隨著我國經濟的持續發展 ,國家大力發展能源行 業 ,長輸油氣管線是能源保障的重要方式 ,在輸油 ( 氣 ) 管線防腐施工過程中 ,鋼管表麵處理是決定管線防腐 使用壽命的關鍵因素之一 ,它是防腐層與鋼管能否牢 固結合的前提 。經研究機構驗證 ,防腐層的壽命除取 決於塗層種類 、塗覆質量和施工環境等因素外 ,鋼管的表麵處理對防腐層壽命的影響約占 50 % ,因此 ,應嚴格按照防腐層規範對鋼管表麵的要求 ,不斷探索和總結 ,不斷改進鋼管表麵處理方法 。
1 清洗
利用溶劑 、乳劑清洗鋼材表麵 ,以達到去除油 、油脂 、灰塵 、潤滑劑和類似的有機物 ,但它不能去除鋼材表麵的鏽 、氧化皮 、焊藥等 ,因此在防腐生產中隻作為輔助手段 。
2 工具除鏽
主要使用鋼絲刷等工具對鋼材表麵進行打磨 ,可以去除鬆動或翹起的氧化皮 、鐵鏽 、焊渣等 。手動工具除鏽能達到 Sa2 級 ,動力工具除鏽可達到 Sa3 級 ,若鋼材表麵附著牢固的氧化鐵皮 ,工具除鏽效果不理想 ,達不到防腐施工要求的錨紋深度 。
3 酸洗
一 般用化學和電解兩種方法做酸洗處理 ,管道防腐隻采用化學酸洗 ,可以去除氧化皮 、鐵鏽 、舊塗層 ,有時可用其作為噴砂除鏽後的再處理 。化學清洗雖然能 使表麵達到一定的清潔度和粗糙度 ,但其錨紋淺 ,而且 易對環境造成汙染 。
4 噴 ( 拋 ) 射除鏽
噴 ( 拋 ) 射除鏽是通過大功率電機帶動噴 ( 拋 ) 射葉片高速旋轉 ,使鋼砂 、鋼丸 、鐵絲段 、礦物質等磨料在離 心力作用下對鋼管表麵進行噴 ( 拋 ) 射處理 ,不僅可以徹底清除鐵鏽 、氧化物和汙物 ,而且鋼管在磨料猛烈衝擊和磨擦力的作用下 ,還能達到所需要的均勻粗糙度 。 噴 ( 拋 ) 射除鏽後 ,不僅可以擴大管子表麵的物理 吸附作用 ,而且可以增強防腐層與管子表麵的機械黏 附作用 。因此 ,噴 ( 拋 ) 射除鏽是管道防腐的理想除鏽 方式 。一般而言 ,噴丸 ( 砂 ) 除鏽主要用於管子內表麵處理 ,拋丸 ( 砂 ) 除鏽主要用於管子外表麵處理 。采用 噴 ( 拋 ) 射除鏽應注意幾個問題 。
4 . 1 除鏽等級
對於鋼管常用的環氧類 、乙烯類 、酚醛類等防腐塗料的施工工藝 ,一般要求鋼管表麵達到近自級 (Sa2 . 5) 。實踐證明 ,采用這種除鏽等級幾乎可以除掉所有的氧化皮 、鏽和其他汙物 ,錨紋深度達到 40 ~ 100 μ m ,充分滿足防腐層與鋼管的附著力要求,而噴 ( 拋 ) 射除鏽工藝可用較低的運行費用和穩定可靠的質量達到近白級 (Sa2 . 5) 技術條件 。
4 . 2 噴 ( 拋 ) 射磨料
為了達到理想的除鏽效果 ,應根據鋼管表麵的硬度 、原始鏽蝕程度 、要求的表麵粗糙度 、塗層類型等來選擇磨料 ,對於單層環氧 、二層或三層聚乙烯塗層 ,采用鋼砂和鋼丸的混合磨料更易達到理想的除鏽效果 。鋼丸有強化鋼表麵的作用 ,而鋼砂則有刻蝕鋼表麵的作用 。鋼砂和鋼丸的混合磨料 ( 通常鋼丸的硬度為 4O ~ 50 HRC ,鋼砂的硬度為 50 ~ 60 HRC) 可用於各種鋼表麵 ,即使是用在 C 級和 D 級鏽蝕的鋼表麵上,除鏽效果也很好 。
4 . 3 磨料的粒徑及配比
為獲得較好的均勻清潔度和粗糙度分布 ,磨料的粒徑及配比設計相當重要 。粗糙度太大易造成防腐層在錨紋尖峰處變薄 ;同時由於錨紋太深 ,在防腐過程中防腐層易形成氣泡 ,嚴重影響防腐層的性能 。
粗糙度太小會造成防腐層附著力及耐衝擊強度下 降 。對於嚴重的內部點蝕 ,不能僅靠大顆粒磨料高強度衝擊 ,還必須靠小顆粒打磨掉腐蝕產物來達到清理效果 ,同時合理的配比設計不僅可減緩磨料對管道及 噴嘴 ( 葉片 ) 的磨損 ,而且磨料的利用率也可大大提 高 。通常 ,鋼丸的粒徑為 0 . 8 ~ 1 . 3 mm ,鋼砂粒徑為 0 . 4 ~ 1 . 0 mm ,其中以 0 . 5 ~ 1 . 0 mm 為主要成分 。砂丸 比一般為 5 ~ 8 。
應該注意的是在實際操作中 ,磨料中鋼砂和鋼丸的理想比例很難達到 ,原因是硬而易碎的鋼砂比鋼丸的破碎率高 。為此 ,在操作中應不斷抽樣檢測混合磨料 ,根據粒徑分布情況 ,向除鏽機中摻入新磨料 ,而且摻人的新磨料中,鋼砂的數量要占主要的 。
4 . 4 除鏽速度
鋼管的除鏽速度取決於磨料的類型和磨料的排量 ,即單位時問內磨料施加到鋼管的總動能 及單顆粒磨料的動能 E1 。
式中 : m ——磨料的噴 ( 拋 ) 量 ;
V--- 磨料運行速度 ;
M1 ——單顆粒磨料的質量 。
m1 的大小與磨料破碎率有關 ,破碎率大小直接影響表麵處理作業的成本及除鏽設備的費用 。當設備固定不變後 , m 為常數 , V 為常數 ,所以 E 也是一個常數 ,但由於磨料破碎 , m1 發生變化 ,因此 ,一般應選擇損耗率較低的磨料 ,這樣有利於提高清理速度和長葉 片的壽命 。
4 . 5 清洗和預熱
在噴 ( 拋 ) 射處理前 ,采用清洗的方法除去鋼管表麵的油脂和積垢 ,采用加熱爐對管體預熱至 40 ~ 60 ℃ ,使鋼管表麵保持幹燥狀態 。在噴 ( 拋 ) 射處理時 ,由 於鋼管表麵不含油脂等汙垢 ,可增強除鏽的效果 ,幹燥的鋼管表麵也有利於鋼丸 、鋼砂與鏽和氧化皮的分離 , 使除鏽後的鋼管表麵更加潔淨 。
5 結語
在生產中重視表麵處理的重要性 ,嚴格控製除鏽 時的工藝參數 ,在實際施工中 ,鋼管防腐層的剝離強度 值大大超過標準的要求 ,確保了防腐層的質量 ,在同樣 設備的基礎上 ,大大提高工藝水平 ,降低生產成本 。
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