特殊涂层及内衬

新兴铸管股份有限公司新兴铸管 XinXing Pipes球墨铸铁管防腐涂层新兴铸管 XinXing Pipes球墨铸铁管以其优良的性能在供水、排水领域得到广泛的应用，随着使用领域的不断拓宽，对管子内外防腐涂层提出了更高的要求。为了提高球墨铸铁管的生命力，新兴铸管公司多年来致力于提高球墨铸铁管的使用性能和防腐蚀等级研究，根据市场要求开发了多种内、外涂层，以满足于不同使用环境和输送不同介质的需要。为了便于用户了解各种内外涂层的性能和对内外涂层的选用，我们依据现行的国家标准、国际标准、欧洲标准和大量的试验开发阶段性结果，对各种涂层使用的使用领域、涂层性能、生产工艺和卫生性能等进行了介绍，在以后的工作过程中，我们会对相关内容进一步充实、完善。前 言 新兴铸管 XinXing Pipes1 外涂层埋地管线会受到各种因素的影响，包括土壤环境和回填土的腐蚀性以及当地的地形和回填时造成的土壤极性。新兴铸管公司对管子外壁采用了锌层+外涂防腐漆，在一般的土壤环境下具有好的防腐性能；但是，在有些特殊情况下，锌层的保护不能抵抗强腐蚀性土壤的侵蚀，因此附加使用聚乙烯套作为防腐层或者使用特殊涂层等强防腐手段对管子加以保护。新兴铸管可根据管道埋设的土壤环境，为用户提供不同的、适合各种外部环境的防腐涂层。新兴铸管 XinXing Pipes11 外壁涂层的选择外部涂层的目的是使管子具有一个持久的抗土壤腐蚀的能力。新兴铸管可 以提供一个完善的外防腐涂层范围来适应所有腐蚀性土壤环境。根据土壤特性，球墨铸铁管的外壁涂层可分为三种类型：标准防腐涂层，适合于绝大多数土壤环境；加强级防腐层，适用于较高腐蚀性的土壤环境；特殊涂层，适用于强腐蚀性，及其所有的土壤环境；表1列出了外壁三个级别防腐涂层的防腐方案：防腐级别管子 标准防腐层（土壤几乎没有 腐蚀性或稍有腐蚀性）锌终饰防腐层加厚锌终饰防腐层加强级防腐层（土壤有较强 腐蚀性）基本防腐层聚乙烯套特殊涂层聚氨酯涂层新兴铸管 XinXing Pipes1.2 锌终饰防腐层1.2.1 涂层描述：锌终饰防腐层为球铁管的基本防腐涂层。锌层外防 护已经在世界范围内被证明为最有效的防腐措施之一，可以有效地延长管 道的使用寿命。在欧洲标准EN 545中，以及在国际标准ISO 81791中都 有明确规定：锌层厚度不得低于130g/m2，局部最低厚度不得低于 110g/m2。在我国国家标准GB/T17456中，等效地采用了国际标准ISO 81791。新兴铸管执行的最基本的标准防腐层为：锌终饰外防腐层，其中 金属锌层为单位面积锌层平均重量不少于130g/，使用的锌纯度为 99.99%；终饰防腐层应均匀覆盖整个锌层表面，不得有粘附不牢或漏涂 缺陷，涂层平均厚度不少于70微米，某一点最小厚度不少于50微米。新兴铸管 XinXing Pipes1.2.2 锌层防腐作用机理：1）锌的活跃性使得锌层在防腐效果上表现出绝佳的保护性能；2）电化学保护：铁的电位是0.440mV，而锌的电位是0.763mV，比铁 的电位低，氧的电位为1.4mV。这样锌氧之间的电位差较大，更易形成原电池 ，从而将铸铁管壁得到保护。3）形成稳定的保护层：在与环境土壤接触过程中，金属锌与土壤中的碳 酸盐等物质结合成不可溶解的碳酸锌，这层保护膜紧紧的粘结在管壁上，形成 一层致密连续的、不可溶解的、不可渗漏的涂层。4）锌层损伤的自我愈合性能：在管道运输或安装过程中，可能会发生局 部损伤。锌在原电池的作用下迅速转变成锌离子。锌离子通过防腐层密封毛孔 的作用迁移并覆盖损伤，形成稳定的和不可溶解的保护锌层。总之，锌层在防腐性能上扮演着极其重要的作用：一方面，形成致密的不 溶解保护膜附着在管壁上，可以很大程度地减少电化学和微生物的腐蚀；另一 方面，金属锌还具有抗冲击的塑性变形能力，加强对管道的保护。