防腐涂层，控制管道腐蚀的覆盖层

防腐机理分析

防腐涂料防腐蚀机理是在金属表面形成一层屏蔽涂层，阻止水和氧与金属表面接触。但有大量研究表明，涂层总有一定的透气性和渗水性，涂料透水和氧的速度往往高于裸露钢铁表面腐蚀消耗水和氧的速度，涂层不可能达到完全屏蔽作用。涂料的防腐蚀作用是因为导电度降低而阻止了腐蚀的进行，虽然导电度高的涂料，防腐蚀能力的确不好，但导电度低的涂层，导电率和防腐蚀性能并没有明确的关系，所以涂料与钢铁表面的湿附着力对防腐蚀起着重要的防腐作用。

分类

按使用基材不同可分为环氧防腐涂层，鳞片防腐涂层，环氧聚酯混合型，户外纯聚酯等。

防腐涂层技术按使用温度不同分为低温防腐涂层，常温防腐涂层，高温防腐涂层。

操作步骤

以鳞片防腐涂层胶为例

表面处理：喷砂或用角磨机将机件表面打磨粗化，并清除基面上的灰尘、油污、水分，使表面露出新鲜基材；

打底：把施工面上的气孔、麻面、凹槽用防腐胶填塞密实，然后涂敷BD417防腐涂层胶作为底涂；

鳞片胶涂敷：底涂初固后就可以把BD418鳞片防腐涂层胶涂敷于底涂上面，应向一个方向刮涂；前层鳞片涂层胶初固后就可以涂下一层；

面涂：最后一层鳞片涂层胶初固后就可以涂敷BD417防腐涂层胶做为面层。

养护：制备好的防腐涂层应固化24小时后再投入使用，温度低于5℃时需加热或延长固化时间。

鳞片石墨在防腐涂料中的应用

石墨是六方晶系的结晶型碳，呈叶片状鳞片状和致密块状，具有金属光泽按其来源分为天然石墨和人造石墨。石墨鳞片是一种层状结构的天然固体润滑剂，资源丰富且价格便宜。石墨鳞片结晶完整，片薄且韧性好，物化性能优异，具有良好的传导性导电性抗热震、性耐腐蚀性等。鳞片石墨按含碳量的高低分为高碳石墨（含碳量大于99.9% ）、中碳石墨（含碳量80%-93%）和低碳石墨（含碳量50%-75%）。鳞片石墨广泛用于冶金工业的耐火材料、轻工业的铅笔芯、电池工艺的电极、化学工业的润滑密封材料等。作为涂料的功能填料主要用于防腐涂料、防火涂料和导电涂料。

作为防腐材料，它和炭黑、滑石粉及油料等制成的防锈底漆，具有良好的耐化学品和溶剂腐蚀性能；若在配方中加入锌黄等化学颜料，其防锈效果更好。

用作防火填料的是可膨胀石墨，它是以天然石墨鳞片为原料，经化学或电化学处理而得到的一种石墨层间化合物。可膨胀石墨在受热条件下，体积急剧膨胀（最高可达300倍）窒息了火焰，同时生成膨胀物，达到隔绝火焰，延迟或中断火焰蔓延的作用，且本身不燃，柔软性好，表面能高，炭化层强度好。但是膨胀体的体积和用量要选择适宜。试验表明，150um的颗粒、30%的膨胀倍数、5%的用量最为合适。

鳞片石墨可直接作为碳类导电填料亦可制成复合导电填料用于导电涂料。但由于石墨鳞片的添加量较大，会使涂料的性能变脆而使其应用受到一定限制。因此，采取措施进一步提高石墨的导电性，有效降低石墨鳞片的添加量。国内天华化工机械研究院开发了以高温耐腐蚀树脂为基料，以导静电能力较强的大片状实体石墨鳞片为主要骨料，以本体强度高耐磨性好。

抗形变开裂性好的短切纤维材料为功能性填料的无溶剂厚膜型导电涂料。该涂料具有抗腐蚀介质渗透、固化残余应力小、抗基体形变开裂性好、施工性能稳定、长效导静电的特点。可用于原油储罐内壁导静电涂装。据资料报道，采用化学镀技术对石墨粉体施镀金属，如铜、镍、银等制备复合导电填料，以30%的量用于导电涂料中，不仅其导电性很好，且防腐性进一步提高。

