输水钢管内壁涂衬水泥砂浆防腐技术——摘自中国腐蚀与防护网

2017-12-18

                                       输水钢管内壁涂衬水泥砂浆防腐技术

   关于输水钢管内壁涂衬防腐已经是成熟的工艺了,根据其中介质的不同内衬材料也有所差异;但是对于输水管道特别是自来水管道,内壁涂衬材料必须要求达到环境卫生要求,符合饮用水安全食品级标准。虽然随着涂料技术的发展,食品级涂料层出不穷,但是绝对安全的自来水内衬涂料至今还没有。即使有厂家号称绿色无污染内衬防腐蚀产品,但是对于大众来说还是担心其中的危害性,因为产品毕竟是有机类材料,有机类材料最终还是影响着大众的身体健康。为解决自来水管道防腐问题以及卫生安全的苛刻条件,自来水管道内涂水泥砂浆防腐技术相应而生。在我国这一技术的出现至今已经30多年了,大致和笔者从事防腐蚀施工技术工作时间相当,无论从工艺成熟性,材料优良性,设备的自动化程度都有了飞跃性的发展,而且有了强制性施工质量规范标准《埋地给水钢管道水泥砂浆涂衬标准》CECS10:89。本文就自来水管道内壁水泥砂浆涂衬防腐技术和大家作一个简单浅表性的交流探讨,希望能够在输水管道特别是自来水管道内防腐蚀施工中得到一些实质性的启发和应用,并且重现无机材料在防腐蚀领域的特殊风彩。
     自来水管道内衬水泥砂浆防腐层,它不仅单纯起到物理性隔离的作用,更重要的是砂浆与金属表面之间形成PH值达到12以上的“钝化区”。即使自来水透过(2mm每十年)涂层达到金属表面,也不会形成锈垢。综合诸多优良特性,自来水管道内壁水泥砂浆内衬防腐有以下几个显著的优点:
    1.避免管道内壁腐蚀锈垢的产生,使得管道长期保持良好的输水状态,摩阻系数N小,一般质量较好的涂层N值为:0.012-0.013之间,甚至更小。
    2.由于水泥村里涂层的隔离,自来水不与金属管道直接接触,而且水泥砂浆属于无机化合物,无毒,性能稳定,确保了输水水质。
    3.工艺性能好,对于管道内壁处理要求低,一般性的钢丝轮打磨除锈既可。。
    4.由于水泥砂浆涂衬具有一定的厚度,提高了钢管的刚性和抗渗透能力,减少了钢管的壁厚,降低了管道工程的成本。
    5.火焰切割,电焊或机械割管对水泥砂浆村里层的机械强度和防腐蚀性能几乎没有影响。
    6.水泥砂浆的防腐,防止了自来水管道腐蚀穿孔,延长了自来水管道的使用寿命。
    工艺流程:设置操作台坑场地----内壁除锈----涂衬(小口径采用离心喷涂,大口径喷抹同时进行)----封口养护----检验----交付使用。
    质量标准:直径400厚度6.4毫米500-700厚度8毫米,直径800-1000厚度10毫米,直径1000毫米以上按照标准要求执行。涂层表面应该光滑,连续,不漏涂,不空鼓,不露砂。修边处为手工进行,以手感光滑砂粒感。
    材料要求:水泥,选用425#以上的普通硅酸盐水泥或者矿渣水泥,符合国家标准GB-175-85,出厂时由厂方出具质量合格证书,超过储存期或者其他原因,应该送检测部门检验合格后方可使用。黄砂,工业用砂40-70目,坚硬洁净,级配良好,杂质以及含泥量不应大于2%,使用前用14目筛网过筛。拌和水,自来水,井水。添加剂,(S.T)无毒白色粉末,有质量合格证书以及其形成砼制品无毒检测报告,其用量为水泥的千分之五,用来增加砂浆与钢铁的粘结力,减少轴向收缩力。
    水泥砂浆配合重量比例,水泥:黄砂=1:2添加水泥用量的千分之五添加剂,调整好塌落度70-100毫米之间。
