重要厂用水管道内壁抗腐蚀控制方法及问题分析研究

赵世明 杜军

中核工程咨询有限公司 福建福州 350000

1 系统简介

WES的功能是把由设备冷却水系统收集的热负荷输通过板式交换器进行热交换送到最终热阱——海水。PX泵房内管材为碳钢衬胶管道和带阴极保护并具有防腐涂层的钢管，GA廊道内管材为带阴极保护并具有防腐涂层的钢管，核岛厂房内管材为碳钢衬胶管道和带阴极保护并具有防腐涂层的钢管。

2 先决条件

为了使施工的过程能够得到有效的控制，主要从人、机、料、法、环五个方面进行控制。其中施工人员的熟练操作技巧和责任心，是施工过程质量控制的决定性因素。施工必须有熟练操作技术人员，擅长管道内壁刮涂、刷涂、辊涂方式，能够适应在有限作业空间作业，掌握涂料使用说明书技术参数和各组分搅拌操作的技术方法等，经本单位培训考试合格后方可上岗作业。质检和技术管理人员应掌握施工工艺过程、方法、技巧以及验收标准。

3 质量控制

3.1 碳钢氯丁橡胶衬里管线

安装顺序：施工过程现场焊接、组装→供应商内壁衬胶→返厂复验→存放及倒运→正式安装。

碳钢氯丁橡胶衬里管线的质量控制要满足以下几点：

（1）返厂复验满足整个表面平整、无水泡、空鼓、黏结破坏、毛刺、无漏衬，特别是法兰外表面以及支管部位。用测厚仪检测衬胶层厚度，各测点的距离应尽可能大一些，检测点的数目视工件的形状及大小而定（一般检测5-10点）；用电火花检测仪全面检查衬里层，不得有漏电现象。检查时，胶层表面应清洁、干燥，探头不得在胶层上停留，以防止胶层被高电压击穿[1]。

（2）满足清洁防异物要求，防止管道内壁被破坏，尖锐异物的进入。当有异物或脏东西时，要用清水进行清洗或擦洗，不可用易挥发、带腐蚀的酸性等有机溶剂清洗或擦洗。

（3）氯丁橡胶衬里管线安装主要为法兰连接，安装前注意法兰处衬胶是否有损坏，以及拧紧法兰力矩对衬胶压缩值的影响，避免力矩过大，对衬胶有所破坏，压缩值一般为15%～25%。

3.2 碳钢管道内壁重防腐

3.2.1 表面预处理

（1）喷砂处理：是金属表面涂装防腐前的最佳选择方法。喷砂后应达到除锈等级至少为GB/T8923.1Sa2.5级，表面粗糙度一般为35～70μm，需要用对比试块进行比对。

（2）手工或机械除锈：当喷砂处理难以达到或管线到达现场安装时，可用手工通过打磨的方式进行除锈，处理后的表面除锈等级应达到标准Sa2.5级别，彻底去除表面的氧化皮、锈蚀，并满足粗糙度要求，粗糙度可以仪表或对比试块进行检验[2]。

（3）喷砂处理和手工或机械除锈后用压缩空气、毛刷或抹布进行表面除尘。除尘使用的压缩空气、毛刷、抹布应无油、水和其他有害杂质。

3.2.2 组分配比及涂层厚度

WES20寸以上725-H45-ZF101重防腐涂料由甲组份为改性环氧树脂，乙组份为固化剂，丙组份为精细粉料组成。在10～35℃其重量配合比如下：甲：乙：丙＝100：25～15：130。刮涂725-H45-ZF101每道厚度控制在400μm，共2层。

WES20寸及以下内壁重防腐用725-H45-ZF101G是一种双组分环氧重防腐涂料，甲乙组分配合质量比7:1（或体积比3.4:1）。辊涂和刷涂每道控制在200μm，共4层。

涂料在配比时，要注意施工使用量及固化时间，一般控制在1小时内，同时固化剂的使用量且不可超过要求量，以免影响施工及使用的性能[3]。

3.2.3底漆涂层涂装

在完成表面预处理检查合格后，应尽快涂底漆，满足第一道涂层涂装间隔时间一般不应超过4小时，在海洋性露天环境下一般不超过2小时。每次刷涂、刮涂的搭接要均匀、平整，尽量一次成型，同时边涂装边自检、边修整。在涂层即将表干时整体修整一次，防止流挂和漏涂、砂眼，针孔等缺陷，缺陷部位要及时修补，并用刮、铲、磨等方式去掉涂层，重新刷涂、刮涂。使其涂层平整光滑。底涂层涂装完成后，再次进行表面检查和厚度测量，同时做好施工记录。

喷涂时，为了保证漆膜厚度，同时也防止气孔和漏涂缺陷产生，支管，边、弯头、三通、阴极保护处等部位先进行刷涂，再进行底漆的喷涂。

3.2.4 中间和面漆涂层涂装

底漆涂层完全固化后，按照供应商提供的间隔时间大约1～7天内进行第二道涂层涂装。进行中间层、面漆的涂装。若再涂时间超过规定的时间要求时，必须采用合适砂纸对涂层表面打磨粗化处理，满足层间附着力要求，方可进行涂层涂装。面漆涂层涂装采用刮涂方式涂装重防腐涂料时，涂料配置及施工方法与底涂层涂装相同。采用喷涂时，注意均匀操作，不要过厚，形成流挂现象。面涂层涂装完成后，应进行表面检查和厚度测量，同时做好施工记录[4]。

3.2.5 涂层修补

涂层修补工作管道需要现场焊接焊缝，确保内部表面无焊渣、未焊透、气孔等缺陷，涉及管道焊接工作全部完成，如接地块，阴极保护部件，且无损检测合格。未涂装要在现场需要进行最后涂层涂装的表面，施工时，尽快完成相关的无损检测工作，缩短管道连接的距离，特别注意标高上升落差大的管道，保证足够的开口空间，以方便操作及涂层修补。

