100%固含量双组分无溶剂环氧涂料的应用

刘 欣 张存存 梅慎明

1 概述

随着近年国内长输管道施工在全国范围内的全面展开，管道敷设范围遍及山区断崖、黄土塬、沙漠、水塘、沼泽地等特殊难点区域，管道须经受各种恶劣环境的侵蚀。由于管道建设受到多方因素的影响，且在焊接补口后长期在地下受到腐蚀，传统热收缩套补口的缺点逐渐暴露出来，影响工程质量及管道使用寿命，并且因受到地形和材料本身限制施工效率较低，为了更好的解决这些施工难点，本文以“榆林—济南输气管道工程线路八标段山区防腐补口”为例，重点解决长输管道山区地段的补口施工难题，通过使用新型材料双组分无溶剂环氧涂料进行防腐补口施工，大大提高了施工进度、确保了工程质量及工期、提高了管道的使用寿命，是一项值得推广应用的新技术、新材料。

榆林—济南输气管道工程第八标段管道沿线地质构造主要为汾西黄土丘陵及太岳山脉霍山地区，大体由土石山区、黄土丘陵区和平原区三个部分组成，地形起伏较大，线路全长62.47 km，其中山区段线路长度约30 km，山区段地形狭窄，山势陡峭，施工设备及车辆无法正常通行，材料运输困难，且施工工期紧，现场环境恶劣，使用热收缩套补口易出现质量缺陷，为了解决热收缩套补口存在的质量问题，决定采用新型防腐材料100%固含量双组分无溶剂环氧涂料进行防腐补口，并获得成功。

2 100%固含量双组分无溶剂环氧涂料的特点

100%固含量双组分无溶剂环氧涂料与传统防腐产品相比，具有附着力强、韧性好、施工便捷、成本低、耐腐蚀、耐老化、环保等特点。

1)附着力强。

涂层对基体的附着力是评价涂层耐腐蚀性能的重要指标，附着力越强，抗腐蚀性越好，涂层越耐久。100%固含量双组分无溶剂环氧涂料具有着极强的附着力。无溶剂环氧涂料在反应固化过程中收缩率极低，具有一次性成膜较厚、边缘覆盖性好、内应力较小，不易产生裂纹等特点。无溶剂环氧涂料与钢管表面附着力强度可达10 MPa以上，与常规使用的3PE热收缩套防腐补口的附着力强度相比可提高30%以上。

2)耐腐蚀。

100%固含量双组分无溶剂环氧涂料是高度交联的聚合体，因此它的化学性质非常稳定，具有优异的耐化学品性，能耐海水、中度的酸、碱、盐，各种油品、脂肪烃等化学品的长期浸泡;并且100%固含量双组分无溶剂环氧涂料不含挥发性有机溶剂，在干燥成膜过程中不会形成因溶剂挥发留下的孔隙，且成膜厚，涂膜致密性极佳，能有效抵挡水、氧等腐蚀性介质透过涂层而腐蚀钢材。

3)施工便捷。

100%固含量双组分无溶剂环氧涂料材料十分轻便，材料运输携带都十分方便;并且施工工艺简单，在喷砂和预热后只需涂刷环氧涂料，就能达到很好的防腐效果，适合人工流水作业，工人只需简单培训就可熟练掌握涂装技术，施工效率较高。

4)经济性。

目前100%固含量双组分无溶剂环氧涂料的单价低于传统热收缩套防腐材料，而且相对施工工序更加简单，施工速度更快，从而大大降低防腐补口施工的成本。

5)施工安全和健康环保。

100%固含量双组分无溶剂环氧涂料最大的特点是不含有可挥发性的有机溶剂，不含可燃物，可以在施工过程中保证施工安全;不含有毒有害物质，不会对人体产生毒害作用，可以保证施工人员的身体健康;对环境没有任何污染，符合长输管道工程安全、绿色环保的发展方向。

