CN109423163A - 一种埋地钢制管道外用防腐复合涂层及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种埋地钢制管道外用防腐复合涂层及其制备方法。防腐复合涂层为在埋地钢制管道外依次涂覆的三层不同的涂层，包括最底下的环氧树脂高分子层，中间的镁锌粉末金属层和最外层石油沥青层。与现有技术相比，本发明涂层优势明显，环氧树脂高分子层的优点是粘结力好、表面光滑，涂层致密、耐盐、耐碱腐蚀，镁锌粉末金属层的存在，能够有效防止杂散电流的侵蚀，同时石油沥青层可以封闭镁锌合金金属层的微小细孔。另外本发明采用无毒沥青既可达到防腐性能又能保护土壤不受二次污染；本发明的涂料在管道外附着力等机械性能良好，且其耐化学腐蚀性好，又能耐酸、碱、盐，同时对杂散电流的侵蚀也有一定的耐腐蚀作用。
Description
技术领域
本发明涉及埋地钢制管道防腐技术领域，尤其是涉及一种埋地钢制管道外用防腐复合涂层及其制备方法。
背景技术
管道运输是与铁路、公路、航空、水运并驾齐驱的五大运输方式之一，作为一种特殊的运输方式，管道运输运量大、效率高、消耗小、成本低、见效快、全封闭化、可适应性强，越来越广泛地用于石油、化工、电力、冶金等行业及城镇燃气、供水、供热系统中，已成为现代工业和国民经济的命脉。但另一方面，管道腐蚀不可避免，是影响管道维护费用和使用寿命的主要因素。城市市政工程中，给水排水系统、供暖通风系统、燃气系统以及消防系统中使用的管道，大多是由金属材料制成的，它们长期暴露在大气中或埋设于地下，特别是在工业建筑中，有的管道暴露在有腐蚀性蒸汽、气体或可能溅出有侵蚀性液体的环境里，会经常受到水汽或各种腐蚀性气体的侵蚀而逐渐腐蚀，不仅破坏管道本身，如果发生燃气泄露、爆炸，还会给居民生活带来巨大的经济损失和社会危害。
管道腐蚀造成的经济损失可分为直接损失和间接损失。直接损失包括更换设备和构件费、修理费和防腐费等间接损失包括停产损失、腐蚀泄漏引起产品的流失、腐蚀产物积累或腐蚀破损引起的损失，间接损失远较直接损失大，且难以估计。据有关国家调查统计，每年因腐蚀造成的直接经济损失约占当年本国国民经济生产总值的1.5％-4.2％，就更别提间接的损失了。
腐蚀破坏的形式很多，在不同情况下引起金属腐蚀的原因也不尽相同，而且影响因素非常复杂。因此，对于一个具体的腐蚀体系，究竟采用何种防腐蚀科技，应根据腐蚀原因、环境条件、各种措施的防腐蚀效果、施工难易以及经济性等方面进行综合的考虑，使它的危害降低到最低。世界各国的腐蚀专家普遍认为，如能应用近代腐蚀科学知识及防腐蚀技术，腐蚀的经济损失可降低25％～30％。
目前，防止埋地钢制管道腐蚀的主要方法包括正确选用耐腐蚀材料、腐蚀环境的控制、电化学保护、表面涂覆层保护以及合理的防腐蚀设计。其中，涂料涂层的保护被认为是最有效、最经济、应用也最普遍的方法。埋地管道防腐涂层选用的原则是技术上可行，经济上合理。从技术角度，一般管道外防腐涂层主要考虑以下因素：①物理和化学稳定性高；②土壤应力抵抗能力强；③良好的附着力；④耐抗击能力；⑤抗阴极剥离能力；⑥防腐层的材料和施工工艺不应对母材的性能产生不利影响；⑦防腐层损伤后易于修补。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种附着力强，制造工艺快速，防杂散电流腐蚀效果理想的埋地钢制管道外用防腐复合涂层及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种埋地钢制管道外用防腐复合涂层，包括在埋地钢制管道外依次涂覆的三层不同的涂层，包括最底下的环氧树脂高分子层，中间的镁锌粉末金属层和最外层石油沥青层。
所述环氧树脂高分子层涂装厚度为120～200um。
所述镁锌粉末金属层喷涂厚度为150～200um。
所述石油沥青层浇涂厚度为100～150um。
所述的环氧树脂高分子层由重量比为1:1的环氧树脂与固化剂制成。
所述镁锌粉末金属层成分为锌粉与镁粉，其中锌粉质量为镁粉质量的二十分之一至三十分之一。
所述石油沥青层由沥青与汽油按重量比1:(2.5～3.5)组成。
所述埋地钢制管道外用防腐复合涂层的制备方法，包括以下步骤：
