球墨铸铁管防腐技术发展

2022-10-04

引言

球墨铸铁管从国际到国内现已广泛应用于城镇供水及燃气行业, 它是供水管网使用量最多的一种管材。最早在二十世纪五十年代初出现了球墨铸铁管。球墨铸铁管有较强的抗腐蚀能力, 球墨铸铁管力学性能接近钢管, 但耐腐蚀性能优于钢管。同时球墨铸铁管具有很高的安全性, 本文就球墨铸铁内外防腐技术发展进展做了初步的探讨。

一、球墨铸铁管三大生产工艺

首先是水冷金属模离心铸管工艺, 该种工艺主要生产DN100-1000 (1200) mm管子, 大多数离心铸管厂采用水冷金属模离心铸管工艺。该工艺生产球墨铸铁管消耗管模费用较高, 但生产率高, 铸管质量高。

其次是涂料模离心铸管工艺。由于喷涂料以及固化需要一定时间, 故生产率比水冷金属型离心铸管机低。该热模法离心铸管比水冷金属型离心铸管具有投资少, 管模使用寿命长, 可以生产大管径离心铸管等优点。但其生产的铸管外表面质量比水冷金属型稍差。

最后是树脂砂模离心铸管工艺。树脂砂热模法是利用树脂砂固化后在管模内壁形成一层砂壳生产铸管的工艺。由于衬砂层较厚, 导热率低, 它是三种离心铸管方法中冷却速度最慢的一种, 其优点是生产操作工艺较简单, 管模使用寿命长。该机用以生产DN1000-1600mm大口径铸管。

二、球墨铸铁管防腐技术

属材质管道因为输送效率高、安全无污染、可穿越各种地域而应用广泛。但金属管道在周围环境作用下经常会发生腐蚀, 严重时会导致腐蚀穿孔和泄露, 造成严重的安全事故。为了减少金属管道的腐蚀穿孔, 一般做法是对管道进行防腐层涂敷, 实现金属管道与腐蚀环境隔离, 从而确保管道长期安全运行。

我国管道防腐层从沥青类防腐层开始, 之后是煤焦油瓷漆、环氧沥青涂层, 再后来发展到聚乙烯包覆涂层。聚乙烯涂层的出现推动了粉末涂料的迅猛发展, 随后环氧粉末涂层以其优异的附着性和防腐性开始应用于管道防腐。熔结环氧粉末和三层聚乙烯 (三层PE) 两种防腐层已成为世界管道工程的首选防腐层。

其中, 作为埋地管道外防腐层, 目前国内外常用的管道外防腐工艺主要有:环氧煤沥青防腐、胶带防腐、熔结环氧粉末 (FBE) 防腐、双层熔结环氧粉末、3PE, 2PE、单层PE结构防腐等。其中已应用在球墨铸铁管外防腐工艺有:环氧煤沥青涂层、喷锌加喷涂沥青漆 (传统方式) 、熔结环氧粉末 (FBE) 防腐、聚氨酯涂层、聚乙烯 (PE) 套等。

而作为内防腐层来讲, 内防腐层由于长期与输送的水流接触, 对内壁的防腐性能要求:根据输送介质进行确定, 对输送的介质要具有抗渗透性和防腐性能。若饮用水采用食品级防腐材料, 若化工用水、海水、污水等应采用重防腐材料。内防腐工艺主要有水泥砂浆、液态环氧涂料防腐、纳米陶瓷涂料防腐、熔结环氧粉末 (FBE) 防腐等。已应用在球墨铸铁管内防腐工艺有水泥砂浆内衬、内衬环氧陶瓷、内衬聚氨酯涂层和水泥+环氧树脂内衬 (传统方式) 等方式。

三、球墨铸铁防腐技术新进展

对于球墨铸铁管的内、外表面防腐蚀效果直接影响着它的使用范围和使用寿命。目前传统的球墨铸铁管防腐涂层是:内表面以水泥和环氧树脂作为内衬;外表面是先喷锌, 然后喷涂溶剂型沥青漆。该涂层特点是价格低, 漆膜厚度薄, 近些年也涌现了一些能够应用在球墨铸铁管上面的新的重防腐涂层。比如国外管道许多采用聚氨酯涂料防腐。目前防腐涂层的趋势就是对生态环境无污染。随着人们环保意识的加强及生产水平的提高, 高性能的环保型材料将会越来越受到欢迎。比如环保、无毒、无污染、无溶剂涂料涂装、低能耗、高效能管道涂装等新的技术要求在很多新防腐涂层中得到了实现。

1. 无溶剂环氧饮水管路防腐涂层。

适用于城市饮用水管路和远距离输配水管道内壁的防腐保护。国外早在上世纪80年代就采用无毒涂料对饮用水管道内壁进行防腐蚀处理。目前, 英美等国已普遍将无毒涂料作为管道内防腐蚀涂料。

2. 低处理带锈环氧防腐涂料技术。

该类型涂料技术可以在管道内外壁带锈涂装, 涂装效率高。该种防腐涂料技术具有前面所述的环保、无毒无溶剂优点, 无挥发性气体。异的抗水、汽渗透性能和抗海水和化学腐蚀特性, 同时可带锈直接涂装, 与钢铁、铁锈和潮湿的铁氧化物产生化学反应。

3. 无溶剂聚氨酯防腐涂料技术。

其优点是除具有普通聚氨酯涂料的优异性能外, 还具有无溶剂、固化速度快、工艺简单、成膜厚度大、喷涂效率高等优点。瑞士VONROLL铸管厂、青岛海洋化工研究院等也相继开发了此类无溶剂聚氨酯防腐涂料, 广泛应用于管道、建筑、海洋等领域。

4. 自修复型防腐涂料技术。

将特殊材料包覆于惰性外壳中制成微“胶囊”, 添加到防腐涂料中, 该技术制备的管道涂层在应力或水、氧及环境污染物的机械损伤及冲击的作用力下, 在涂层破坏位置释放出所含防腐组份反应, 成为管道涂层涂膜的一部分。

5. 内衬新型环氧树脂陶瓷涂层技术。

将环氧陶瓷涂料以机械喷涂或手工刷涂, 自然固化在铸铁管内衬水泥内壁上的一种新工艺, 适用于输送污水、中水、饮用水的供排水工程。

结语

随着我国工业化以及科学技术的发展, 我国输水管网的建设必将迅猛发展, 各省直辖市也都在积极响应中央号召, 加大输水、防洪骨干工程建设投资力度。从中我们可以看到输水管道事业大有可为, 而球墨铸铁管的应用必将更加广泛, 各种新型的无溶剂涂料等特种防腐涂料将得到大力推广和应用。

摘要：球墨铸铁管是当今世界较为理想的输水管材之一, 球墨铸铁管内部的石墨从片状石墨转变成球状, 使球墨铸铁管具有了优秀的可延性、柔韧性和抗冲击性, 随着我国经济社会的发展, 球墨铸铁管在输水管网中的应用必将迅猛发展。因此, 对球墨铸铁内外防腐技术的研究具有重要的实际经济价值, 本文对球墨铸铁内外防腐技术发展进展做了初步的探讨。

关键词：球墨铸铁管,防腐技术,技术发展