3 100%固含量双组分无溶剂环氧涂料的施工方法

3.1 工艺流程

施工准备→补口段表面预处理→注入处理剂→涂装底漆→湿膜测厚→涂装面漆→湿膜测厚→电火花检漏→修补漏点(如有)→拉拔实验(抽检)→补漏。

3.2 现场环境

1)环境温度低于露点温度3℃时，被涂覆体须加热，最高不得超过60℃;2)环境湿度高于80℃时，不得施工;3)施工现场周围空气中无较大灰尘，不含氯化物或其他污染物。

3.3 钢管补口段表面预处理

1)钢管补口段表面进行喷砂除锈处理，表面预处理质量应达到GB/T 8923-1988涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级中规定的Sa2.5级(喷砂不能实现的地方可以采用动力工具除锈达到St3.0级)，表面粗糙度应达到40 μm～70 μm，对两侧各50 mm 内的PE层(含倒角)进行打毛处理，表面粗糙度应达到70 μm～100 μm，处理后用清洁干燥的毛刷将钢管及PE层表面清扫干净。

2)用塑料膜和胶带将表面处理后的补口区域密封，并向密封袋内注入气体处理剂，6 min之后可将密封膜去掉。

3)对钢管表面进行预热处理，烤掉钢管上的潮气(如钢管表面温度低于产品要求的温度应比较缓慢地把钢管预热到产品说明书要求的预热温度)。

3.4 钢管补口段涂敷

气体处理密封膜去掉后的10 min内必须涂装底漆。按照涂料产品说明书的要求将底漆的基料与固化剂混合，将其涂刷到补口处，在底漆表干后涂刷面漆，要求金属区域的底漆及面漆厚度不低于700 μm，不得漏涂，涂刷过程中，应随时用湿膜测厚仪检测湿膜厚度。

3.5 质量检验

涂敷完毕后，防腐层应平整、光滑，无流挂、裂纹、起包、气孔、尖锐凸起以及软斑点等现象，没有被涂料覆盖的外来颗粒或昆虫等杂物。涂层实干2 h后进行电火花检漏，检测电压不小于15 kV;如有漏点，用面漆补漏，先对漏点5 cm范围内用砂纸进行打磨，将表面处理干净后涂上面漆，厚度不低于500 μm。

附着力检测按照以下两种方法进行:

1)边缘剥离方法:用锋利的刀尖撬PE层上的涂层，并以30 mm左右的间隔撬2条各长20 mm～25 mm的线条，如果刀尖无法从边缘插入PE层与涂层之间或只能以宽度不足3 mm的小块逐渐撬出2条各长20 mm～25 mm的线条，而两线条间的涂层部分没有开裂现象，则为合格。

2)拉拔式附着力检测法:虽然管线焊口涂层表面不是平面，但可用通常的拉拔式附着力检测仪进行参考性检验。对于涂层与PE层之间的附着力，在同一涂层的光管部位上和PE层的搭接部位上按照要求各粘一个实验用锭子，按照有关产品的厂家说明书在一定的时间后进行拉拔实验。如果在PE层上是PE材料内部破坏(拉下来的锭子表面上粘满PE颗粒)或拉拔应力测试读数不小于4 MPa则为合格;用同样方法测涂层与钢管表面的附着力，如果拉拔应力测试读数不小于10 MPa则为合格。

4 结语

100%固含量双组分无溶剂环氧防腐涂料具有安全、环保、高效、经济、节能等优点，通过在实际施工中验证，它具有材料运输便捷、工艺简单、性能可靠、附着力强、施工效率高等特点，可以很好的解决长输管道防腐补口施工的进度和质量问题，值得进一步推广应用，是未来防腐施工的发展方向。

[1]《Standard Test Method for Pull-Off Strength of Coatings Using Portable Adhesion Testers(用便携式粘结力测试仪确定涂层拉拔强度的标准实验方法)》.ASTMD 4541.

[2]GB/T 8923-1988，涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级[S].

[3]SY/T 0315-2005，钢质管道单层熔结环氧粉末外涂层技术标准[S].