常見問題
管道防腐涂層防腐性能優(yōu)化研究
更新時間??2021-11-15 07:07 閱讀
管道運輸自十九世紀六十年代以來被運用愈加廣泛，是石油、天 然氣、化工原料等運輸方面的不可缺少的方式之一。然而在管道運輸 業(yè)高速發(fā)展的同時也給管道維護、管理以及施工、設(shè)計等種種工作都 帶來了更為嚴峻的挑戰(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行，同時也能減少 管道泄漏事故的發(fā)生。本文著重對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；同時環(huán)氧樹 脂的固化劑也比較多。這種種優(yōu)點都使得環(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。 針對管道環(huán)氧涂層的陰極剝離性能來說，影響其的因素主要有兩 個：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，這就大大加強金屬的粘合力。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。將酚醛樹脂與雙酚 環(huán)氧樹脂相對比，不難看出，酚醛樹脂具有分子量小、交聯(lián)密度大能 特點，所以適當?shù)募尤敕尤渲厝荒軐е路栏繉拥目篃嵝源蟠蟾?善，同時也會使環(huán)氧涂料擁有較高的硬度和抗化學腐蝕性。 2.2 在常溫等環(huán)境下進行防腐涂層作業(yè)時也可以考慮使用無溶劑環(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，在高溫環(huán)境下，可對其進行化學改性或 物理改性，改性后，其性能會有明顯的提高。實踐證明，無溶劑環(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)境較為復雜，腐蝕性較一般 環(huán)境大為加大，這也使得獨立的使用防腐涂層并不能取得理想的防腐 效果。雖然使用陰極保護措施能大為改善其防腐效果，但是單獨使用 陰極保護就會使得防腐成本增多。綜合這兩種情況，對于埋在地下的 鋼制管材進行防腐措施就要采取防腐涂層與陰極保護結(jié)合使用的方法， 對絕大部分管道仍舊采取涂層保護的方法，僅對于涂層有破損等地的 部分管道進行陰極保護，這樣就使得防腐成本大為降低。這種采取聯(lián) 合保護的措施就使得我們必須重視陰極保護電位對涂層陰極剝離性能 的影響。
實踐證明，-1.4V 電位下保護電位對環(huán)氧涂層的陰極剝離性能最 為敏感，在這個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。當電位小于 1.4V 時，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。而當電位大于 -1.4V 時涂層剝離效果主要是通過氫元素發(fā)生化學 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。所以再進行用保護電位增加管道防腐性能時必須要注意電位的 選取。要根據(jù)實際情況，適當?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 同過對涂刷不同厚度防腐涂層的管道進行陰極剝離試驗，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，涂層剝離長度就越少。造成這個現(xiàn)象的主要原因就是，隨著 涂層厚度的增加，涂層對電流的屏蔽作用也明顯加強，這就導致化學 反應(yīng)所需要的水和氫的流通在時間上產(chǎn)生延遲。 當環(huán)氧涂層的厚度過于薄，就會使得環(huán)氧涂層與管道本體的粘連 效果變差，經(jīng)常會出現(xiàn)鼓泡、破損等嚴重現(xiàn)象。同時當產(chǎn)生這種不利 現(xiàn)象市場還會帶來的負面效應(yīng)就是會導致陰極電位保護的效果大為降 低直至消失。所以再實際施工過程中必須要嚴防此類現(xiàn)象的發(fā)生，環(huán) 氧涂層的厚度必須要根據(jù)涂料本身的性能進行，可以略微增多，但是 絕不可以減少，否則必然會降低管道的防腐性能，增加后期管道的維 護費用。
2.溫度影響涂層抗陰極剝離性能 溫度對環(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)速度等方面進行作用。在實際作業(yè)中值得注意的 是，鋪設(shè)在地下的管道陽極地床與管道距離較遠，所以電位保護產(chǎn)生 的陽極電解液無法到達環(huán)氧涂層的便面從而導致環(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，在復雜 的作業(yè)環(huán)境下，必須要分析溫度對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.