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水泥砂漿內(nèi)襯環(huán)氧密封層球墨鑄鐵管技術(shù)
[ 編輯:admin | 時(shí)間:2013-09-03 11:21:37
| 瀏覽:18569次 | 來(lái)源:《城市管網(wǎng)》雜志 | 作者: ]
水泥砂漿內(nèi)襯環(huán)氧密封層球墨鑄鐵管技術(shù)
新興鑄管股份有限公司 產(chǎn)品介紹球墨鑄鐵管水泥砂漿內(nèi)襯是一種傳統(tǒng)的防腐內(nèi)襯,已經(jīng)沿用近百年,被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)及其國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為球墨鑄鐵管的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)防腐材料。然而隨著人們對(duì)水質(zhì)要求的日益提高,以及水質(zhì)的變化,水泥砂漿內(nèi)襯固有的堿性特征使其已經(jīng)不能滿足要求,例如對(duì)于小口徑、低流速的供水小區(qū),由于水在管道之內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng),會(huì)使水泥砂漿內(nèi)襯中的一些物質(zhì)進(jìn)入水中,比較明顯的是會(huì)引起水質(zhì)的PH值升高,影響水質(zhì)。 針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,英國(guó)在2000年10月首先提出,管線用于輸送軟水或所輸送水在管線中滯留時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),規(guī)定在水泥砂漿內(nèi)襯表面涂覆密封涂層,來(lái)抑制水泥砂漿中堿性物質(zhì)的析出,使所輸送水的PH值保持在9.5以下。并針對(duì)水泥砂漿內(nèi)襯密封層的具體要求發(fā)布了標(biāo)準(zhǔn)BS7892:2000 球鐵管和管件水泥砂漿內(nèi)襯密封層技術(shù)規(guī)范。2004年,國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織也針對(duì)水泥砂漿內(nèi)襯密封涂層發(fā)布了標(biāo)準(zhǔn) ISO16132 球鐵管、管件——水泥砂漿內(nèi)襯密封涂層。目前,在歐洲為了進(jìn)一步提高供水質(zhì)量,環(huán)氧樹(shù)脂作為水泥內(nèi)襯密封層已被廣泛應(yīng)用。 基于以上原因,新興鑄管公司研發(fā)了一種新型防腐內(nèi)襯-水泥砂漿內(nèi)襯環(huán)氧涂料密封層,此內(nèi)襯會(huì)最大限度的阻擋水泥砂漿內(nèi)襯中的離子向外溢出,以保護(hù)水泥砂漿不受侵蝕的同時(shí),也保護(hù)了水質(zhì)的質(zhì)量。 1 產(chǎn)品描述:水泥砂漿內(nèi)襯環(huán)氧密封層球墨鑄鐵管是在水泥砂漿內(nèi)襯表面噴涂一層環(huán)氧涂料固化而成,如無(wú)特殊要求環(huán)氧涂料密封層厚度一般控制在40um~80um。此內(nèi)襯不僅具有優(yōu)異的防腐性能并能保證輸送水的水質(zhì)不受污染。2、防腐機(jī)理1)水泥內(nèi)襯的防腐機(jī)理水泥砂漿內(nèi)襯是一種傳統(tǒng)的球墨鑄鐵管防腐內(nèi)襯,具有長(zhǎng)效防腐性能。其方法機(jī)理主要是水泥砂漿內(nèi)襯釋放的堿性物質(zhì)富集于球鐵管內(nèi)壁的表面,使球鐵管產(chǎn)生鈍化現(xiàn)象,從而為基體提供了電化學(xué)保護(hù),這也是一種主動(dòng)防腐(見(jiàn)Fe/H2O體系的電位—pH圖)。因此水泥砂漿內(nèi)襯對(duì)球鐵管的防腐主要是依賴于其堿性環(huán)境使球鐵管內(nèi)壁產(chǎn)生鈍化,達(dá)到防腐目的。