锌+终饰防 腐层能力还反映在两者相互间的作用上：锌与铸铁之间以及锌与防腐层之间具有很好的粘合性，给管道与外界筑起了一道完整的保护屏障，并预防防腐失。 新兴铸管 XinXing Pipes1.1.3 原料要求：溶剂型沥青漆、溶剂型环氧漆或者其他类型的与锌层具有很 好粘合性能的防腐漆，漆料性能达到有关标准要求即可。 1.1.4 涂层性能：涂层性能见表2。检 测 项 目检测结 果检测标 准 锌层密度130g/m2BS EN 545:2002沥青层厚度m70GB/T 1764-79附着力/级2GB/T 1720-79柔韧性/mm2GB/T 1731-93 耐冲击强度/kg.cm40GB/T 1732-93表2 涂层性能及其检测方法 新兴铸管 XinXing Pipes1.1.5 适用领域此类涂层是一类活性涂层，适用于大多数的土壤环境。但是以下土壤环境除 外：电阻率低，水位上电阻低于1500·cm或水位下电阻低于2500·cm；混合土壤，即由两种或两种以上的土壤特性； PH值在6以下且酸储量高； 土壤中含有垃圾、氧化皮、矿渣或是被废水、工业废液污染过的土壤；杂散电流地域。 1.1.6 执行标准BS EN 545 GB /T 132952003 ISO 2531 ISO 8179、GB/T 17459 新兴铸管 XinXing Pipes1.2加厚锌层加厚外防腐层（环氧树脂或其他有机防腐漆） 1.2.1 涂层描述：新兴铸管根据有关标准可提供加厚锌层加厚外防腐层的球墨铸铁管，金属 锌层为单位面积锌层平均重量不少于200g/；外涂层为平均厚度不少于100微米 环氧防腐漆、及其他的防腐漆，涂层具有较好的防腐性能。 1.2.2 防腐原理及特点：防腐原理参考1.3.2。 1.2.3 原料要求：所用环氧漆或其它防腐漆均为溶剂型有机防腐漆，其性能达到 有关标准要求。 1.2.4 执行标准 BS EN 545 GB /T 132952003 ISO 2531 ISO 8179 GB/T 17459 1.2.5 使用领域：适用于较强的腐蚀性土壤环境，例如：铺设于水位下且电阻低 于1500·cm时，可以增加锌层质量和终饰涂层厚度。即锌层（200g/m2）终饰 涂层（100um环氧树脂涂层）。新兴铸管 XinXing Pipes1.3 外加聚乙烯保护套1.3.1 产品描述聚乙烯保护护套是在施工现场，于最基本的管道防腐涂层（金属锌沥青 漆或其他有机防腐涂层）外，套上0.2mm的、由低密度聚乙烯（LDPE）制成管 状的聚乙烯保护套的方法，用它来防止铸铁管与土壤的直接接触，同时防止地 下潮气水分的出入来达到防腐的作用。 1.3.2产品特点这种方法可以使铸铁管输送时造成的保护套损伤达到最小限度，同时即使 有损伤，其损伤处的铸铁基层，在通常有密实性涂膜的情况下，也不会形成局 部阳极而造成孔蚀。与此相反，该部分还变成氧浓差电池的阴极，具有阴极防 腐蚀倾向，这就不致有致命的缺点，所以是具有很大特点的一种防腐方法。并 且需要的工程费用较低，应用非常广泛。 1.3.3原料要求外加聚乙烯保护套所使用的聚乙烯套为低密度的线性聚乙烯所制成，聚乙 烯套性能如表3： 1.3.4 执行标准BS EN 545 GB /T 132952003 ISO 2531 ISO 8180 新兴铸管 XinXing Pipes表3 聚乙烯套性能检 测 项 目检测结 果检测标 准材质密度/kg/m3910930ISO/R 1183溶解流率2.5g600sISO 1133厚度/m200GB/T 1764-79抗拉强度Mpa8.3ISO 8180-1985延伸率/%300ISO 8180-1985新兴铸管 XinXing Pipes1.3.4 使用领域：新兴铸管推荐在腐蚀性土壤中，推荐使用附加聚乙烯套保护 层或者其他类型的外涂层。例如： 低的土壤电阻率（高腐蚀性迹象），水位上电阻低于1500·cm或水位下 电阻低于2500·cm； 杂散电流产生的地域（例如铁轨、靠近安装有连续电流的工业地区，具有 阴极保护网络等）； 分析表明具有高的氯含量或者硫含量的地区，或者细菌活跃的地区。 