SEBF/SLF環(huán)氧涂料防腐閥門(mén)

                            上海申弘閥門(mén)有限公司

一、前言

    通常解決重腐蝕防護(hù)的問(wèn)題，主要有以下幾種方法：材料結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、材料的再開(kāi)發(fā)、材料的表面改性、陰極保護(hù)和有機(jī)涂層等。有機(jī)涂層防護(hù)技術(shù)是一項(xiàng)廣泛應(yīng)用的金屬防腐手段，它具有經(jīng)濟(jì)、快捷、省力、方便等特點(diǎn)，成為目前控制材料腐蝕的方法之一。為了使有機(jī)涂層能達(dá)到重腐蝕防護(hù)的效果，除了它本身必須具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性外，還必須具備如下三個(gè)方面的性能要求：

1、涂層與基體有很強(qiáng)的濕附著力。避免涂層材料在應(yīng)用過(guò)程中因水環(huán)境因素的影響而剝落，使得基體暴露在水環(huán)境中腐蝕，這是涂層防護(hù)失效的主要原因。

2、涂層自身與基體的粘結(jié)強(qiáng)度，這是保證涂層不會(huì)在外力的作用下與基體剝開(kāi)。

3、涂層本身具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，不會(huì)輕易受外力的作用而破裂或磨損，保持防護(hù)效果。

4、涂層具有較強(qiáng)的抗?jié)B透能力，一些活性介質(zhì)（如O2、Cl-、H2O、SO42-等）不容易擴(kuò)散到基材與涂層的界面處，使得基材得到有效的防護(hù)。

目前許多行業(yè)如海洋、化工、化纖、能源、電力、冶金、核電和軍工等腐蝕環(huán)境苛刻，國(guó)內(nèi)一般的防腐涂料還達(dá)不到上述的要求，如傳統(tǒng)的有溶劑涂料技術(shù)耐蝕性較差達(dá)不到要求，并且在腐蝕環(huán)境下易老化；聚烯烴類(lèi)的涂料雖然有較好的耐蝕性，但與金屬基體的結(jié)合力、抗?jié)B透、抗沖刷性差；襯塑雖然化學(xué)穩(wěn)定性較好，但與基體的結(jié)合力差等。

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1、SEBF的組成

     （1） 涂料。 SEBF 中的環(huán)氧粉末涂料主要由以下幾個(gè)部分組成，環(huán)氧樹(shù)脂、填料、流平劑、固化劑、偶聯(lián)劑等。
①環(huán)氧樹(shù)脂。 是粉末的基料，含高分子的固體樹(shù)脂，其分子量大小、分布和雜質(zhì)等直接影響層的質(zhì)量。
②填料。 是調(diào)制涂層的硬度、強(qiáng)度、耐磨性和尺寸穩(wěn)定性等而加入的無(wú)機(jī)物，是涂料的主要原料。
③流平劑。 作用是增加樹(shù)脂在熔融過(guò)程中的流動(dòng)性，增加涂層的平面度和減少針孔、桔皮等缺陷。
④固化劑。 使樹(shù)脂在熔融狀態(tài)下交聯(lián)成網(wǎng)狀物質(zhì)，固化反應(yīng)的程度直接決定了涂層的性能。
⑤偶聯(lián)劑。 起促進(jìn)原料中界面的活性，增加各種原料之間尤其是填充料與樹(shù)脂之間的結(jié)合力作用。
     （2） 涂裝工藝。 包括工件的預(yù)處理、預(yù)熱、粉末涂裝、固化、機(jī)械加工和裝配等。
①預(yù)處理。 對(duì)工件表面進(jìn)行檢測(cè)、打磨，必要時(shí)進(jìn)行酸洗或堿洗，然后進(jìn)行噴砂或拋丸，以清理表面的氧化物、雜質(zhì)，加大表面的粗糙度，增加附著力。
②預(yù)熱。 預(yù)熱溫度一般取決于粉末熔融溫度，大約控制在200℃左右。
③粉末涂裝。 指將SEBF 粉末涂料涂覆在預(yù)熱的金屬表面上。
④固化。 在一定溫度條件下，涂層中高分子在固化劑的作用下形成空間的同絡(luò)結(jié)構(gòu)，使涂層達(dá)到所要求的性能。
⑤機(jī)械加工和裝配。 對(duì)處理后的工件進(jìn)行檢測(cè)和測(cè)量，然后進(jìn)行必要的機(jī)械加工，以保證精度
和裝配尺寸。

