HCPE在输电线路基础防腐设计中的应用

魏 鹏，胡建民，王学明，许世宏，胡志义，袁 俊

(西北电力设计院，陕西 西安 710075)

1 概述

在国家电网公司已建和规划中的若干条特高压工程线路都要途经新疆、甘肃、宁夏等地的盐渍土地区，根据《岩土工程勘察规范(2009年版)》GB50021—2001的相关规定，这些地区的地基土属粗颗粒盐渍土，土中含有大量的氯盐、硫酸盐以及其他盐类物质。这些盐类物质通过接触渗入或者毛细作用进入基础混凝土体内，与混凝土中的化学成分发生反应而体积膨胀，使得钢筋锈蚀或者混凝土剥落，按照其影响程度的不同可分为对线路基础具有弱、中、强不同等级的腐蚀。依照国标—《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046—2008和行标—《架空送电线路基础设计技术规定》DL/T5219—2005的要求：“对于处于中强等级腐蚀条件下的基础应当采取必要的内防护和外防护措施”，外防护措施往往就是给基础表面涂刷一定厚度的防腐涂层，本文就改性HCPE作为基础外防腐涂料进行了较为深入的研究和探讨，为以后特高压直流线路在该地区的建设提供设计依据及参考。

2 HCPE防腐涂料简介

普通的HCPE树脂如同氯化橡胶一样，在实际应用于涂料时，应与其他合成树脂或增塑剂混合使用，但是HCPE树脂与大部分改性树脂不能完全相容，所制的涂料性能不稳定，为了解决上述问题，国内有生产厂家对HCPE树脂进行了改性，以高氯化聚乙烯作为主要成膜物质，加入不同的改性树脂、增塑剂、溶剂、添加剂等制成改性高氯化聚乙烯。

改性的HCPE是线性饱和结构，化学稳定性好，相比于其他的防腐涂料具有以下性能和特点：

(1)优异的防腐蚀性、防水性、耐油性。由于HCPE的性能稳定，涂膜对水蒸汽和氧气的渗透率低，因此具有优异的防水性。漆膜封闭性强，对化工大气、酸、碱、盐具有优异的防腐蚀性能。

(2)附着力强。HCPE重防腐涂料对钢铁结构表面、水泥墙面均有优良的附着力，涂层与涂层之间由于溶剂的浸渗作用，使与下层相互粘成一体，从而加强了涂膜间的粘附力。

(3)干燥迅速。HCPE防腐涂料系溶剂型涂料，经施工涂装，溶剂挥发后干燥成膜，在常温下2～4小时后，即可再涂刷第二道涂料。

(4)可低温施工耐高低温性能好。HCPE防腐涂料可在－15℃～+50℃的的中施工，漆膜可在－30℃～+80℃条件下长期使用。

(5)使用方便。HCPE防腐涂料系单组份包装，不需要在施工现场进行临时配制，只需打开包装桶盖，经搅拌均匀后，就能使用。

(6)可获较厚的涂层。由于HCPE防腐涂料的固体含量较高，故一道漆膜即可获得较厚的涂层。

(7)用途广泛。经过我们的调研，HCPE的价格与其他环氧和沥青类防腐涂料基本相当，加上HCPE同时具有上述优良的特性而被广泛用于冶金、石油、化工、电力、机械等行业的各种工业设备和设施的表面防腐，使其免受各种腐蚀环境的侵蚀，延长被涂件的使用寿命。

因此，我们在输电线路工程基础的防腐设计中选用HCPE作为外防护涂料，以提高基础混凝土的耐久性，确保在设计年限内线路运行的安全。

3 HCPE防腐涂料技术性能要求

3.1 HCPE防腐涂料的配方设计原理

高氯化聚乙烯树脂(HPE)是一种热塑性硬质脆性树脂，需辅以适量的增塑剂等添加剂，能使涂层的物理机械及化学性能进一步提高。

3.1.1 底漆

底漆是涂装涂料防腐配套体系中最重要、最基础的涂层。它要求必须对底材具有良好的润湿性和优异的附着力，不得存在针孔、砂眼、起泡等涂装缺陷，同时具备钝化、缓蚀封闭等防腐功能，与中间层和面漆层间附着力良好。HCPE作为防腐涂料需要的底漆主要包括：附着力促进剂、增塑剂、颜(填)料体系、溶液体系和其他助剂。