Fe/H2O體系的電位—pH圖(布拜圖) 硬化的水泥漿體是一非勻質(zhì)的多相體系,由各種水化產(chǎn)物和殘存熟料所構(gòu)成的固相以及存在于空隙中的水和空氣所組成,所以是固-液-氣三相多孔體。在充分水化的水泥漿體中,各種組成的重量比大約為:C-S-H凝膠70%、Ca(OH)2 約20%,鈣礬石和單硫鋁酸鈣等大約7%,未水化的殘留熟料和其它微量組分約3%。 硬化的水泥漿體有足夠的抗水能力,但是硬化漿體如不斷受到水的浸析時(shí),其中一些組成如Ca(OH)2等將按照溶解度的大小,依次逐漸被水溶解,產(chǎn)生溶出性侵蝕,最終能導(dǎo)致水泥內(nèi)襯的破壞。在各種水化產(chǎn)物中,Ca(OH)2的溶解度最大(25℃時(shí)約為1.2gCaOH/L),所以首先被溶解。如水量不多,水中的Ca(OH)2濃度很快達(dá)到飽和程度(平衡濃度),溶出作用也就停止。但在流動(dòng)水中,特別在有水壓作用的情況下,水流就不斷將Ca(OH)2 溶出并帶走,不僅增加了孔隙率,使水更易滲透,而且由于液相中不僅Ca(OH)2濃度降低,還會(huì)使其他水化產(chǎn)物發(fā)生分解,這也是引起管線通水初期PH值升高以及導(dǎo)致水泥內(nèi)襯逐漸破壞,最終對(duì)球鐵管失去保護(hù)的原因。 Ca(OH)2 OH- Ca2+ OH-
球墨鑄鐵管水泥砂漿內(nèi)襯氫氧化鈣溶出平衡示意圖 2)水泥砂漿內(nèi)襯密封層的防腐機(jī)理水泥砂漿內(nèi)襯環(huán)氧密封層球墨鑄鐵管結(jié)合了水泥砂漿內(nèi)襯的主動(dòng)防腐與有機(jī)涂層的被動(dòng)防腐綜合性能,即環(huán)氧涂料密封層的實(shí)施為球鐵管內(nèi)壁提供了一個(gè)物理屏障,減少或隔絕了水與球鐵管內(nèi)壁的接觸機(jī)會(huì),此為被動(dòng)防腐;同時(shí)也減緩或阻止了水泥砂漿內(nèi)襯中的堿性物質(zhì)向水中釋放的機(jī)會(huì),這也就保證了水泥砂漿的堿性物質(zhì)會(huì)長(zhǎng)久的富集于球鐵管的內(nèi)壁,通過(guò)鈍化現(xiàn)象對(duì)球鐵管內(nèi)壁提供了化學(xué)保護(hù),此為主動(dòng)防腐,從而保證了內(nèi)襯長(zhǎng)久的防腐性。
球墨鑄鐵管水泥砂漿內(nèi)襯環(huán)氧密封層示意圖 3、產(chǎn)品特點(diǎn)1)優(yōu)異的耐腐蝕性結(jié)合了主動(dòng)防腐與被動(dòng)防腐的綜合性能,即使環(huán)氧密封層有破損和漏涂點(diǎn),那么水泥砂漿內(nèi)襯就會(huì)提供主動(dòng)防腐,具有長(zhǎng)久的抗腐蝕能力。具有優(yōu)異的耐堿性,可長(zhǎng)期經(jīng)受水泥砂漿內(nèi)襯本身的堿性環(huán)境;具有優(yōu)良的耐酸性,能經(jīng)受外部輸送水質(zhì)的侵蝕(例如弱酸性水)。 2)抑制堿性物質(zhì)的析出新興鑄管公司按照ISO16132:2004《球墨鑄鐵管及管件水泥砂漿內(nèi)襯密封層》標(biāo)準(zhǔn)要求,在法國(guó)BV的見(jiàn)證下進(jìn)行了密封層長(zhǎng)期密封性能及短期密封性能型式試驗(yàn):即將環(huán)氧涂料密封層在2m/s的流速、6bar的壓力下,長(zhǎng)達(dá)3個(gè)月的密閉循環(huán)試驗(yàn)后,密封層無(wú)起泡、無(wú)脫落現(xiàn)象,根據(jù)ISO16132標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其循環(huán)水進(jìn)行了PH值的檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果為8.1左右,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)要求的PH值≤9.5(試驗(yàn)示意圖及裝置圖見(jiàn)下圖)。 