TPEP防腐钢管在橡胶坝充排水系统中的应用

褚 洋

（枣庄市水利勘测设计院，山东 枣庄277000）

目前，在管道输水领域非常重视管道的防腐蚀能力，在防腐蚀涂层上涌现了很多新材料、新技术。TPEP防腐钢管是一种以钢管为基材、外壁采用3PE（底层环氧粉末涂层、中间层胶黏剂、外层聚乙烯）、内壁采用环氧粉末涂层为主要防腐结构的新型管道，具有良好的耐腐蚀性能，是目前较为先进、成熟的管道防腐技术，在城乡供水、工业用水中广泛应用。枣庄市市中区东沙河东各埠橡胶坝为枣庄市首次使用TPEP防腐钢管作为充排水管路的橡胶坝工程。

1 橡胶坝充排水系统概况

枣庄市市中区东沙河东各埠橡胶坝位于城区南部、东沙河下游，为1孔、净宽35 m、设计坝高3 m的充水式橡胶坝。充排水泵站布置于河道左岸，依靠埋设于坝底板等部位的管路向坝袋充排水，实现升、塌坝。充排水系统是橡胶坝中非常重要的部分，随工程建设中埋设于混凝土结构下，其使用寿命直接影响工程的运行年限。

由于东沙河上中游穿城区而过，汇集城区部分生活污水、市政排水后排向下游。根据地质勘察报告中环境水水质试验分析，东各埠橡胶坝处地表水对混凝土具有强腐蚀性，对钢筋混凝土结构中钢筋具有弱腐蚀性，对钢结构具有中等腐蚀性；地下水对混凝土及钢筋混凝土结构中钢筋具有弱腐蚀性，对钢结构具有中等腐蚀性。由于充排水管道埋设于坝底板下、河床中，直接与河道水、地下水接触，因此应重视环境水腐蚀性对管道的使用寿命影响，提高并加强管道的耐腐蚀能力。经技术、经济分析比较，工程设计中采用TPEP防腐钢管作为充排水管道，可提高管道内外防腐能力，延长工程的使用年限。

2 TPEP防腐钢管的优点

2.1 防腐性能好，使用寿命长

由于TPEP防腐钢管外壁采用3层防腐结构、内壁采用单层防腐结构，外壁聚乙烯层吸水性低，内外熔结环氧粉末涂层机械强度高、力学性能好、抗阴极剥离能力强。在工厂加工、检验合格后出厂，管道整体具有极高的密封性，防腐质量较好，适用于不同的水文地质环境，特别在有腐蚀性的地下水环境中具有很强的防腐可靠性，正常使用寿命最高可达50年，等同于建筑物主要混凝土结构的合理使用年限。

2.2 内壁糙率低，所需管径小，综合成本低

TPEP钢管内壁光滑、摩擦系数小，相对于球墨铸铁管、普通钢管糙率低，输送同等流量下所需管道口径小，管道沿程和局部水头损失降低，配套水泵功率、电气设备要求降低，因此可减少工程建设投资和运行管理费用，长期运行可节约能源、减少成本、保护环境。

2.3 现场施工方便，可节省工期

TPEP防腐钢管的直管和三通、弯头等管件在工厂已提前加工完工并检验合格，施工现场仅需要对各管道、管件焊接连接即可，可大大节省工期。

3 TPEP防腐钢管的设计、施工要点

3.1 防腐层结构设计

1）钢管内外表面处理。TPEP钢管以螺旋钢管为基材，壁厚为8 mm，管材内外防腐层涂敷前均应进行表面预处理。先清除管道表面的油脂和污垢等附着物，然后进行抛（喷）射除锈。除锈质量应达到Sa2.5级，锚纹深度达到50～90μm。钢材表面的焊渣、毛刺和表面附着的灰尘、磨料应清除干净。

2）外防腐层。工程所使用的管道多为DN500口径，外壁采用三层防腐结构。各层厚度应符合以下要求：底层环氧粉末涂层≥150μm，中间层胶黏剂层≥170μm，外层聚乙烯层≥3.7 mm。

3）内防腐层。采用单层熔结环氧粉末防腐，涂层厚度≥300μm。

3.2 管道施工

管道焊接和防腐补口是充排水系统中设计、施工中另一个重点，焊接和补口质量是管道防腐的重要环节，直接影响充排水系统的运行和工程使用寿命。

3.2.1 管道焊接

1）焊接。成品TPEP钢管两端一般会预留100～150 mm不做防腐层，以满足现场焊接需要。焊接前应对管道接口处20 mm范围内进行打磨并去除油污等，管口做成30°～35°坡口，管道焊接为对口型式，单面焊接双面成型。焊接时应对两侧管道采取保护措施，防止焊渣飞溅灼伤防腐层。焊缝外观成型良好，平滑过渡，表面不允许有裂纹、未熔合、气孔、夹渣等缺陷，焊缝宽度以每边超过坡口边缘2 mm为宜，焊缝表面不应低于基材表面。

2）焊缝清理。焊后应对焊口进行清理，焊缝及附近的毛刺、焊渣、飞溅物、焊瘤等应清洁干净，补口处的污物、油、杂质应清理干净，防腐层端部有翘边、生锈、开裂时，应清理。补口部位的表面除锈等级应达到GB/T8923.1-2011/ISO8501-1∶2007规定的Sa2.5级，锚纹深度应达到40～90μm，除锈后应清除表面灰尘，表面灰尘等级应不低于3级。焊缝清理后进行无损检测，对不合格焊缝应及时返修处理。

3）管道试压。管道试验压力应为管道工作压力的1.5倍且不小于0.9 MPa，本工程管道最大工作压力为0.2 MPa，因此最终选定试验压力为0.9 MPa。水压升至试验压力后保持恒压10 min，检查接口焊缝、管身如无破损和漏水现象，管道水压试验为合格。

3.2.2 焊缝防腐

焊缝处防腐质量不好极易造成管道的腐蚀，影响工程质量和运行，因此在设计、施工中应重视焊接补口。

1）焊缝处外壁防腐。外壁补口采用环氧底漆/辐射交联聚乙烯热收缩带的方式。底漆采用无溶剂环氧树脂底漆，由热收缩带（套）厂家配套提供或指定，涂敷厚度≥150μm。热收缩带按管径选择配套的产品的规格，表面应平整、清洁、无气泡、裂口及分解变色。

应按照产品使用说明书和补口施工工艺规程的要求调配底漆，在管道连接裸露处均匀涂刷，底漆湿膜厚度≥150μm，涂刷后不能漏出钢管基材，聚乙烯层不刷底漆。

热收缩带加热，应控制火焰为强度，不应对热收缩带上任意一点长时间烘烤。收缩后，热收缩带与钢管表面聚乙烯层搭接宽度≥100 mm，热收缩带采用固定片固定，周向搭接宽度≥80 mm。

2）焊缝处内壁防腐。内壁防腐采用涂刷环氧涂料，涂层厚度≥300μm。管径较小、无法人工施工的管道，采用管道补口机进行管道焊接处内壁防腐补口施工。

4结语

TPEP是一种成熟的管道防腐技术，对于埋设在地下且与环境水接触的输水管道具有优异的防腐蚀能力，在橡胶坝中应用能够大大提升充排水系统运行的可靠性，提高工程的使用年限、节省工程管理费用，具有广阔的应用前景。