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利用高分子復(fù)合材料對(duì)輸送管線(xiàn)進(jìn)行防府的技術(shù)

一、項(xiàng)目來(lái)源及目的意義
    多年來(lái)隨著工、農(nóng)業(yè)的發(fā)展,地下供水、排水、油氣輸送管線(xiàn)出現(xiàn)結(jié)垢、腐蝕、穿孔等問(wèn)題,需要進(jìn)行清洗、修復(fù)、更換。過(guò)去多采用全線(xiàn)開(kāi)挖徹底更換管線(xiàn)的方法,成本高,耗時(shí)長(zhǎng),而且對(duì)于埋設(shè)在高大建筑物及重要交通干線(xiàn)下的管線(xiàn)常常無(wú)法更換。我廠(chǎng)利用中科院技術(shù),研制開(kāi)發(fā)的利用高分子復(fù)合材料對(duì)舊管道進(jìn)行修補(bǔ)、內(nèi)防技術(shù),只要在施工管線(xiàn)兩端開(kāi)挖兩個(gè)操作坑,就可很好地解決埋設(shè)于地下的各種水、油管線(xiàn)的修復(fù)問(wèn)題。
    二、管道涂敷材料選擇
    根據(jù)管道的情況和所輸送的介質(zhì)和溫度不同,先用不同的防腐涂料,我們采用的防腐涂料主要有兩大類(lèi):鈦納米聚合物涂料(用于介質(zhì)溫度≤150℃)和高分子復(fù)合材料涂料(用于介質(zhì)溫度≤65℃)。
    1、鈦納米聚合物涂料的性能優(yōu)勢(shì)及機(jī)理簡(jiǎn)介:
    1)耐蝕性能好:
   ?、僖话阃苛系钠茐亩际怯捎诟g介質(zhì)沿分子間的界面、分子和填料間的界面而進(jìn)行的,用化學(xué)健合與化學(xué)吸附和小尺寸納米鈦?zhàn)枞诉@些通道。
   ?、谕繉涌?jié)B透能力強(qiáng),減緩腐蝕速度。
   ?、垅伇旧淼哪臀g性好。
    ④化學(xué)鍵合與化學(xué)吸附作用、阻止水、氧及其它腐蝕介質(zhì)的取代作用,使其不易發(fā)生腐蝕反應(yīng)。
   ?、萁饘儆H油憎水性形成保護(hù)油膜,所以耐蝕性能好。
    2)防垢性能好:
   ?、賹?duì)于粗糙的表面能增加液體的阻力,減小流速,增加近壁流層的厚度,造成更多的結(jié)垢核心,有利于污垢的沉積長(zhǎng)大,涂料由于納米鈦的填充作用涂層表面光滑度很高,近壁流層薄不利于結(jié)垢。
   ?、阝伡{米聚合和特殊的磁性與化學(xué)結(jié)構(gòu)形成親油憎水表面,一方面能改性污垢粒子,另一方面排斥污垢粒子,使其不能粘附到涂層表面上,達(dá)到防垢的功能。
    3)耐熱性能好:鈦納米聚合物提高了樹(shù)脂的轉(zhuǎn)化溫度,即溫度升到樹(shù)脂溫度轉(zhuǎn)化溫度時(shí),樹(shù)脂鏈節(jié)運(yùn)行由于受鈦納米粒子的化學(xué)鍵合和填充的束縛作用,其自由體積空穴不能增大,仍有良好抗?jié)B透性,使腐蝕因子容易透過(guò)。
    4)耐蝕性能好:
    ①涂層硬度高。
    ②鈦納米粒子摩擦脫落后仍有活性,可吸附于摩擦副間起修平和潤(rùn)滑作用,這一性能是一般涂料不具備的。
    5)化學(xué)健合與化學(xué)吸附:鈦納米粒子的高活性懸空健用聚合物配位,形成化學(xué)健合與化學(xué)吸附,同時(shí)將聚合物閉環(huán)打開(kāi),形成開(kāi)環(huán)的經(jīng)基與醚健進(jìn)一步與樹(shù)脂形成化學(xué)健合與化學(xué)吸附,這大大改善了樹(shù)脂之間、填料與樹(shù)脂之間、涂料與涂覆面之間的結(jié)合力,由普通涂料的物理附著轉(zhuǎn)變成化學(xué)健合與化學(xué)吸附。