短期密封性能檢測(cè)結(jié)果為8.2左右,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于標(biāo)準(zhǔn)要求的PH值≤9.5。 符合ISO16132:2004標(biāo)準(zhǔn)要求,在延長(zhǎng)內(nèi)襯壽命的同時(shí)防止通水初期PH值的上升,從而保證了水質(zhì)的質(zhì)量,取得了BV的認(rèn)證報(bào)告。
密封性能檢測(cè)示意圖 根據(jù)ISO16132:2004進(jìn)行的密封層長(zhǎng)期密封性能型式試驗(yàn)裝置圖 BV根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO16132:2004《球墨鑄鐵管及管件水泥砂漿內(nèi)襯密封層》,對(duì)環(huán)氧涂料密封層長(zhǎng)期密封性能及短期密封性能型式試驗(yàn)認(rèn)證證書(shū)。3)安全環(huán)保所用環(huán)氧涂料密封層材料不含任何有機(jī)溶劑;不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染、不會(huì)對(duì)施工人員造成危害;密封層固化后無(wú)毒,不會(huì)對(duì)水質(zhì)造成污染,不會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體有害的物質(zhì); 已通過(guò)了英國(guó)WRAS根據(jù)BS6920的衛(wèi)生性能檢測(cè)認(rèn)證。 4)具有減阻性能 新興鑄管委托中國(guó)水利水電科學(xué)研究院工程檢測(cè)中心對(duì)水泥砂漿內(nèi)襯環(huán)氧密封層球墨鑄鐵管進(jìn)行了糙率系數(shù)的檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)下表。檢測(cè)結(jié)果表明水泥砂漿內(nèi)襯環(huán)氧涂料密封層比水泥砂漿內(nèi)襯要光滑,可以起到減阻的作用 表1 不同表達(dá)方式的新型內(nèi)襯粗糙度檢測(cè)結(jié)果
5)經(jīng)濟(jì)性 具有主動(dòng)防腐與被動(dòng)防腐的綜合特性,確保和提高球鐵管使用壽命; 相對(duì)于其它特殊有機(jī)防腐內(nèi)襯(聚氨酯、環(huán)氧樹(shù)脂等),施工工藝簡(jiǎn)單、密封層較薄,產(chǎn)品成本增加相對(duì)于其它特殊涂層具有明顯優(yōu)勢(shì)。 4.與其它內(nèi)襯的比較目前,球墨鑄鐵管的防腐內(nèi)襯基本有以下幾種類型:4.1 水泥砂漿內(nèi)襯水泥砂漿內(nèi)襯是一種傳統(tǒng)的防腐內(nèi)襯,已經(jīng)沿用近百年,具有主動(dòng)防腐的作用,被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為球墨鑄鐵管的標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)防腐材料。但是水泥砂漿內(nèi)襯固有的堿性特征會(huì)使其在通水初期會(huì)引起水質(zhì)的PH值升高,不能滿足飲用水要求。例如對(duì)于低流速的供水小區(qū),由于水在管道之內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng),會(huì)使水泥砂漿內(nèi)襯中的一些物質(zhì)進(jìn)入水中,比較明顯的是會(huì)引起水質(zhì)的PH值升高,尤其小口徑管尤為明顯,影響水質(zhì)的衛(wèi)生性能,不能滿足飲用水要求。 