    施工操作要点:A,小口径管道使用离心喷浆机施工,为地面操作,喷浆机应该安装牢靠,使得所承托的管道轴线处于水平位置。B,根据管径的大小和施工现场实际情况分地面和地下施工。C,在施工前,地面施工应将制作好的管道排列整齐,直径1200以上的管道可以连接两根以上,接头处要接好,平整。D,喷涂砂浆之前先将管道内壁的锈斑焊渣,氧化皮等一些杂质去除干净,除锈应该达到St3标准。E,拌和砂浆,砂浆配料应该按照配合比过秤配料。F,砂浆配比应该准确,拌和均匀,拌和好的砂浆应该在40分钟内用完。G,喷涂机械,应根据管径的大小,选择与其相适应的喷浆机,在喷涂前调试好。H,喷涂砂浆厚度,应根据设计或者参照管径的大小确定其厚度,按照标准执行。I,喷浆机应该连续施工,以防止水泥砂浆硬化,使得喷浆机喷嘴堵塞,影响施工进度,造成工料浪费。J,自来水管道内壁涂衬水泥砂浆后随即应用塑料薄膜将管道口封好,并且用草袋遮阳,这样以防止风吹,日晒,使砂浆过早脱水,产生裂缝,造成质量事故。K,自来水管道内壁水泥砂浆涂衬后,应做好管内温度记录,待砂浆强度达到规定的强度后,应洒水湿润养护至其强度达到100%。L,当气温低于摄氏5度时,应该进行蒸汽养护。M,每当完成一定数量的自来水管道内壁水泥砂浆喷涂后,应做二组水泥砂浆试压块,一组放进管道内同期养护,一组常温养护,待其达到28天后,送检验部门检测。N,每一层喷浆机使用完毕后,应清洗干净,检查电气线路正确与否,电缆是否有破损现象。O,质量检测,厚度控制在标准值正负2毫米之间,采用非磁性测厚仪,或者现场局部破坏性直接测定。抗压强度300Kg每厘米平方,采用预先留标准块试压,委托检测。肉眼观察,钢尺测量,内涂表面应该光滑,平整,连续,不起壳,不挂浆,不流淌,不漏涂,不开裂。水泥砂浆涂衬裂缝宽度小于或者等于1.6毫米,并且沿管道轴向长度不大于管道圆周长度和不大于5毫米时可以不修补。当裂缝宽度大于1.6毫米是,经加强养护后裂缝能够自动愈合的,可以认为合格,对于麻面,砂穴,空窝,每处不得大于5厘米平方,单个缺陷深度不大于2毫米。每处空鼓面积不得大于400厘米平方。P,缺陷修补材料应与原喷涂料相同,并对修补区域进行养护,对于小面积修补,采用聚醋酸乙烯胶泥修补,以保证质量和维修速度。
    安全要求:1.电气设备安装必须由专职电工负责,所有电气设备必须有可靠的接地措施,并设置触电保护器。
                      2.施工现场不得使用裸线。施工人员进入管道内施工,必须穿绝缘鞋和绝缘手套。
                      3.搅拌机运转时,任何工具不得伸入搅拌机桶内,以免发生危险。
                      4.喷浆机每班次施工完毕后必须进行冲洗,施工前必须进行检查保养注油,以保证设备正常运行。
                      5.设置施工区域警示标志,执行标准规范。工了场清,文明有序。
    技术回顾: 自来水钢管内壁衬涂水泥砂浆防腐已有100多年的历史,这项技术的发明是在法国,但是美国最早应用,就其纽约和新泽西州城已有135年历史,直径1200和直径1800口径的铆接钢管,当时涂衬12.4毫米水泥砂浆,至今仍在使用。1933年,英商在上海,厦门路铺设直径625毫米口径钢管,涂衬15毫米厚水泥砂浆,迄今已有59年历史,打开检查涂层良好完整,摩阻系数一直保持0.012新管水平。日本起步较迟,六十年代才开始推广应用,但是发展速度较快。由于水泥砂浆取材方便,价格低廉,防腐可靠,在科学技术高度发展的今天该技术仍然没有降低它在防腐领域中的实用价值,世界各国仍继续使用,目前正在向发展中国家扩散和发展。
    发展趋势:自来水钢管内壁水泥砂浆涂衬防腐蚀技术,现在正由于各种无毒添加剂的介入,涂衬厚度减薄,功能更趋于完善,就专业施工机械而言,喷浆机动力电压380V有可能随着低压电器的技术进步,而改用安全电压,或者改用其它动力(如以压缩空气作为动力源)笔者期待国内行业专家和有识之士设计出智能化的新一代喷浆机,共同为改善人类生存环境作出应有的贡献!
    笔者写作以上的见解非常感谢自己的恩师--防腐蚀高级工程师陈美华老师,以及国内自来水管道内壁水泥喷浆机生产厂家给与的数据提供和大力支持。作为来自一线的防腐技术人员,对于文中的观点难免有一些缺陷和错误,希望同行们能够指出,共同为自来水管道内壁水泥砂浆涂衬防腐的推广应用努力!-------------张作华

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