  （3） 涂裝設(shè)備。 指SEBF 涂裝生產(chǎn)線。
2、SEBF防腐涂層的特點(diǎn)
 （1） 耐磨性能好( 比鑄鐵耐磨性能高5 倍，比一般涂料耐磨性能高3 倍)，并且具有很高的抗剪切強(qiáng)度，在高壓、高速氣、液輸送時(shí)，涂層不受
破壞。
（2） 耐沖擊強(qiáng)度高，沖擊強(qiáng)度大于23J，受18J的沖擊力作用時(shí)，涂層無(wú)脫層、裂紋、損傷、可承受涂裝件在安裝、運(yùn)行過(guò)程中的沖擊。
（3） 附著力強(qiáng)，具有優(yōu)異的與金屬基體的結(jié)合力，結(jié)合強(qiáng)度達(dá)110MPa。
（4） 化學(xué)穩(wěn)定性好，耐油、耐酸、耐堿、耐鹽、耐海水腐蝕。
（5） 涂層與鋼結(jié)構(gòu)熱膨脹系數(shù)很相近，耐冷熱變化性能良好。
（6） 涂層表面光滑、致密、阻力小，可使工件的粗糙度達(dá)到2.5μm，從而使氣液輸送效率提高2%左右。
（7） 良好的溫度使用范圍，水中0℃～100℃，空氣-40℃～150℃，使用壽命長(zhǎng)，性?xún)r(jià)比優(yōu)于襯膠襯塑。
（8） 機(jī)械加工性能好，可車(chē)、刨、磨、銑等加工，達(dá)到要求的精度，涂層容易修復(fù)。
（9） 涂層無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)污染，工藝簡(jiǎn)單，節(jié)省能源和資源。

  國(guó)內(nèi)、外現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)中涂料長(zhǎng)保護(hù)年限設(shè)定在20年，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于目前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。中科院金屬研究所根據(jù)國(guó)內(nèi)外防腐技術(shù)的發(fā)展和市場(chǎng)對(duì)高性能重腐蝕防護(hù)涂層材料需求，經(jīng)近20年來(lái)的研究成果積累，形成了對(duì)涂層防護(hù)失效的基本概念。認(rèn)識(shí)到涂層防護(hù)失效的主要原因是濕附著力的突變，并掌握了濕附著力的變化的主要控制因素。這為發(fā)展高性能涂層奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)結(jié)合各種環(huán)境對(duì)腐蝕防護(hù)的特殊要求，如抗耐磨、抗彎曲、抗老化等不同要求，成功開(kāi)發(fā)了一種全新的重腐蝕防護(hù)方法—SEBF/SLF重腐蝕防護(hù)技術(shù)，它分別由SEBF和SLF兩種基本的重腐蝕防護(hù)方法組成。其中SEBF用的是粉末涂料，SLF用的是液體涂料，兩者都是無(wú)溶劑涂料。腐蝕防護(hù)性能基本達(dá)到一致，只是對(duì)于被防護(hù)對(duì)象的不同施工特點(diǎn)和要求，可進(jìn)行選擇，可的滿(mǎn)足各種工程的腐蝕防護(hù)的施工要求，達(dá)到工程重防護(hù)性能要求的一致性。