热喷三要点

一、抗大气腐蚀涂层的应用

钢结构厂房、钢箱梁桥、电视铁塔、大楼天线、送变电站、钢制灯杆等户外钢结构，这些钢构件因长期暴露在大气中，受到气候变化和日晒雨淋，表面迅速氧化，生成一层三氧化二铁，严重影响钢结构的强度及使用寿命。为防止钢结构表面的氧化，以往一般都采用油漆保护，其防腐年限一般在3－5年，因此需要经常性进行维修、保养，常见的方法就是拷铲油漆，耗费大量人力物力。现采用钢结构表面喷锌、喷铝工艺加以保护，防腐年限可达30年以上无需保养。如在锌铝涂层外再加油漆封闭，则防腐年限更长。

钢结构表面只有喷锌、喷铝后，才能真正起到阳极保护作用，从而达到钢结构长效防腐之目的。因此国家许多重大工程及市政项目被指定采用该工艺。如：长江三峡永久闸门、上海东方明珠电视塔、杨浦大桥主护杆、广州市内环高架钢梁、上海证券大厦钢结构天线、浦东机场路共同沟爆气管道、上海南桥50万千瓦变电站等等，以确保重大工程的百年大计。

二、抗水腐蚀涂层

钢制水闸门是水力发电站、水库中控制水量的主要钢结构，它一部分长期浸没水中，表面受到微生物侵蚀（如钉蝎的吸附，其排泄物呈酸性）。另一部分长期暴露在大气中，特别是水线部分，受到冲浪和水面上漂浮物的冲击，同时又受到涨潮、落潮的影响，使这部份钢结构表面经常干湿交替，特别容易生锈。现在采用线材喷锌、喷铝工艺，大大提高了钢闸门的耐蚀性，比原来采用的油漆工艺防腐年限提高5～6倍。

三、喷锌、喷铝工艺与同类工艺性能比较（热镀锌工艺）

1、热镀锌工艺预处理采用酸洗、磷化工艺，工件表面会有酸、碱液的残余物，留下了腐蚀的隐患，使热镀锌层容易产生脱落。喷锌、喷铝工艺预处理采用喷砂工艺，故工件表面非常清洁毛糙，表面喷锌、喷铝后不会产生由内向外的腐蚀，从而不会产生锌层脱落现象。

2、热镀锌工艺有一定的温度，约440℃左右，故工件热镀后会产生变形；而喷锌、喷铝工艺喷涂时的温度很低，工件表面温度u003c80℃，因此工件不变形。

3、采用热镀锌工艺，工件受镀槽长×宽×高的限制；而采用喷锌、喷铝工艺则工件没有限制。

4、采用热镀锌工艺，还存在现场修补问题。现场安装时焊缝、装卸、运输过程中的损坏，修补只能采用油漆，从而产生工艺突破口。如采用喷锌、喷铝工艺，则现场可采用喷锌、喷铝的方法进行修补，避免产生工艺突破口。

5、由于热镀锌工艺的预处理采用酸洗、磷化，故工件表面没有毛糙度、涂层结合力较差。而喷锌、喷铝工艺的预处理采用喷砂，Sa≥2级，故工件表面有毛糙度，涂层结合力较好。抗拉强度≥0．6kg/mm2。

