埋地管道环氧沥青防腐技术
上海朗晖赛化云防腐蚀技术总监
51防腐蚀论坛网资深版主 张作华
中国腐蚀与防护学会会员
环氧煤沥青曾经是埋地管道的标配防腐蚀材料，由于其中的煤焦油沥青污染环境，危害人体健康，而被国家有关部门禁止使用，起而代之的是环氧沥青。环氧沥青为高分子材料，适用范围广，寿命长，耐候性好，抗变形，拉伸强度及延伸率高，对基层收缩和开裂变形适应性强，耐酸耐碱，防水绝缘，是优良的地下及潮湿环境下的防腐蚀防水材料。
环氧沥青既不是环氧树脂，也不是沥青；而是一种通过精确组分和相态设计，经化学反应形成的多组分互穿网络三维立体结构热固性材料，同时具有环氧树脂和沥青两种材料的优点，如耐酸碱，耐水，耐微生物，粘结力强，柔韧性好的特点。环氧沥青就是一种由环氧树脂，固化剂与基质沥青经复杂的化学改性所得到的混合物，是埋地管道防腐蚀应用中最经济实惠，方便简单的优质的材料。其在防水，耐酸碱，及耐微生物，抗压，绝缘优异表现使得使用寿命长达几十年，可以说是埋地长效防腐的重要材料之一。
埋地管道防腐的使用年限除了与材料本身优异性能有关联外，还与施工质量的保证密不可分，如表面处理，安装回填等因素等。其中施工质量最为关键，对于埋地管道的防腐蚀施工从施工难度及场地来区分可分为地上施工和埋地沟施工两种。地上施工属于预制作业，比较方便，效率高，需要回填时进行补口和增加面涂而且存在新旧收缩缺陷；而预埋地沟内施工，操作困难，效率低下，不需要补口和增加面涂层，一次性成型，无新旧收缩。
根据防腐蚀设计要求，埋地管道防腐蚀分为几个等级。最简单的就是底涂面涂结构，结构层级别有普通型，加强型和特加强型几种。厚浆型环氧沥青底涂面涂总厚度大约在500μm左右，适用于防腐蚀要求不高，临时性埋地管道。普通型，加强型，特加强型结构适用于有设计要求，防腐蚀年限较长的埋地管道，这种结构必须使用玻璃纤维布进行增强，就是所谓的玻璃钢。根据埋地管道防腐蚀施工经验，环氧沥青防腐层结构要求如下表：
环氧沥青防腐层结构表
编号 防腐蚀等级 防腐层结构 涂层厚度/㎜
1 普通型 底--面--布--2面 ≥0.4
2 加强型 底--面--布--面--布--2面 ≥0.6
3 特加强型 底--面--布--面--布--面--布--2面 ≥0.8
埋地管道的防腐表面处理，无论是最简单的涂料层，还是玻纤布增强结构层都必须达到设计规定的符合GB8923的标准要求（如喷砂Sa2.5级或者St3）。地上施工时，表面处理，刷料或者缠布操作皆可使用座胎架，实现管道转动半机械化作业，极大的提高了施工效率。喷砂或者打磨以及涂刷环氧沥青时，只需要对准一个侧面进行操作，随着管道的转动可以完成全部作业。具体操作如下，开启已经搁置好管道的座胎，直接对转动的管道进行喷砂或者打磨，合格后进行吹灰处理，关闭座胎备用。配料时（底涂面涂），将环氧沥青甲乙组分按照比例混合，并充分搅拌，静置5分钟后成为备用熟料。涂刷时，再次开启座胎，并且使用2只长毛滚筒（建议10吋）蘸取配制好的料液，一字排开，松紧适宜的平行的接触管道表面，让料液覆涂于管道表面。为了保持均匀的涂层厚度，施工人员必须向一侧方向缓慢的匀速移动，发现料液不够或者“干磨”时及时补充料液，当漏涂或者太薄必须补涂，如果发现严重的质量缺陷必须关闭座胎，停止转动，解决问题后再次开启。按照规定要求，管道端口预留25㎝暂时不需要防腐，待焊接后进行补口。
缠绕玻璃纤维布必须在底涂充分干燥的基础上面进行，胶结料采用环氧沥青面涂，采取连续法或者间断法施工皆可。连续法和间断法操作时，必须由2位施工人员同时立于管道两侧同时进行，一位上料，一位缠布，上料方法和底涂一样，缠布时要“起好头”就是根据布的宽度和管径的大小确定布与管道中轴线的夹角大小。连续法缠绕搭接宽度为布宽的二分之一，间断法搭接宽度为5㎝，间断法第二层布缠绕时必须去除第一层的毛刺及鼓包缺陷，条件允许可以用砂纸打磨一遍。缠绕玻纤布时，送布松紧适宜，施工人员移动缓慢匀速，布眼有明显的“冒油”迹象，多层布叠加时“起头，收头”必须保持一定的接茬阶梯距离。缠绕完的玻璃布呈现自然螺旋状。缠布需要熟练的技术和技巧，如果不熟练会对防腐结构层产生不良的影响，如“起头收头”送布松紧等，需要长时间的经验积累，才能得心应手。埋地管道缠布结束后，自然干燥固化，修理打磨，保证表面的平整和光滑，最后将面涂分两次涂覆于玻璃布表面，具体方法和工艺和涂覆底涂一样。面涂要求饱满光亮，无针眼无气泡和流挂，厚度均匀一致，充分固化干燥后，使用电火花检测仪检查致密性能。所有要求符合设计标准时，粘贴合格标签。