修补前，清除破损区域，边缘修补平整、圆滑过渡，搭接处应打毛，要保证金属基材无油污、锈蚀和灰尘等，并满足相应的附着力，注意查看支管、三通、弯头、阴极保护套管位置。

修补时应按照底漆、中间和面漆涂层防腐施工工艺进行表面预处理，涂层修补施工，注意与周围已完成涂层的搭接，且不小于100mm，涂层修补施工应使用原始涂层相同的涂料。如果损坏区域超过整个区域的20%，对损坏区域修补后，应对整个区域涂覆一道面漆，修补区域尽可能为矩形。

管段上阴极保护套管安装完成后，需要检查安装处内壁涂层破损情况，若有破损，按要求进行补漆；涂层的道数和每层的厚度以及干漆膜总厚度应与原涂层相符。

4 质量验收

4.1 涂层外观检查

涂层外观应均匀、平整、光滑，涂层表面应无漏涂、流挂、起皱、凹陷、气泡、裂纹、剥落、分层、龟裂等涂膜缺陷，修补边缘应尽量整齐，涂层颜色与色卡要求的颜色相同。

检查防腐层干性的标准：表干—用手轻触不粘手，实干—用手指推不移动，固化—用手指甲重刻不留痕。

4.2 涂层厚度

按GB/T13452.2使用涂膜测厚仪进行涂膜厚度检查。

每次取10个以上的测点，对复杂表面应增加测点数量，要求80%以上的测点的厚度达到或超过规定的涂膜厚度，余下的不到20%的测点的漆膜厚度应不低于规定漆膜总厚度的80%。

4.3 附着力

附着力测试一般以每1000m2检测一次。施工时可直接在金属基底上进行测试，如果施工困难时，可在试件或见证板上进行。主要采用拉开法，附着力应大于2.0MPa（金属基底）。

5 缺陷原因分析研究以及解决措施

5.1 管理和人因因素分析

（1）安全技术交底落实不到位，易产生缺陷部位分析不全面、方案未明确作业要求。通过巡检和见证时，发现现场技术人、施工人员对安装要领掌握不透彻，施工的重点部位不了解，特别是老员工对新员工的传承帮带不足，间接导致施工的错误操作，导致作业人员不知道如何涂刷、是否涂刷，从而发生质量缺陷的产生。

（2）施工作业人员技能不足，思想麻痹松懈、质量意识不强。

（3）施工逻辑安排不合理，如：RT施工滞后导致施工人员进入管道内部区域较长，高低落差较大，有限空间作业难度加大，施工易出现疲劳。

解决措施：

（1）施工前做好技术交底、掌握施工方案内容，明确施工要领，操作说明和步骤。对施工作业人员可采取模拟试件进行施工，正式喷涂或涂刷时，分阶段进行施工及油漆修补工作。

（2）施工作业人员加强培训和实际操作，提高施工熟练程度，加强公司核安全文化的学习培训。同时合理布置通风口、施工管道的长度，合理安排施工顺序及RT窗口，避免长期在管道有限空间内作业而增加施工作业人员施工的难度；设计方面，增加法兰连接型式连接，利于检修、维护和目视检查。

（3）施工作业时多关注重点区域部位，如支管，落差高处弯头、三通、阴极保护处、部分接地块处。

5.2 设计文件深度不够、施工发现问题能力不足

5.2.1 重点部位阴极保护处内壁油漆破损

缺陷原因分析由于电极基座下法兰孔（孔径Φ40mm）内壁为金属表面（图纸未要求重防腐），与阴极保护套管外壁之间存在1mm间隙。海水进入管道内部后，电极基座下法兰孔内壁金属表面暴露在海水中，造成电极基座下法兰孔内边缘处锈蚀，经海水不断冲刷，导致该处油漆破损。

解决措施：

（1）若阴极保护附近仅存在锈蚀问题（重防腐涂层未破损），只需使用砂纸对阴极保护附近的面漆进行打磨，满足施涂面漆条件后重新涂装一层面漆即可。

（2）若阴极保护附近存在重防腐破损现象，则需要使用磨光机对阴极保护附近涂层进行打磨（注意打磨过程中不要损伤阴极保护套），满足施涂底漆、面漆条件后，按照油漆破损修补方案进行修补。

（3）设计单位在施工图中明确电极基座下法兰孔（孔径Φ40mm）内壁与阴极保护套管外壁之间间隙的处理方式，防止海水渗透在间隙内。

5.2.2 重点部位部分接地块处内壁油漆破损

主要由于接地块焊接时，油漆受热后损坏。

解决措施：

设计单位在WES系统管道三维制作图中增加接地块的焊口号信息。

改变施工逻辑，预制或者安装在焊接完成后再进行内部重防腐处理。

5.3 设计不满足检修工作需要

在设计管道时，安装焊接尺寸过长，法兰连接数量过少，无法实现后期的检修工作，同时增加安装阶段施工操作的复杂性。

解决措施：

增加法兰连接数量，合理布局，最大化增加施工操作、检查窗口，满足日常安装、维修工作的可达性，可操作性，便于缺陷定位。

6 结语

WES系统在调试和运行阶段出现的油漆脱落问题，反映出设计、施工的疏忽和不足，同时也给施工及监理单位敲响了警钟，事前需做好预判，合理安排施工逻辑，风险因素分析，事后做好全面检查与控制，提高质量管理和控制水平。同时设计上需改变维修设计，减少管段长度和焊接连接，增加法兰型式的连接，以达到检修可达性、可操作性的目的。