3.1.2 面漆

面漆与底漆配套使用，具有保护装饰以及功能性的作用，不同的使用环境对面漆有不同的要求。主要的面漆包括：树脂改性剂、颜(填)料体系，其他溶剂、增塑剂、助剂等与底漆大致相同。

3.2 HCPE防腐涂料的技术性能要求

由于我国目前没有对HCPE防腐涂料的技术参数做出统一的规定，因此我们参考国家石化工行业现行标准《石油化工设备和管道涂料防腐技术规范》SH 3022－2011[6]和化工行业现行标准《环氧沥青防腐涂料(分装)》HG/T2884—1997，以及其他国家标准的有关规定，并结合线路工程的特点，将HCPE主要技术性能要求列于表1，供施工单位选用合格HCPE涂料的参考。

表1 主要技术性能要求

续表1

施工单位在购买HCPE防腐涂料时的主要技术性能可参考上表，但同时HCPE需具有产品质量证明书且满足出厂质量标准，以及满足国家相关检测标准及规定。

4 HCPE防腐涂料施工技术要求

根据《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046—2008和《架空送电线路基础设计技术规定》DL/T5219—2005相关条文的规定，对于处于中、强腐蚀环境的大开挖基础，其混凝土表面均须要涂刷一定厚度的防腐涂料，而HCPE防腐涂料是一种化学制剂，具有一定的挥发性和流动性，为了确保施工安全和施工质量，有必要对施工过程提出相关的要求。

4.1 施工前准备

(1)施工前，应完成方案编制和技术交底，施工人员必须熟悉施工方法和技术要求。

92)HCPE防腐涂料在使用时必须充分搅拌均匀，不得有沉淀、色差等现象。使用时一般不加稀释剂，如气温过低出现过稠不便施工时，可酌情添加高氯化聚乙烯防腐漆专用稀释剂。

(3)混凝土表面必须经过一定时间的放置和养护，干燥时间至少3周以上，使表面含水率小于3%，养护期间避免油污、雨水和其它化学药品污染；当有碱性盐份析出，应彻底清除后再进行涂装；表面经纬平整度要求2 m范围内落差小于2 mm；混凝土表面的裂缝、麻面、气孔、脱壳、不平处，可用425#水泥和高氯化聚乙烯漆加稀释剂配制成腻子修补平整，配比成以适宜批刮操作为度。

(4)底材温度不低于0℃，且至少高于空气露点温度3℃，但不能高于50℃。涂料本身的温度应高于15℃，以保证正常的施工性能。施工环境温度以不高于35℃为宜。

(5)阴雨天或相对湿度大于75%时，应停止施工。施工时如漆质过稠，可用专用稀释剂调整粘度。

4.2 涂层厚度及间隔时间要求

4.2.1 涂层厚度

涂料施工应严格掌握用量和膜厚的关系，满足设计要求和产品说明书规定的有效涂层体系要求。与一般的涂料不同，高氯化涂料在施工过程能快速释放溶剂，若一次涂装太厚，因表里干燥不一致易致表面缺陷的产生，造成涂膜针孔。参考化工行业现行标准《石油化工设备和管道涂料防腐设计规范》SH 3022—2011对于漆膜厚度的要求，本工程的HCPE防腐涂料的涂刷厚度及道数，可参考表2。