    6)抗?jié)B透能力強(qiáng),耐水性好:涂料中的填料與樹(shù)脂和涂覆面形成了化學(xué)健合與化學(xué)吸附;納米鈦粉填補(bǔ)到樹(shù)脂分子間隙中,阻塞了滲透通道,另外涂層有憎水性,所以通常的極性介質(zhì)和離子很難通過(guò)涂膜,滲透率很小,每透水率0.1%~0.2%。
    7)附著力高:涂料對(duì)于金屬、混泥土、木材、玻璃等均有優(yōu)良附著力。
    其一,因?yàn)殁伡{米聚合物的引入增加了活性烴基,醚鍵數(shù)量對(duì)涂覆面形成了化學(xué)吸附。
    其二,所選樹(shù)脂固化時(shí)體積收縮很小,內(nèi)應(yīng)力不高。
    其三,樹(shù)脂中的醚鍵使分子鏈柔軟便于旋轉(zhuǎn),可消除內(nèi)應(yīng)力。
    其四,抗?jié)B透力加強(qiáng),不會(huì)引起腫脹,降低附著力,所以附著力高。
    2、高分子復(fù)合材料涂料ZJCX6000鋅基涂料的性能優(yōu)勢(shì)及機(jī)理簡(jiǎn)介:
    熱浸鍍鋅與熱噴鋅(鋁)是目前常用的陰極保護(hù)技術(shù),鋅或鋁作為犧牲性陽(yáng)極,對(duì)鋼鐵表面進(jìn)行保護(hù),即使鋅層出現(xiàn)一定程度破損,鋅層下面的鋼鐵基體也不會(huì)形成鐵銹。
    市場(chǎng)上出售的常規(guī)富鋅涂料因含鋅量低,陰極保護(hù)作用不強(qiáng),基本上是以屏障保護(hù)為主,一旦出現(xiàn)局部破損,很快出現(xiàn)明顯腐蝕銹斑。
    ZJCX6000鋅基涂鍍涂層(以下簡(jiǎn)稱(chēng)ZJCX6000)技術(shù)的出現(xiàn),不僅解決了熱鍍鋅和熱噴鋅對(duì)環(huán)境污染生,生產(chǎn)成本高等諸多弊端,而且防腐性能絕對(duì)超過(guò)熱鍍鋅和熱噴鋅。它對(duì)鋼鐵材料提供兩種方式的保護(hù)。
    主要保護(hù):陰極保護(hù)作用
    ZJCX6000的干膜涂層內(nèi)含有96%以上的純鋅,足以保證為鋼鐵表面提供極好的陰極保護(hù),長(zhǎng)達(dá)6000小 時(shí)的鹽霧試驗(yàn)結(jié)果證明,即使在極其苛刻的侵蝕環(huán)境下,ZJCX6000仍能長(zhǎng)期犧牲其本身而對(duì)鋼鐵表面形成保護(hù),其保護(hù)作用與熱鍍鋅和熱噴鋅完全相同。
    被動(dòng)保護(hù):屏障式保護(hù)作用
    當(dāng)ZJCX6000涂層被氧化時(shí),會(huì)在表面形成一層鋅鹽來(lái)提供屏障保護(hù)的同時(shí),涂層中的粘結(jié)劑也提供一層附加的屏障保護(hù),由此又減緩了鋅的氧化。所以,ZJCX6000的防腐性能遠(yuǎn)比噴鋅(鋁)、熱浸鋅及其它富鋅涂料優(yōu)秀。
    通俗地講,ZJCX6000 涂料是用約4%的特殊粘結(jié)劑將96%的超細(xì)鋅粉牢固地附著在鋼鐵表面,并能提供長(zhǎng)效保護(hù)的一種新技術(shù)。
    1)ZJCX6000鋅基涂鍍涂料產(chǎn)品的組成
