大。防腐要求越高,所需涂膜厚度越大,这就使厚塑膜的耐环境应力开裂随膜厚增加而变差。

5)环氧粉末与单层聚乙烯内涂层相比,成本较低,使用寿命长,现场连接补口工艺成熟、操作方便;

6)EP涂层具有很高的玻璃化温度,应用温度范围宽,能在–30~100℃之间保持最佳性能;环氧粉末(EP)涂层使用用温度高于涂聚乙烯PE产品,消防管道更加适用。


熔结环氧粉末涂层能够在各种极端的气候条件和苛刻的机械应力作用、化学介质侵蚀的环境中得到广泛应用,足以证明熔结环氧粉末涂层是一种可靠的保护涂层,经得起实践和时间的考验。

据美国《管道文摘》统计,熔结环氧粉末防腐层以其优良的机械性能和防腐性能、极强的附着力和与阴极保护相融性等特点,一直是世界管道工程的首选防腐层。


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