該項(xiàng)技術(shù)的研究成功為國(guó)內(nèi)特大型、標(biāo)志性工程的腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)和耐久性設(shè)計(jì)提供了依據(jù)，如已應(yīng)用于杭州灣大橋、舟山金塘大橋等鋼管樁100年耐久性的要求，取得了理想的效果。近又被港珠澳大橋采納，滿(mǎn)足耐久性120年的要求，同時(shí)應(yīng)用這個(gè)理念研究成功高性能環(huán)氧涂層鋼筋，把原環(huán)氧涂層鋼筋的耐久性從60年提高到120年，解決大型混凝土結(jié)構(gòu)在海洋環(huán)境下應(yīng)用的耐久性的問(wèn)題，這已通過(guò)了專(zhuān)家鑒定，并被工程采納，應(yīng)用于港珠澳大橋混凝土的結(jié)構(gòu)中。除此之外SEBF/SLF重腐蝕防護(hù)技術(shù)所取得的高性能涂層關(guān)鍵技術(shù)要求，如濕附著力，粘結(jié)強(qiáng)度和增重率指標(biāo)，已列入中國(guó)科學(xué)院金屬研究所編制的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，引導(dǎo)該項(xiàng)技術(shù)向更高要求發(fā)展。

二、SEBF/SLF重腐蝕防護(hù)涂層的研發(fā)基礎(chǔ)

為滿(mǎn)足材料腐蝕防護(hù)性能的要求，涂層的綜合性能要達(dá)到如下幾個(gè)方面：

? 有效的抗介質(zhì)滲透性（H2O、Cl-、SO42－等）

? 與基體的粘附強(qiáng)度

? 與基體的濕附著力

? 有效的涂層電絕緣性

? 涂層的老化性

? 抗化學(xué)介質(zhì)穩(wěn)定性

? 涂裝過(guò)程中涂層內(nèi)產(chǎn)生少的缺陷

? 防海生物腐蝕

以下是我所這方面所取得的重要成果，已系統(tǒng)的應(yīng)用于SEBF/SLF重腐蝕防護(hù)技術(shù)。

  (1)、涂層的抗水滲透能力

在無(wú)機(jī)物水溶液中，水分子是體積小的液體介質(zhì)，滲透力比一般的水合化的離子強(qiáng)。有機(jī)涂層的一般規(guī)律是，在海水中抗?jié)B水性，自來(lái)水中次之，在蒸餾水中差。所以涂層在蒸餾水或稀的鹽溶液中的滲透能力直接反映了涂層的致密性。

圖1為涂層在60℃蒸餾水中的吸水增重率變化圖，從圖可見(jiàn)，不同系列的涂層在60℃中的增重率在2％以下，說(shuō)明SEBF/SLF涂層具有良好的抗水滲透能力，達(dá)到水平。

圖1 涂層在60℃蒸餾水中增重率隨浸泡時(shí)間

(2)涂層的濕附著力。涂層的脫層表示涂層防護(hù)失效的開(kāi)始，濕附著力是表征涂層脫層的主要方法，1級(jí)表示涂層與基體無(wú)脫層現(xiàn)象產(chǎn)生，5級(jí)表示涂層已全部從基體上脫層。從表1列出了不同涂料在蒸餾水中浸泡后不同的濕附著力值