    ZJCX6000涂料是由純度達(dá)到99.9%的超細(xì)鋅粉、揮發(fā)性溶劑和有機(jī)樹(shù)脂三部分制成的單組分冷鍍鋅系統(tǒng)。
    與一般雙組分富鋅涂料或其它許多單組分涂料相比,ZJCX6000涂料中的鋅含量極高(干膜中鋅含量高達(dá)96%以上)而且不含任何鉛、鎘、鉻等重金屬成分;揮發(fā)性溶劑中不含甲苯、二甲苯、一氯甲烷或甲乙酮等有害溶劑。
    2)ZJCX6000涂料的優(yōu)點(diǎn):
   ?、偈褂梅奖悖?jiǎn)谓M分包裝,可以采用刷(滾)涂、有氣噴涂、無(wú)所噴涂浸涂或靜電噴涂,也可以使用ZJCX6000涂料噴罐包裝進(jìn)行噴涂。
    ②施工靈活:不僅可以在車(chē)間里涂裝施工,也可以在室外現(xiàn)場(chǎng)涂裝施工。
   ?、劬S護(hù)更新:可以應(yīng)用在熱浸鋅鋼構(gòu)析的重涂和維護(hù)更新;對(duì)舊的鋼結(jié)構(gòu)維修工程,去除鋼表面油污和浮銹后,ZJCX6000涂料可以涂裝在銹蝕的鋼結(jié)構(gòu)表面上。
   ?、茈S時(shí)翻新:可在舊的ZJCX6000涂料涂層表面涂裝新的ZJCX6000涂料層,而且舊的ZJCX6000涂層會(huì)被重新溶解,與新的ZJCX6000涂層融合為單一的ZJCX6000涂層,維修極為方便,而且節(jié)約費(fèi)用。
   ?、蓓斖可幔寒?dāng)需要涂裝面漆時(shí),ZJCX6000涂料是優(yōu)異的底漆,這種多層的涂層系統(tǒng)保護(hù)年限=(ZJCX6000涂料保護(hù)年限+面漆保護(hù)年限)×1.8~2.5。除醇酸類(lèi)涂料外,ZJCX6000涂料可與多種涂料有極好的配套性。
   ?、揄g性加抗磨性:ZJCX6000涂料層具有優(yōu)良的柔韌性和很強(qiáng)的抗機(jī)械磨損性能。
   ?、吒街O佳:試驗(yàn)證明ZJCX6000涂料與鋼結(jié)構(gòu)表面具有機(jī)械結(jié)合和化學(xué)結(jié)合優(yōu)良的附著力,即使受到磨損破壞,ZJCX6000鋅基涂鍍涂料也不會(huì)剝落。
    ⑧環(huán)保產(chǎn)品:ZJCX6000涂料產(chǎn)品可以與飲用水接觸。
    三、工藝過(guò)程:
    1、舊管線(xiàn):施工開(kāi)始→全線(xiàn)試壓→外補(bǔ)漏→開(kāi)挖操作坑→管線(xiàn)清洗→修補(bǔ)→內(nèi)防腐→自然養(yǎng)護(hù)→試壓→投產(chǎn)。
    2、新管線(xiàn):施工開(kāi)始→開(kāi)挖操作坑→管線(xiàn)清理→內(nèi)防腐→自然養(yǎng)護(hù)→投產(chǎn)。
    3、設(shè)備:發(fā)射倉(cāng)、收集倉(cāng)、清管器、涂敷器、跟蹤儀。
    4、動(dòng)力:空氣壓縮機(jī),排量12m3/min。
    四、工藝特點(diǎn)
    1、不開(kāi)挖、占地少、無(wú)污染、一次修復(fù)可達(dá)幾公里;
    2、補(bǔ)層整體性能好、質(zhì)量可靠;
    3、施工成本低;
    4、內(nèi)襯層連續(xù)、無(wú)焊縫、接口等易腐蝕的薄弱點(diǎn);
    5、內(nèi)襯層光滑、減小磨阻;
    6、經(jīng)過(guò)修復(fù)的管道耐腐蝕、耐磨損
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