混合土壤，即由两种或两种以上的土壤特性； PH值在6以下且酸储量高； 土壤中含有垃圾、氧化皮、矿渣或是被废水、工业废液污染过的土壤。新兴铸管 XinXing Pipes1.4 特殊涂层（聚氨酯涂层）1.5.1 产品描述管子：新兴铸管所提供的聚氨酯涂层球墨铸铁管,是在球墨铸铁管外表面通 过高压无气喷涂于管壁上的平均厚度不少于1000um的聚氨酯防腐层，涂层在 土壤环境和球墨铸铁管之间起了一个保护屏障作用。 1.5.2 产品特点机械强度高，抗岩石冲击，抗土壤应力，在搬运吊装过程中不易损伤；耐水性好，抗渗系数为0，在海洋环境下长期使用不会受贝类生物的侵 蚀；由于聚氨酯涂层具有很好的耐化学腐蚀性和耐电腐蚀性，因此用于球墨 铸铁管的外壁防腐涂层，可以满足复杂的土壤埋设环境，提高铸铁管的使用寿 命。 1.5.3 原料要求聚氨酯涂料应为双组分、无溶剂、100固体分含量的聚氨酯涂料，聚氨 酯涂料主要指标见表6：新兴铸管 XinXing Pipes表6 聚氨酯涂料的指标项 目性能指标测试方法固体分含量100ASTM D 1259抗冲击强度8 JASTM D 2794体积电阻率1×108 ·m2BS EN 15189 耐硫酸性50 浸泡100d重量增加10浸泡方法EN ISO 6223 风干100d重量损失4 吸水率50 浸泡100d重量增加15浸泡方法EN ISO 6223 风干100d重量损失2压痕硬度10Mpa压力下,最大静态压痕深度 不应大于涂层初始厚度的10BS EN 15189断裂伸长率涂层延伸率最小为2.5%EN ISO 527-3新兴铸管 XinXing Pipes1.5.5 聚氨酯涂层性能及检测方法见表7： 1.5.6 执行标准可按BS EN 15189进行检验，认证工作正在进行中。表7 聚氨酯涂层性能及其检测方法项 目涂层性能要求测试方法表面质量涂层表面应光滑、平 整、无明显的螺旋线目测检验厚 度700µm采用无损电磁测厚仪进行测试硬 度70 Shore D按照EN ISO 868的要求进行检测漏电检验4200 V采用丝网电极对涂层表面进行漏电检测附着力不小于10 Mpa按照EN ISO 4624 中的有关规定进行检测新兴铸管 XinXing Pipes1.5.7 应用领域：这种类型的管子和管件应用于以下强腐蚀性的土壤环境，以及其他所有类型的土壤环境，例如： 电阻率<750·cm； 穿越海湾、沼泽、含有盐碱水域； 酸性泥炭土壤；含有垃圾、氧化皮、矿渣或是被废水、工业废液污染过的土壤，或 者聚乙烯套不被推荐使用时，应该使用特殊增强保护涂层，即选用聚氨酯 涂层。新兴铸管 XinXing Pipes2 内衬作为球铁管内表面涂层，必须具有好的水力性能，好的防腐性能，因此在 选择球铁管内衬时就要衡量所要输送的液体的腐蚀性，水流速度，以及使用的 环境温度等因素，另外内壁的光滑程度也是衡量内衬的指标之一。作为输送饮用水的球铁管道内壁防腐层应该是无毒的，这是选用内衬最基 本的要求。在我国，1998年10月1日国家技术监督局与卫生部联合发布了“生 活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准”（GB/T17219-1998）， 这是目前评价输送生活饮用水管材卫生安全性的重要依据。在国际上，作为饮 用水所用的防腐材料，必须经过相关的卫生性能检测认证，尤其是欧美国家。 例如英国的WRC-NSF根据标准BS6920进行的测试与WRAS的认证；德国的 经过DVGW根据标准W 270的检测，并且获得KTW推荐认证；以及美国的 NSF 61检测认证。 对于废水管道的内衬使用，涂层的耐微生物以及耐流体冲刷共同作用的腐 蚀变得更为重要，因此涂料一般使用抗菌剂对涂料进行