表1

注：其中A1為SEBF-6系列涂料

從中表示了SEBF-6型的涂料是有的濕附著力，可保證長(zhǎng)效的防護(hù)性能優(yōu)于國(guó)內(nèi)外的同等涂料的濕附著力值。

（3）涂層的溶水性與濕附著力的關(guān)系

從大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果已表明涂層的溶水性（增重率）與濕附著力有明顯的關(guān)系。如圖2所示，從三種涂料在不同的溫度（25℃、60℃、75℃、90℃）和不同時(shí)間浸泡結(jié)果。可以看出濕附著力與吸水增重率有一個(gè)明顯的關(guān)系，在一定的增重率情況下（約18％）。在這以上濕附著力明顯下降至5級(jí)，在這以下濕附著力提高到1級(jí)，這表明主要把這類(lèi)涂料系列涂層的增重率控制在主特點(diǎn)先以下就能控制涂層的脫層，就能控制涂層防護(hù)的失效，高性能涂層就是在這基礎(chǔ)研究成功的。中科院金屬所研制的SEBF-6系列和SLF-2系列的涂料具有這種特性。  SLF防腐涂料,SLF重防腐涂料,SLF無(wú)溶劑防腐涂料,SLF涂料,無(wú)溶劑防腐涂料,無(wú)溶劑環(huán)氧防腐涂料,無(wú)溶劑環(huán)氧樹(shù)脂涂料,無(wú)溶劑環(huán)氧重防腐涂料 河北滄州廣匯鋼管防腐有限公司專(zhuān)業(yè)管道防腐、鋼管保溫，配套工程施工，以及防腐材料研發(fā)制造的大型專(zhuān)業(yè)化企業(yè)，是河北省防腐保溫行業(yè)協(xié)會(huì)理事單位，并通過(guò)ISO9001:2000認(rèn)證。 我廠擁有兩條具有水平的鋼質(zhì)管道防腐作業(yè)線和金屬結(jié)構(gòu)防腐保溫設(shè)備?？沙袛埞艿纼?nèi)外壁防腐、IPN8710系列無(wú)毒管道防腐涂料、GZ系列無(wú)毒涂料防、環(huán)氧樹(shù)脂涂料防腐;內(nèi)壁水泥砂漿襯里防腐、管道管件外壁環(huán)氧煤瀝青防腐纏繞玻璃布（1布3油、2布3油、3布5油、4布6油）防腐、環(huán)氧富鋅漆、環(huán)氧云鐵漆、酸各色涂料、環(huán)氧陶瓷防腐涂料、工業(yè)重防腐涂料、及各種高分子防腐涂料等。 涂料產(chǎn)品：IPN8710系列無(wú)毒防腐涂料、GZ系列防腐涂料、高分子防腐涂料、重防腐涂料、環(huán)氧樹(shù)脂防腐涂料、環(huán)氧煤瀝青漆、環(huán)氧富鋅漆、環(huán)氧云鐵漆、酸面漆、無(wú)溶劑防腐涂料、環(huán)氧陶瓷防腐涂料、聚氨脂聚乙烯防腐涂料；系列有機(jī)硅耐高溫涂料等，涂膜具有耐油、耐酸、耐堿、鹽、苯等化學(xué)介質(zhì)以及耐磨、耐濕等優(yōu)良的綜合性能。適用于海洋設(shè)施，石油化工，建筑行業(yè)和其他工礦企業(yè)的各類(lèi)輸送管道、儲(chǔ)罐、等鋼材的防腐及水泥設(shè)施的防腐防水. 本廠技術(shù)力量雄厚，施工經(jīng)驗(yàn)豐富，參與完成我國(guó)眾多長(zhǎng)距離輸油、輸氣、輸水管線的防腐保溫工程，參與完成出口印尼，沙特的管道防腐施工，產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)受到用戶(hù)的一致好平。

圖2三種涂料的對(duì)比分析

（4）涂層的電化學(xué)阻抗，在不同交流頻率下對(duì)涂層的阻抗和容抗值進(jìn)行測(cè)定，及涂層與金屬界面的信息，其中涂層電阻值的大小可以衡量涂層的防腐蝕性能的穩(wěn)定性。

用X60管線鋼制成大小為60mm×60mm×2mm試件，并涂敷四種不同固化厚度為230±10µm的涂層，暴露面積為9.4 cm2，，在60℃的1％NaCl溶液中浸泡一年的電化學(xué)阻抗值的變化見(jiàn)圖2，從圖中可見(jiàn)*固化的SEBF涂層經(jīng)過(guò)365天的連續(xù)浸泡，涂層的絕緣電阻基本保持不變，保持1010Ω.cm2。說(shuō)明涂層有*的致密性、抗水滲透和服役的穩(wěn)定性。SEBF-6型涂料不含活性防銹顏料和填料，屬于屏蔽和粘接型防腐蝕涂料，其作用就是在電化學(xué)腐蝕反應(yīng)機(jī)制中在陰陽(yáng)極之間插入一個(gè)阻值很高的電阻和涂層與基體之間形成剛性的結(jié)合鍵而提高了涂層的粘接力，涂層的屏蔽性和粘接力好，這樣涂層具有良好的抗?jié)B透能力，與圖1的結(jié)果符合得很好。SLF-2型涂料有等同的結(jié)果。