6、热镀锌工艺对水质污染十分严重，环保问题非常突出。所以热喷锌、喷铝工艺在来越广泛。

国外技术

环氧树脂复合材料涂料

环氧树脂复合材料涂料体系，适用于保护管道免受磨损、严酷的环境条件及外部腐蚀，此类防腐涂料较为先进的有美国阿莫 370 管道涂层 (AP370PLC)。其是一种长期的防腐蚀屏障，适用于从土地到空气中的过渡部分，形成了一道化学屏障，能阻挡大多数的化学品，包括烧碱、稀酸、盐溶液、水、蒸汽及石油溶剂。它是一种湿敷产品，因此既能用于直管又能用于弯管、T型管及其它外形结构。由于其耐久性，该体系大大减少了定期维修。此类材料具有以下特性：混合比例为1:1（等量混合）；颜色：A部分为白色，B部分为黑色，混合＆固化后为浅灰色；AP370PLC套件可提供1夸脱、1/2加仑和1加仑桶装带1卷玻纤布胶带（备注：1加仑套件能够覆盖大约25平方英尺的管道表面）；连续工作温度：-51°C至91°C；使用时限/工作时间：24°C，约45分钟；固化时间：29°C，约2小时；提供UV防护；环氧树脂的储存期为2年。

陶瓷填充涂层

应用于涂刷的陶瓷填充涂层体系，设计应用于钢、混凝土等。在化学及相关行业中，它可以用来保护表面避免接触到强化学品。它被设计为一种非结构性管道涂层，比传统的胶带涂层、油漆和蜡更耐用。该体系主要用于防止环形焊缝、土地接触面、暴露的地面线路的外部腐蚀和阿莫管道覆盖物的面漆。AP385PMC能应用于垂直、高架及水平的表面，刷至厚度为30-40密耳（762-1016微米）。

其安装程序为：

1.完成表面预处理。将A和B混合。

2.用合适的硬刷将混合好的AP385PMC刷到处理过的表面上。

3.经过短暂固化，将变得平坦光滑。一般不需要进行两遍涂层，因为第一遍涂层所得到的厚度通常就足够了。如果要求进行第二遍涂层，必须在第一遍涂层胶凝（稳固，但触摸上去仍发粘）之后再实施。

4.固化。

酚醛环氧涂料

快速固化的酚醛环氧涂料，100%固含量，完全无危害。其中美国诺维克 R200在该领域较为出色，其可用作管道修复的涂料，这些管道最大的运行温度高达200℃。这种双组份，无溶剂的环氧树脂涂一层即可轻松的达到40密尔（1 毫米）的干膜厚度。这种产品提供了更好的粘着性和耐磨性能。

应用：环形焊缝，阀门，装置，弯型和不规则形状修复管道，新管道或其他需要腐蚀保护的金属基材。材料特点和优势：100%固含量，酚醛环氧树脂；不含挥发性有机物，不含异氰酸盐；酚醛化学-用于管道，运行温度高达 200℃；更高的耐磨性能；诺维克-R200可以喷涂或手工操作；在裸露钢材和环氧粉末材质上粘着性更好；极好的阴极剥离性能，粘着性和弹性。建议厚度：湿膜：达 40 密尔/层 干膜：达 40 密尔/层。

高分子复合材料

专门保护系统应用，该领域内代表材料有美国阿克公司生产的EE-11，其具有针对所有管片的地下管道涂层，可喷射的酚醛陶瓷填充涂层，适用于侵蚀水环境。升温到300F时沉浸效果很好。抵制强磨损。高弹性使EE-11 用于管板和地下管道。含有磷酸锌的EE-11底漆缩小腐蚀性钻蚀。无论是淡水，盐水或带盐味的，管道/管片接缝是侵蚀，腐蚀和渗漏的关键点，关系到是否会降级单位功效。阿克管道涂层伴随一层10-30cmDT涂层，有效密封区域提高效率和防止未来侵蚀和腐蚀。使用柔韧性较好的EE-11 系统利于防止由于弯曲和热压力而引起的裂口，裂缝和渗漏。针对地下管道，使用EE-11.5有很好的附着力，无凹陷或下陷，5-10密耳DFT。

配方设计

涂料一般由五大类原料组成，即油脂、树脂、颜料、溶齐其他辅助材料，油旨是主要成膜物质，它是料的最基本成分，若没有它们就不能形成附着在物体表面上的约牢固漆膜，一般也称它为固着剂。颜料是次要成膜物质，漆膜中有了，可以增加其保护、装饰和防锈等作用。溶剂和其他辅助材料是涂料组成中的辅助成膜物质，也是不可缺少的，它有利于涂料的施工，并可改善漆膜的性能。