4.2 有機(jī)防腐內(nèi)襯球墨鑄鐵管的有機(jī)防腐內(nèi)襯屬于被動(dòng)防腐內(nèi)襯,是通過(guò)在被保護(hù)基材與腐蝕環(huán)境之間提供一個(gè)屏障,將基材與腐蝕環(huán)境隔離開(kāi)來(lái)進(jìn)行防腐。其功效的發(fā)揮依賴于涂膜的連續(xù)性(即無(wú)漏點(diǎn)無(wú)創(chuàng)傷)、和一個(gè)持續(xù)高的電阻以及抗水滲透性的能力。被動(dòng)防腐涂層的最小厚度要求在300~500um以上,并且根據(jù)表面粗糙度的大小需進(jìn)行調(diào)整,以確保其涂膜的連續(xù)性和性能。 這種有機(jī)防腐內(nèi)襯有:聚氨酯內(nèi)襯、液體環(huán)氧內(nèi)襯、環(huán)氧粉末內(nèi)襯等。 對(duì)于球墨鑄鐵管來(lái)說(shuō),由于固有的鑄造缺陷(內(nèi)壁渣孔、凹坑)較多,表面處理程度較難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求,因此需要較厚的涂層才能覆蓋缺陷。 例如對(duì)于球墨鑄鐵管聚氨酯內(nèi)襯來(lái)說(shuō),根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)EN 15655,其要求最小厚度為≥1300um,聚氨酯內(nèi)襯厚度見(jiàn)表2;對(duì)于球墨鑄鐵管外壁聚氨酯防腐涂層來(lái)說(shuō),根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)EN15189要求,其要求最小厚度≥700um。從厚度的要求可以看出,離心球墨鑄鐵管固有的內(nèi)壁鑄造缺陷比外壁嚴(yán)重,因此需要內(nèi)壁涂層比外壁厚度厚,才可以覆蓋鑄造缺陷。 另外,渣孔等缺陷容易造成針孔,難以形成連續(xù)涂膜,在這些薄弱環(huán)節(jié)腐蝕加劇,造成腐蝕穿孔,會(huì)給管線帶來(lái)致命的災(zāi)害。因此需通過(guò)電火花檢測(cè)來(lái)檢測(cè)涂膜的連續(xù)性,保證整體防腐效果。 4.3 水泥砂漿內(nèi)襯環(huán)氧密封層防腐內(nèi)襯采用雙組份環(huán)氧涂料、不含任何有機(jī)溶劑,不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染、不會(huì)對(duì)施工人員造成危害;可以有效的抑制水泥砂漿內(nèi)襯堿性物質(zhì)的析出,保證所輸送水質(zhì)的衛(wèi)生安全;具有主動(dòng)防腐與被動(dòng)防腐的綜合特性,即使環(huán)氧密封層有破損和漏涂點(diǎn),那么水泥砂漿內(nèi)襯就會(huì)提供主動(dòng)防腐,具有長(zhǎng)久的抗腐蝕能力,確保和提高球鐵管使用壽命;表面光滑,管網(wǎng)水力損失小,節(jié)約能源,保護(hù)了供水企業(yè)的長(zhǎng)期投資效益;相對(duì)于其它特殊有機(jī)防腐內(nèi)襯(聚氨酯、環(huán)氧樹(shù)脂等),施工工藝簡(jiǎn)單、密封層較薄,產(chǎn)品成本增加相對(duì)于其它特殊涂層具有明顯優(yōu)勢(shì)。5.應(yīng)用領(lǐng)域1)對(duì)水質(zhì)要求高的輸水管線;2)輸水量小或有滯留的間歇性供水管線; 3)符合球墨鑄鐵管產(chǎn)業(yè)逐漸向綠色、低碳、環(huán)保的發(fā)展方向。國(guó)家對(duì)飲用水質(zhì)要求的提高 對(duì)儲(chǔ)水容器及輸水管線的衛(wèi)生安全性能的要求也會(huì)逐步提高,水泥砂漿內(nèi)襯環(huán)氧密封層球墨鑄鐵管在滿足這一要求的前提下,可成為傳統(tǒng)水泥內(nèi)襯球墨鑄鐵管的升級(jí)換代產(chǎn)品。 http://vns1161.com/news/bencandy.php?fid=31&id=8781 相關(guān)新聞
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