          圖3 在3.5％NaCL溶液中浸泡的涂層電阻與浸泡時(shí)間的變化曲線

(5)、 SEBF/SLF涂層的機(jī)械性能

從表2可見(jiàn)，用作普通埋地管道SEBF-5涂層的沖擊強(qiáng)度可達(dá)18J，無(wú)脫層、裂紋、損傷等產(chǎn)生，可承受運(yùn)輸、安裝過(guò)程中的沖擊。用在化工等重腐蝕行業(yè)中的涂層的抗沖擊強(qiáng)度達(dá)到甚至大于24J。表3說(shuō)明了SLF涂料的性能與國(guó)外涂料的比較，這些性能數(shù)據(jù)也未見(jiàn)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。

表2、SEBF系列涂料涂層的機(jī)械性能

表3、SLF-2涂料機(jī)械性能與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的比較

注：（）內(nèi)數(shù)據(jù)為產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)所記載

 (6)、抗陰極剝離性能

在長(zhǎng)輸管線的涂層由于安裝、運(yùn)輸中不可避免存在小的針孔和缺陷，導(dǎo)致該處小陽(yáng)極大陰極的局部腐蝕電池，產(chǎn)生嚴(yán)重的局部腐蝕，故在工程上均采用陰極防護(hù)的方法來(lái)彌補(bǔ)。在陰極保護(hù)電流的作用下，管道作為陰極，但在使用環(huán)境中，當(dāng)水、氧、離子等滲入涂層中，在陰極處發(fā)生反應(yīng)：2H2O+O2+4e→ 4OH-   2H2O+2e→H2+2OH- ，涂層在堿性環(huán)境下造成聚合物降解和涂層溶漲產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致涂層與基體金屬剝離。所以在陰極保護(hù)電流和工業(yè)雜散電流的相互作用下要求涂層具有良好的抗陰極剝離性能。

實(shí)測(cè)SEBF/SLF涂層的抗陰極剝離在1.5-4mm之間，遠(yuǎn)小于國(guó)外用于重腐蝕防護(hù)上的8mm的標(biāo)準(zhǔn)（如圖3所示），同時(shí)這種涂層有一定的微滲水性，保證了涂層在陰極保護(hù)時(shí)有微電流通過(guò)，故不會(huì)產(chǎn)生陰極屏蔽（CP）現(xiàn)象。

(7)、涂層的化學(xué)穩(wěn)定性

   埋地管道周?chē)幁h(huán)境的腐蝕介質(zhì)比較復(fù)雜，作為長(zhǎng)效防腐涂層必須具有優(yōu)異的抗化學(xué)介質(zhì)中各種離子的侵蝕，如H+、OH-、Cl-、SO42-、Na+、Ca2+等。

以上四圖說(shuō)明了SEBF/SLF涂層具有良好的抗?jié)馑?、鹽能力，而SEBF/SLF環(huán)氧涂層中含脂肪羥基而不含脂鍵，故耐堿性能也很突出。這說(shuō)明涂層的化學(xué)和交聯(lián)結(jié)構(gòu)比較致密。這種涂層材料現(xiàn)已廣泛應(yīng)用在化纖廠粘膠纖維生產(chǎn)中受強(qiáng)酸、強(qiáng)堿腐蝕的淋洗機(jī)、導(dǎo)流板和油田的鹵水管道上，應(yīng)用實(shí)例見(jiàn)表4。

表4

(8)、抗應(yīng)力腐蝕和抗腐蝕疲勞性能

鋼質(zhì)管道埋設(shè)在地下，不可避免地要承受地質(zhì)運(yùn)動(dòng)、溫變等引起的土壤應(yīng)力、管內(nèi)輸送流體壓力變化產(chǎn)生的形變應(yīng)力和焊接時(shí)所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，特別在穿越江河、公路、鐵路、建筑物等時(shí)，管道要承受相當(dāng)大的彎曲應(yīng)力，而且埋地管線敷設(shè)在地下不可避免與大量的Cl-接觸，所以選擇涂層時(shí)必須考慮到這一點(diǎn)。對(duì)于在酸、堿、鹽環(huán)境服役的異型件，抗應(yīng)力腐蝕和抗腐蝕疲勞性能更應(yīng)考慮。

按美國(guó)ASTM標(biāo)準(zhǔn)試樣的抗應(yīng)力腐蝕實(shí)驗(yàn)，采用U型彎曲試樣，基材為1Cr18Ni9Ti，得到的結(jié)果如表5所示：