時間影響涂層抗陰極剝離性能 高溫以及長時間的對涂層進行陰極剝離對涂層抗陰極剝離性能具 有破壞性作用，時間越長，環(huán)氧涂層與管道間的分離部位就越大，這 點在實際施工中也應(yīng)銘記，要求施工人員必須掌握過硬的技術(shù)以及對 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；同時環(huán)氧樹 脂的固化劑也比較多。這種種優(yōu)點都使得環(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。 針對管道環(huán)氧涂層的陰極剝離性能來說，影響其的因素主要有兩 個：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，這就大大加強金屬的粘合力。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。將酚醛樹脂與雙酚 環(huán)氧樹脂相對比，不難看出，酚醛樹脂具有分子量小、交聯(lián)密度大能 特點，所以適當?shù)募尤敕尤渲厝荒軐е路栏繉拥目篃嵝源蟠蟾?善，同時也會使環(huán)氧涂料擁有較高的硬度和抗化學腐蝕性。 2.2 在常溫等環(huán)境下進行防腐涂層作業(yè)時也可以考慮使用無溶劑環(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，在高溫環(huán)境下，可對其進行化學改性或 物理改性，改性后，其性能會有明顯的提高。實踐證明，無溶劑環(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)境較為復雜，腐蝕性較一般 環(huán)境大為加大，這也使得獨立的使用防腐涂層并不能取得理想的防腐 效果。雖然使用陰極保護措施能大為改善其防腐效果，但是單獨使用 陰極保護就會使得防腐成本增多。綜合這兩種情況，對于埋在地下的 鋼制管材進行防腐措施就要采取防腐涂層與陰極保護結(jié)合使用的方法， 對絕大部分管道仍舊采取涂層保護的方法，僅對于涂層有破損等地的 部分管道進行陰極保護，這樣就使得防腐成本大為降低。這種采取聯(lián) 合保護的措施就使得我們必須重視陰極保護電位對涂層陰極剝離性能 的影響。
實踐證明，-1.4V 電位下保護電位對環(huán)氧涂層的陰極剝離性能最 為敏感，在這個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。當電位小于 1.4V 時，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。而當電位大于 -1.4V 時涂層剝離效果主要是通過氫元素發(fā)生化學 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。所以再進行用保護電位增加管道防腐性能時必須要注意電位的 選取。要根據(jù)實際情況，適當?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 同過對涂刷不同厚度防腐涂層的管道進行陰極剝離試驗，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，涂層剝離長度就越少。造成這個現(xiàn)象的主要原因就是，隨著 涂層厚度的增加，涂層對電流的屏蔽作用也明顯加強，這就導致化學 反應(yīng)所需要的水和氫的流通在時間上產(chǎn)生延遲。 當環(huán)氧涂層的厚度過于薄，就會使得環(huán)氧涂層與管道本體的粘連 效果變差，經(jīng)常會出現(xiàn)鼓泡、破損等嚴重現(xiàn)象。同時當產(chǎn)生這種不利 現(xiàn)象市場還會帶來的負面效應(yīng)就是會導致陰極電位保護的效果大為降 低直至消失。所以再實際施工過程中必須要嚴防此類現(xiàn)象的發(fā)生，環(huán) 氧涂層的厚度必須要根據(jù)涂料本身的性能進行，可以略微增多，但是 絕不可以減少，否則必然會降低管道的防腐性能，增加后期管道的維 護費用。
2.溫度影響涂層抗陰極剝離性能 溫度對環(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)速度等方面進行作用。在實際作業(yè)中值得注意的 是，鋪設(shè)在地下的管道陽極地床與管道距離較遠，所以電位保護產(chǎn)生 的陽極電解液無法到達環(huán)氧涂層的便面從而導致環(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，在復雜 的作業(yè)環(huán)境下，必須要分析溫度對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.時間影響涂層抗陰極剝離性能 高溫以及長時間的對涂層進行陰極剝離對涂層抗陰極剝離性能具 有破壞性作用，時間越長，環(huán)氧涂層與管道間的分離部位就越大，這 點在實際施工中也應(yīng)銘記，要求施工人員必須掌握過硬的技術(shù)以及對 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。
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