复层包覆技术在阿拉尔市地下管道阀门上的应用

朱修金++李林++张立佳

摘 要：通过对阿拉尔市地下管道阀门使用现状的调查与研究，介绍了阀门腐蚀的原理，提出了复层包覆技术在阀门防腐上的新应用，并通过冻融循环实验验证，提高了阀门的使用性能，减少了经济损失和资源浪费，为阀门的防腐研究提供了理论方面的参考。

关键词：地下管道阀门；腐蚀分析；复层包覆技术；冻融循环

中图分类号：TM621 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.12.143

1 腐蚀现状

腐蚀是引起金属阀门损坏的重要原因之一，金属阀门的腐蚀以电化学腐蚀为主。经过调查研究发现，阿拉尔地下管道阀门腐蚀的主要原因是：在使用过程中，随着开启次数的增加，阀杆和填料相对运动造成阀杆的磨损加大，使阀杆与填料之间产生缝隙，阀门内介质外漏，从而产生电化学腐蚀，而且该地区水质的矿化度和盐碱度较高、昼夜温差变化大等特殊因素更加速了阀门的腐蚀。

目前对于阀门的防腐，可采用多种方法进行处理，主要有金属表面处理、喷刷涂料、电化学保护、加入缓蚀剂等。针对该地区腐蚀环境的特殊性，在常规防腐技术的基础上首次提出使用复层包覆技术，确保阀门阀体及各连接部位具有良好的密闭性，以期达到长久、高效的防腐效果。

2 复层包覆技术

2.1 复层包覆技术概述

复层包覆防腐系统是由防蚀膏、防蚀带和外保护层组成的，是三层保护体系的复合，防蚀膏和防蚀带具有相似的成分及性能，具有不固化、不开裂、黏附力强等优点，能够形成一个完整的保护膜，阻绝水和氧气与基材的接触，起到防腐和除锈的双重作用，具有优异的防腐和密封效果。复层包覆技术不仅可用在海洋环境下各种钢铁和钢筋混凝土设施，例如跨海大桥、钻井平台和港口码头，而且可以用于各种腐蚀环境下的线路保护。该技术在美国、英国、土耳其、马来西亚、印尼、日本、新加坡等沿海国家已有广泛应用，部分工程的服役期限已超过30年。

复层包覆技术具有以下特点：①化学性能稳定，具有优异的防腐性能；②对基体附着力强，适应温度范围广，不会变硬，不会断裂，轴向变形小；③耐温差效果好，抗冲击强度高，防护周期长；④材料具有优异的阻燃性；⑤施工方便，可在安装现场施工，表面适应性好，对表面处理要求低，达到St2级即可；⑥施工安全，不含可挥发性物质，环保无污染。

2.2 复层包覆技术施工步骤

复层包覆技术施工步骤为：①对阀门基材进行预处理，达到St2级即可，保持表面清洁干燥。②用毛刷在基材表面均匀涂刷防蚀膏，厚度应大于100 μm。如果基材表面有空洞、凹坑、缝隙等，应用防腐蚀密封泥填充找平。③缠绕防蚀带。缠绕时，保持一定拉力，使其紧贴基材表面，并保证层间搭接50%，两端搭接20%，厚度应大于500 μm。对于特殊部位，应反复缠绕，确保良好的密闭性，避免褶皱空隙。④外加保护层，采用细格玻璃布缠绕。为了防止大气和介质腐蚀，玻璃布上涂两遍醇酸磁漆。

3 复层包覆材料构造

复层包覆材料构造示意图如图1所示。

3.1 试件制作

按照上述复层包覆技术的施工要求，采用DN200型闸阀进行试件的制作。实验分三组，每组3个。试件应放在温度为（20±2） ℃、相对湿度为（65±5）%的实验室中养护。成型后，试件应侧立并相互间隔放置。

图1 复层包覆材料构造示意图

3.2 腐蚀溶液配制

经过对阿拉尔地区实地调查发现，该地区地下水中含有较高的Na+、SO42-、Cl-等离子，因此腐蚀溶液浓度的选择为：清水（参照组，编号C1）、质量分数为5.0%的Na2SO4（编号C2）、质量分数为5.0%的Na2SO4和质量分数为5.0%的NaCl（编号C3）复合腐蚀溶液。

3.3 试验方法

将试件置于不同的溶液中，试件采用完全浸泡，一次冻融循环时间为4 h，冻融循环时间分别为10 d、30 d、60 d、90 d和120 d。待达到规定的时间后取出查看防护效果，并对防腐层进行剥离，观察阀门腐蚀程度。

3.4 结果与分析

采用复层包覆技术的阀门在腐蚀冻融循环环境下防腐层未出现皱折、破损等不良现象，剥离防腐层后阀门未出现腐蚀；而没有采用复层包覆技术的参照组阀门则出现了涂层脱落，阀体生锈等现象。说明复层包覆技术多层的防护体系在阀门防腐上有良好效果和应用前景。

4 结束语

通过对阿拉尔地下管道阀门腐蚀现状、腐蚀环境及腐蚀因素进行分析，提出了由防蚀膏、防蚀带和外保护层组成的复层包覆防腐系统。利用复层包覆技术首次对阿拉尔地下管道阀门进行修复防护，并通过腐蚀冻融循环实验验证，取得了良好的防护效果，可以真正提高阀门的使用性能，是一种值得推广的新型防腐技术。

参考文献

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