表5、SEBF 涂層抗應(yīng)力腐蝕的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從表5的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以說(shuō)明，SEBF涂層下的基體在含Cl-腐蝕環(huán)境中具有較強(qiáng)抗應(yīng)力腐蝕斷裂。

構(gòu)件中不可避免地存在腐蝕性環(huán)境下外界周期性的交變應(yīng)力的影響，特別在工業(yè)比較發(fā)達(dá)的地段，這時(shí)研究涂層下管線鋼的抗腐蝕疲勞非常有必要。圖9為涂有SEBF涂層和未涂涂層的1Cr13的試件，在3％NaCl溶液，溫度50℃，實(shí)驗(yàn)頻率為40Hz，應(yīng)力比為0.1腐蝕疲勞試驗(yàn)。

圖9涂層腐蝕疲勞試驗(yàn)結(jié)果

以上說(shuō)明SEBF/SLF涂料的發(fā)展已達(dá)到非常成熟的程度，在全部采用國(guó)產(chǎn)原料和國(guó)產(chǎn)設(shè)備的條件下，*可以做制作出性能*可控的各種涂料品種，滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求，這已不存在一般人們認(rèn)為的國(guó)產(chǎn)涂料性能不穩(wěn)定，保證不了質(zhì)量的問(wèn)題。

目前我公司已具備規(guī)?；纳a(chǎn)能力，如果國(guó)家在重大工程項(xiàng)目選用SEBF/SLF系列涂料，就能實(shí)現(xiàn)按定單生產(chǎn)。

2、 涂裝設(shè)備：SEBF管道內(nèi)外涂裝生產(chǎn)線、SEBF異型件涂裝生產(chǎn)線、管道SLF管道模壓涂裝生產(chǎn)線和SLF管道自動(dòng)涂裝生產(chǎn)線、高性能環(huán)氧涂層和高性能環(huán)氧涂層鋼絞線。

l  涂裝工藝與裝備的研究

有了高性能的防腐涂層材料后，如何使涂料在被保護(hù)件的基體表面形成平整均勻、致密的保護(hù)膜，是需要一定的工裝設(shè)備和涂裝工藝來(lái)保證的。工藝的合理性和涂裝裝備的水平將直接影響涂層的質(zhì)量，也影響終涂層的整體防護(hù)效果，涂裝裝備與涂裝工藝是否簡(jiǎn)單易行，將決定該技術(shù)能否實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，能否在生產(chǎn)領(lǐng)域進(jìn)行大規(guī)模推廣應(yīng)用。中科院金屬研究所國(guó)家金屬腐蝕控制工程技術(shù)研究中心在研究開(kāi)發(fā)SEBF/SLF重腐蝕防護(hù)技術(shù)時(shí)，對(duì)SEBF/SLF涂料的涂裝工藝與涂裝技術(shù)進(jìn)行了專(zhuān)門(mén)研究。至目前已開(kāi)發(fā)了三種不同的涂裝工藝：

(1)、加熱快速固化涂裝工藝

熔結(jié)環(huán)氧快速固化涂裝的工藝流程如圖13所示，一般采用流水線進(jìn)行，該工藝可靠，自動(dòng)化程度高，大限度地減少人為因素。只要嚴(yán)格控制工藝流程中的每個(gè)步驟，就能生產(chǎn)出達(dá)到防腐性能標(biāo)準(zhǔn)的防腐管道。外涂敷主要采用SEBF-5型涂料，內(nèi)涂敷的涂料可以根據(jù)防腐和減阻需要，分別采用SEBF-5型或SLF－21減阻涂料對(duì)長(zhǎng)輸管線進(jìn)行內(nèi)、外同時(shí)或先內(nèi)后外進(jìn)行涂裝防腐。并且該生產(chǎn)線可快速拆卸運(yùn)輸，在工程現(xiàn)場(chǎng)附近利用簡(jiǎn)易廠房條件就可進(jìn)行生產(chǎn)，可以大大的減少管道二次運(yùn)輸?shù)某杀?。這種涂裝工藝主要用于大規(guī)模的長(zhǎng)輸管線。