预埋地沟内施工，由于区域空间限制，操作比较困难，施工效率低下，但是也有其优点。比如，一次性安装成型，减少了交叉作业施工干扰，无需补口，避免了新旧材料固化收缩差带来的脱层缺陷以及吊装和安装过程中磕碰产生的损伤，不需要局部修补，节约了材料等等。具体施工工艺基本与地上相似，不同的就是管道是固定的，没有办法转动，只能采取全手工方法操作，从喷砂打磨到涂覆底涂及缠绕玻璃布，涂覆面涂等等工作全部靠人工完成。为了兼顾管道两侧的施工操作，必须配备2人一组分立于安装成型的管道两侧，相互配合，共同完成管道防腐体系结构。这种操作能够及时解决质量缺陷，不需要停机作业，边施工边控制品质，一次成型，很少出现修补或者返工现象。电火花检测合格率通常比地上半机械化防腐施工要高。特别需要注意的就是喷砂打磨前，必须彻底清理干净焊缝周边的焊渣焊瘤，并打磨平整光滑，尽量保持焊缝与管道面的自然过渡，如果发现焊坑或者汽眼需要用环氧沥青腻子填充找平，干燥后打磨光滑。
环氧沥青埋地管道补口是地上防腐蚀施工作业后，入沟预埋前进行的一项重要程序。补口质量的好坏直接影响着整体预埋管道的防腐蚀效果，因为存在固化收缩差，容易造成空鼓脱层等质量缺陷。为了解决这种无法避免的缺陷，根据笔者长期实际施工经验，可以采取以下施工技术，首先清理打磨焊缝焊渣焊瘤，保持平整光滑，其次涂覆底涂至少2道，待底涂干燥后边涂面涂边粘贴300g以下的短切毡，再按照预留接茬层数粘贴玻璃布，依次毡--布--毡--布的方法进行补口，最外层粘贴表面毡，并且多覆盖20㎝长度到原有玻璃钢层上面，所有毡布相互覆盖前必须保证底层材料的充分固化干燥，并且光滑平整，无气泡和起鼓缺陷，粘贴缠绕松紧适宜，出油正常，杜绝“生布，夹生布”出现。毡布完成干燥后，进行表面毛刺或者接茬缝的打磨，清理浮灰涂覆环氧沥青面涂，具体方法与上述操作方法一样，干燥后再次用电火花检查，直至合格。
无论是地上操作还是埋地沟施工，埋地管道防腐施工中使用量最大的就是环氧沥青和玻璃纤维布及短切毡增强材料。随着各种工艺管道口径的不同，缠绕玻纤布的幅宽也不同，必须选择幅宽与口径的配套，才能保证缠绕品质及施工的效率。选择玻璃布，应采用干燥，无捻，网状平纹，两边封边，带芯轴的中碱玻璃布卷，含碱量应符合现行国家标准GB/T18370的有关规定，经纬密度10×10-12×12根/㎝2，厚度宜为0.1-0.12㎜，幅宽可以参照下表：
玻璃布幅宽选择表
公称直径（DN） <250㎜ 250-500㎜ >500㎜
玻璃布幅宽 100-250㎜ 400㎜ 500㎜
埋地管道环氧沥青防腐蚀技术不限于以上施工及材料要求和控制，在埋地回填覆土施工中也尤为关键，防腐蚀使用年限长短及寿命效果是一个体系综合的实现。笔者在很多埋地管道防腐蚀现场看到，回填从来就不被提起或者重视，因为回填磕碰防腐层，造成的损伤比比皆是，隐蔽后不到几年就发生了管道腐蚀穿孔，介质泄漏事故。埋地管道环氧沥青防腐蚀项目中，施工质量控制和质检指标可以参照SY/T6854-2012和SH/T3022-2011相关标准执行，但是对于回填要求没有规定内容或者说涉及不多，这必须引起相关标准制定部门的重视。
根据笔者经验，防腐蚀管道预埋时，做好吊装和安装对管道防腐层的保护措施，尽量使用软质加宽吊装带，条件允许时使用聚苯乙烯泡沫板捆扎管道，回填料使用不得含有石子，碎块，坚硬杂质的土壤或者沙子，必须经过分拣或者过筛的土壤及黄沙回填。回填时必须实施严格的监理制度，填写隐蔽工程记录，并且拍照或者视频留存。土壤或者黄沙回填后，密实施工不得使用电夯机具，建议采用平板振捣器或者灌水等工艺方法进行施工，确保埋地管道环氧沥青防腐层的完整性，满足防腐设计的使用年限和效果。
随着我们国家工业化进程的快速发展，越来越多的地上管道进入地下，有管廊形式，有涵洞隧道形式，但是最广泛最经济实惠和最简单的形式依然是埋地形式。因此环氧沥青成为埋地管道防腐蚀最普遍的标配材料，即使当今出现了许多新型埋地管道防腐蚀材料，也不能代替其高性能低价格价的市场主导地位。
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