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          某地需鋪設煤氣管道涂塑鋼管經典案例

          來源:http://www.xddwd.com/article/2019121210.html

          某地需鋪設煤氣管道,采用螺旋焊管,外徑為480ram,壁厚12mm,每根長度為1200mm。其中有12km需經過山地,據地質勘探,山地巖石堅硬,打洞凼難大,造價高,因此在山地設計架空走管?紤]到當地的煤氣成分為一氧化碳、氫氣和硫化氫,其中一氧化碳、硫化氫對鋼管有腐蝕,而氫氣容易造成鋼管脆化。為保證管路使用壽命,要求鋼管內壁涂LLDPE,其質量不得低于《c們120-2008給水涂塑復合鋼管》標準要求。外壁原考慮用電鍍鋅,由于所需電鍍設備太大,現有裝備無法滿足要求,新上設備投資較大。且電鍍層僅有s.7 um,在大氣條件下防蝕僅s.7年。按用戶要求只能選擇熱鍍鋅,熱鍍鋅層厚度可達50.70 u m,在山地氣候條件下耐蝕可達50多年。如果再外涂耐候性銀粉漆,其壽命將不低于60年。

          1、鋼管熱鍍鋅工藝選擇在滿足用戶要求的情況下,如采用給水用大、中口徑內外涂塑鋼管,露天架設時,外壁不太美觀。目前大口徑給水管路也沒有采用外鍍鋅內涂塑鋼管的,而輸氣管路采用外鍍鋅內涂塑中、大口徑鋼管也未見資料報道。選電鍍方法不適宜的原因鋼管電鍍一般僅外壁鍍一層5—7 um鍍層,管路中只管口部位稍有鍍層,管內壁基本無鍍層,按一般涂塑鋼管加工工藝鋼管內壁需噴丸,所以其內壁應無鍍層最好,然而其致命缺點是鍍層太薄,防腐蝕性能差,電鍍鋅顯然不能被采用,用戶也不同意。鋼管熱鍍鋅內壁涂泥巴方法不可取采用鋼管熱鍍鋅一般說來內、外壁全部有鍍鋅層,其鍍層厚度內外壁差別不大,約50-70 u m,因考慮鋼管內壁涂LLDPE,按一般情況來講,內壁前處理用噴丸效果較好,因此鋼管內壁不要求有鍍層。為使鋼管內壁熱鍍時不鍍上鋅層,有人提議在鋼管內壁上經酸洗涂助鍍劑后再涂泥巴然后熱鍍。經試驗,熱鍍時約有30%.50%泥巴脫落,脫落部位內肇仍會鍍上鋅層,且鋅層薄厚不均,再噴丸時,鋅層被噴掉,使鋼管內壁噴丸活化面不均勻,造成涂塑膜質量不一致,甚至有小部位塑膜附著力小于30N/cm,達不到(CJ/T120-2008給水涂塑復合鋼管》標準要求。且因為泥巴中含有Si02,其中硅元素熔融于鋅液中,極易造成熱鍍鋅鍋腐蝕漏鋅以及鋅液中大量鋅渣生成,使得鋅耗增加,且鋼管鍍鋅層防蝕質量下降。鋼管內壁噴丸時,極易損壞外壁鍍鋅層,使外壁鍍鋅層外觀質量和防腐蝕性能下降。此方法不宜采用。

          鋼管內外壁全部有鍍鋅層,是熱鍍鋅的特點,內壁熱鍍鋅后,一方面是耗鋅量增加,而更為突出的問題是熱鍍鋅層上涂LLDPE附著力低,鋅是活潑的兩性金屬,易與水、氧和酸堿性物質發生反應,表面形成薄薄一層白銹,這層白銹和鋅基體粘結力極低,甚至削手輕輕一摸就可以去掉。這正是LLDPE附著力差的原因,如何提高其附著力是一個技術難題,如果選擇熱鍍鋅就必須解決這個問題。

          2、熱鍍鋅鋼管內壁前處理方法及其優缺點噴丸前處理一般說來,鋼管內壁經噴丸前處理后涂LLDPE,質量是比較可靠的。但由于熱鍍鋅內壁有一層近70u m的鋅層,噴丸后,其內壁活化面仍為鋅層,本來鋼管內壁的毛刺也只是鋅層的毛刺,加熱涂塑時,其毛刺基本熔掉,所以其物理結合力大大下降,且噴丸時,對熱鍍鋅鋼管外壁損害較為嚴重。磷化前處理熱鍍鋅鋼管內壁前處理的另一種方法就是磷化處理,磷化處理的效果一般而言要比噴丸處理差。由于噴丸前處理存在一些問題,所以考慮采用磷化前處理,解決磷化處理存在的技術問題是本項目要解決的課題。通過不斷試驗、改進,取得了較好的效果。鋅層也可以磷化,它的反應機理和鋼材一樣,磷化處理一般情況下多采用zn3 IP04)2和H3PO。配制,經試驗用此種磷化液磷化后,其磷化膜在涂塑加熱時(260。C-320。C)有結晶水析出!磷化膜的性能有所下降,和鋅基體的結合力也有所下降,因此涂塑膜的附著力也有所下降,經實測,塑膜與鋼管內壁的鋅層附著力勉強可達30N/cm,雖然基本上達到{CJ/T120-2008給水涂塑復合鋼管》標準的要求,但用戶認為,輸煤氣主管道口徑較大,室外氣溫變化大,熱脹冷縮會使涂塑膜附著力有所下降,所以要求其附著力盡量大,用戶要求磷化膜和LLDPE熱熔涂塑膜附著力大小與鋼材基本相同,達到大于50N/cm。我們經過多次試驗,采用熱鍍鋅鋼管磷化處理,其反應如下:Zn+Zn2Ca(P04)z+-Zn3《P04)2+H3P04+H20-+ZnzCa(P04)z·4H20鍍鋅鋼管經內壁處理后生成zn2Ca(H2P04)2·4H2q取代了白銹,該磷化膜與鋅機體粘結力很強,經檢測大于50Mpa且與LLDPE塑膜的附著力也很強,經檢測大于50N/cm。所以塑膜和鋼管的附著力大大增加,此磷化膜還可以防止鋅的二次生成物和金屬皂的生成,因而長期使用也不會降低涂膜的附著力。特殊磷酸鋅鈣系磷化液適合涂LLDPE加工工藝。

          其鋼管外壁鋅層經此磷化后,防蝕能力也有所提高。管道連接方法采用滑入式接口管道接口連結方式,用戶原考慮采用法蘭連接或焊接,此兩種方法都存在一些問題,法蘭連接成本較高,焊接施工困難。根據輸送煤氣管道氣壓力在1Mpa以下,經試驗Y型接口較為適用,其藝技術已經成熟,成本較低,安裝方便,適應性強。

          涂鍍層檢測情況經特殊磷化液磷化后,鋼管外壁鍍鋅層的防蝕性能有所增加,如果在使Hj時,外壁涂耐侯性銀粉漆,實驗室試驗使用壽命可達80.100年。外譴鋅層圖1涂塑鋼管Y型接口示意圖鋼管鍍鋅層內壁經特殊磷化后,由于其磷化膜適應于涂塑時的加熱工藝(260。C-320"C)而不發生脫水,使LLDPE塑膜經檢測完全達劍《a廠T12m2008給水涂塑復合鋼管》標準要求,比較優勢的是LLDPE塑膜和鋅層的附著力大于50N/cm。

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