圖13、加熱快速固化熔結(jié)環(huán)氧粉末涂裝工藝的流程圖

該工藝流程中關(guān)鍵步驟作用如下：

a、鋼管的表面處理

涂裝前表面處理是關(guān)鍵，據(jù)國(guó)外的文獻(xiàn)報(bào)道，涂層的失效60％是由于予處理不合格造成的。常用的表面處理方法為：如噴砂和拋丸等，把鋼管表面的銹層、灰塵清理干凈，達(dá)到Sa.2.5級(jí)，錨紋深度在20～100um, 管體溫度比露點(diǎn)溫度至少高3℃目的是增加熔結(jié)環(huán)氧涂層或液體環(huán)氧涂層與基體的附著力。

b、鋼管的加熱

管道加熱一般用電爐或燃?xì)鉅t，而對(duì)長(zhǎng)輸管道的加熱一般采用電感應(yīng)加熱，效率高，熱損少，預(yù)熱的溫度根據(jù)粉末商提供的熔融溫度。溫度控制精度要高，在10℃偏差之內(nèi)，過(guò)高或過(guò)低對(duì)涂層的膠化、固化以及涂裝的速度都有影響。

c、涂料的噴涂

環(huán)氧粉末涂料是先在流化床內(nèi)充分流化，然后通過(guò)靜電噴槍使之帶負(fù)電，在氣流的作用下粉末均勻地粘附到預(yù)熱的鋼管上，對(duì)于少量擴(kuò)散的粉末通過(guò)回收系統(tǒng)回收，不會(huì)造成環(huán)境污染。液體涂料采用可移動(dòng)進(jìn)行高壓無(wú)氣噴涂, 根據(jù)管徑的大小，由噴嘴的數(shù)量和噴嘴相對(duì)管體的運(yùn)行速度來(lái)控制涂敷層的厚度，管端兩頭要留有50mm的非涂表面,作為管道焊接時(shí)用。內(nèi)涂敷層的厚度在50-75μm，涂后經(jīng)過(guò)一定的干燥時(shí)間，管端要蓋上帽子，防止灰塵污染。

d、涂層余熱固化

粘附在預(yù)熱鋼管的環(huán)氧粉末受熱融化，并流動(dòng)，進(jìn)一步流平覆蓋整個(gè)表面，特別在鋼管表面凹陷處以及焊縫兩側(cè)，涂料通過(guò)流動(dòng)而填平，大限度減少空隙。流平后的涂層進(jìn)一步膠化、固化，形成致密的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。液體涂料通過(guò)加熱固化結(jié)構(gòu)得到進(jìn)一步完善，同時(shí)也松弛由于涂層交聯(lián)固化時(shí)所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。

e、涂層的質(zhì)量檢測(cè)

按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《熔融結(jié)合環(huán)氧粉末涂料的防腐蝕涂裝》或相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)要求執(zhí)行。

（2）  、加熱慢速固化涂裝工藝

對(duì)于應(yīng)用在較高溫度和酸、堿、鹽等苛刻條件下的涂層，也就是重腐蝕防腐涂層，要求防腐蝕涂層更高的性能。

其工藝流程一般按如下方式進(jìn)行：

圖14 、加熱慢速固化涂裝工藝流程圖

三、SEBF/SLF重腐蝕防護(hù)技術(shù)體系

通過(guò)近十年的研究和開(kāi)發(fā)，所形成的SEBF/SLF重腐蝕防護(hù)技術(shù)主要由涂料、涂料裝備和涂料工藝三方面組成：

1、涂料：SEBF系列熔融結(jié)合環(huán)氧粉末涂料和SLF高分子復(fù)合涂料；

涂料技術(shù)是SEBF/SLF重腐蝕防護(hù)技術(shù)的核心，它主要有以下幾個(gè)基本部分組成：環(huán)氧樹(shù)脂、改性劑、流平劑、偶聯(lián)劑、固化劑、分散劑、顏料、填料等組成。這些原材料通過(guò)特定的加工工藝制成粉末或液體涂料。