表2 漆膜厚度

若由于膜厚不达标，须复涂，复涂时前道必须完全干燥，加涂层膜厚不应小于30μm。

4.2.2 复涂间隔时间

下一道涂层涂刷前需在前一道土层完全干燥后方可进行，由于底材的温度不同，其每道涂层的涂刷时间间隔是有差别的，就本工程而言，涂刷间隔时间可参考表3。

表3 涂刷时间间隔

4.3 施工后注意事项

(1)涂料施工后4 h内忌水淋。涂料成膜后应检查成膜均匀，无任何针孔起皱或其他弊病，反之应采取方法消除。涂料施工的检验规则请参见相关国家标准和规定。

(2)涂完最后一道面漆后，常温下(25℃左右)保养7天方可回填夯实基坑，回填时，注意保护好漆膜不受破坏。

(3)打开桶盖后如一次不能使用完，应及时封好桶盖,以防溶剂挥发影响使用。

(4)废弃的HCPE防腐涂料容器和包装不可随意丢弃，需按照产品使用说明、国家相关安全和环保法律法规及当地的有关规定进行回收。

4.4 施工安全保证

(1)涂覆和使用HCPE防腐涂料的一切工作都必须根据各种有关的国家质量、卫生、安全和环境保护标准与法规进行。

(2)HCPE防腐涂料应由专业涂装操作人员(或取得培训和授权人员)根据产品说明书、涂料施工安全技术说明、MSDS(危险化学品安全技术说明书)和包装容器上的合格证等相关指引建议在施工现场地使用。如果没有阅读前述资料，尤其是MSDS，则不可以使用HCPE防腐涂料。

(3)请注意HCPE防腐涂料产品包装容器上的警告标识。在通风良好的环境下使用。不要吸入漆雾，避免皮肤接触。当涂料操作人员出现恶心、呕吐、头晕等身体不适的情况时，应立即送到通风良好的场所进行诊治。油漆溅在皮肤上要立即用适合的清洗剂、肥皂和水冲洗。溅入眼睛要用水充分冲洗，并立即就医治疗。

(4)进行涂料的防腐施工时，严禁同时进行可能产生明火或者电火花的作业。

5 工程实例

已建成投运的哈密南～郑州±800kV特高压直流输电线路工程途经的新疆、甘肃、宁夏境内(1～14标段，共2801基杆塔)存在腐蚀性地基，腐蚀介质主要为SO42－和CL－，根据《岩土工程勘察规范》GB50021—2001(2009年版)判定地基土和水对混凝土强腐蚀约332基、中腐蚀约355基、弱腐蚀约1562基；地基土和水对钢筋混凝土结构中的钢筋强腐蚀约176基、中腐蚀约1427基、弱腐蚀约583基。工程遇到的腐蚀性地基范围之广、线路之长、腐蚀等级之高在以往特高压线路中都是前所未有的。该工程的基础外防护就采用HCPE防腐涂料，并参照本文的技术要求进行设计和施工，取得了良好的效果。

6 结语

我国目前没有对HCPE防腐涂料的技术参数做出统一的规定，本文所提出的HCPE技术指标及施工技术要求是参考国家石油化工行业的标准及一些文献资料确定的，由于时间较短及作者水平有限，难免欠妥。目前国内具备大规模生产HCPE防腐涂料的厂家比较多，每个厂家都有自己不同的技术标准及配方，生产工艺水平也良莠不齐。施工单位在购买HCPE防腐涂料时的主要技术性能可参考本文提出的一些技术性能要求，但同时HCPE防腐涂料需具有产品质量证明书且满足出厂质量标准，最重要的是要满足国家相关检测标准及规定。

[1]GB 50021—2001(2009版)，岩土工程勘察规范[S]．

[2]GB 50046—2008，工业建筑防腐蚀设计规范[S]．

[3]DL/T5219—2005，架空送电线路基础设计技术规定[S]．

[4]姜美荣．浅谈高性能搞绿化聚乙烯防腐涂料的特性[J]．涂料与应用，2005，1(1)．

[5]于清章，吴霁虹，郭积铖．高氯化聚乙烯防腐涂料在防腐领域中的应用[J]．涂料工业，2010，40(8)．

[6]SH 3022—2011，石油化工设备和管道涂料防腐设计规范[S]．

[7]HG/T2884—1997，环氧沥青防腐涂料(分装)[S]．