  通過(guò)對(duì)涂料的原材料改性處理、涂料配方的選擇及加工工藝的控制，可以很好地控制涂料的性能，根據(jù)要求從中選擇出*配方和工藝條件，按設(shè)計(jì)要求制作出相應(yīng)性能的批量涂料。

中國(guó)科學(xué)院金屬研究所通過(guò)近十年對(duì)環(huán)氧粉末涂料和高性能無(wú)溶劑液體環(huán)氧涂料的研究和實(shí)驗(yàn)，目前已研制成功了ＳＥＢＦ系列熔融結(jié)合環(huán)氧涂料和ＳＬＦ系列高分子復(fù)合涂料。

ＳＥＢＦ系列涂料有以下幾種：

ＳＥＢＦ－２：高抗蝕防腐涂料，耐腐蝕、又具有高抗沖擊和抗陰極剝離性能

ＳＥＢＦ－４：耐磨防腐蝕涂料，耐腐蝕、又耐磨損

ＳＥＢＦ－５：快速固化防腐涂料，用在普通長(zhǎng)輸管線的防腐

ＳＥＢＦ－６：抗氣蝕抗沖刷防腐涂料，用于運(yùn)動(dòng)部件的防腐、耐磨和耐久性能的重大型工程

ＳＥＢＦ－8：抗海洋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋、鋼絞線腐蝕的涂料

ＳＥＢＦ－９Ａ：耐強(qiáng)酸耐蝕涂料

ＳＬＦ系列涂料有如下幾種：

ＳＬＦ－１：耐蝕修補(bǔ)劑

ＳＬＦ－２：耐蝕厚漿型補(bǔ)口涂料

ＳＬＦ－３Ａ：耐強(qiáng)酸耐蝕涂料

ＳＬＦ－21：天然氣管道減阻耐磨涂料

ＳＬＦ－22：機(jī)噴大面積防腐涂料

通過(guò)對(duì)SEBF/SLF涂料進(jìn)行系統(tǒng)研究，已把這兩類(lèi)涂料覆蓋應(yīng)用到大氣腐蝕，埋地土壤腐蝕，酸、堿、鹽重腐蝕和泵、閥、風(fēng)機(jī)、波紋管等動(dòng)態(tài)部件防護(hù)上，在這些不同類(lèi)型的腐蝕環(huán)境中，都取得了非常成功的應(yīng)用，得到了用戶(hù)的普遍好評(píng)。如圖12所示可備用戶(hù)選用

（9）、涂層耐沖刷和氣蝕性能好

輸運(yùn)管路中不可避免地混有固體顆粒，在這種環(huán)境下涂層受到固液雙相流的沖刷磨蝕和水中的介質(zhì)化學(xué)腐蝕的交互作用，這就需要涂層優(yōu)異的抗沖刷、磨蝕和氣蝕。圖10上顯示了1％NaCl溶液中含有10％大量砂粒（120目）時(shí)，涂層的臨界流速仍可達(dá)到7m/s,表明SEBF涂層具有良好的抗沖刷磨蝕性能。作為輸運(yùn)系統(tǒng)中的輔助設(shè)備如泵、閥門(mén)等除了耐化學(xué)介質(zhì)腐蝕，還必須耐磨、耐氣蝕，而SEBF/SLF涂層在這方面具有很好的特性。近幾年，我所用SEBF涂裝的泵、葉輪、閥門(mén)、彎頭等異型構(gòu)件和設(shè)備用于核電站的海水回路中，效果非常顯著。

圖10 動(dòng)態(tài)試驗(yàn)中涂層失重與流速關(guān)系

（10）、涂層的抗機(jī)械劃傷性

外層涂層在30公斤負(fù)荷下Φ2.5mm劃傷頭的性能應(yīng)小于150µm,低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的350µm），外層涂層50公斤負(fù)荷下2.5mm劃傷頭的劃傷性能達(dá)到250-350µm，已遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)500µm

圖11

（11）、涂層抗Cl-滲透分析結(jié)果

表6   不同涂層抗Cl-滲透分析結(jié)果

注：3#為SEBF涂料、4#為SLF涂料

（12）、涂層耐海生物附著性本文相關(guān)的論文有：中國(guó)閥門(mén)產(chǎn)值遞增