(1)环氧树脂层的制备：将埋地钢制管道外表面进行表面处理后涂敷环氧树脂涂料，环氧树脂涂料由重量比为1:1的环氧树脂与固化剂组成，埋地钢制管道的预热温度控制在140-160℃，环氧树脂涂料固化温度控制在210～230℃，固化时间为l0～15min，涂装厚度为120～200um；
(2)镁锌粉末金属层的制备：首先锌粉和镁粉用球磨机搅拌充分均匀，其中锌粉质量为镁粉质量的二十分之一至三十分之一，在环氧树脂层涂覆完成但未完全固化之前将镁粉与锌粉的混合物进行均匀涂覆，涂覆采用高压无气喷涂，喷枪压力10～15Mpa，匀速均匀走枪，喷涂厚度在150～200um；
(3)石油沥青层的制备：石油沥青由沥青与汽油按重量比1:(2.5～3.5)组成，然后石油沥青在20～24℃下熬制1小时后，均匀浇涂在镁锌粉末金属层外，厚度为100～150um，最后放置干燥。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
1、涂层优势明显：环氧树脂高分子层的优点是粘结力好、表面光滑，涂层致密、耐盐、耐碱腐蚀，镁锌粉末金属层的存在，能够有效防止杂散电流的侵蚀，同时石油沥青层可以封闭镁锌合金金属层的微小细孔。另外本发明采用无毒沥青既可达到防腐性能又能保护土壤不受二次污染；
2、应用性能良好：本发明的涂料在管道外附着力等机械性能良好，且其耐化学腐蚀性好，又能耐酸、碱、盐，同时对杂散电流的侵蚀也有一定的耐腐蚀作用。
3、镁锌粉末金属层的存在，除了能够有效防止杂散电流的侵蚀外，还作为保护层，可以对管道提供保护作用。
4、本发明复合涂层制备方法简单，可操作性强，成本低，适应性强，可用于多种管道的防腐蚀。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
(1)环氧树脂层：将埋地钢制管道表面进行适当表面处理后涂敷环氧树脂涂料(环氧树脂：固化剂＝1:1)，埋地钢制管道的预热温度控制在150℃，固化温度应控制在210℃，固化时间为10min，涂装厚度120um；
(2)镁锌粉末金属层：首先锌粉和镁粉用球磨机搅拌充分均匀，其中锌粉质量为镁粉质量的二十分之一，在环氧树脂层涂覆完成但未完全固化之前将镁粉与锌粉的混合物进行均匀涂覆，涂覆采用高压无气喷涂，喷枪压力10Mpa，匀速均匀走枪，厚度150um；
(3)石油沥青层：石油沥青的配比为沥青：汽油＝1:2.5，然后在20℃下熬制1小时后，均匀浇涂在镁锌粉末金属层外，厚度为100um，最后放置干燥。
该实例中所改良的管道在服役3个月后腐蚀状况明显优于未涂覆涂层的管道。
实施例2
(1)环氧树脂层：将埋地钢制管道表面进行适当表面处理后涂敷环氧树脂涂料(环氧树脂：固化剂＝1:1)，埋地钢制管道的预热温度控制在150℃，固化温度应控制在210℃，固化时间为10min，涂装厚度160um；
(2)镁锌粉末金属层的制备：首先锌粉和镁粉用球磨机搅拌充分均匀，其中锌粉质量为镁粉质量的三十分之一，在环氧树脂层涂覆完成但未完全固化之前将镁粉与锌粉的混合物进行均匀涂覆，涂覆采用高压无气喷涂，喷枪压力10Mpa，匀速均匀走枪，厚度150um；
(3)石油沥青层：石油沥青的配比为沥青：汽油＝1:2.5，然后在20℃下熬制1小时后，均匀浇涂在镁锌粉末金属层外，厚度为100um，最后放置干燥。
该实例中所改良的管道在服役3个月后腐蚀状况明显优于未涂覆涂层的管道。
实施例3
(1)环氧树脂层：将埋地钢制管道表面进行适当表面处理后涂敷环氧树脂涂料(环氧树脂：固化剂＝1:1)，埋地钢制管道的预热温度控制在150℃，固化温度应控制在210℃，固化时间为10min，涂装厚度200um；
(2)镁锌粉末金属层的制备：首先锌粉和镁粉用球磨机搅拌充分均匀，其中锌粉质量为镁粉质量的二十五分之一，在环氧树脂层涂覆完成但未完全固化之前将镁粉与锌粉的混合物进行均匀涂覆，涂覆采用高压无气喷涂，喷枪压力10Mpa，匀速均匀走枪，厚度150um；
(3)石油沥青层：石油沥青的配比为沥青：汽油＝1:2.5，然后在20℃下熬制1小时后，均匀浇涂在镁锌粉末金属层外，厚度为100um，最后放置干燥。
该实例中所改良的管道在服役3个月后腐蚀状况明显优于未涂覆涂层的管道。
实施例4
(1)环氧树脂层：将埋地钢制管道表面进行适当表面处理后涂敷环氧树脂涂料(环氧树脂：固化剂＝1:1)，埋地钢制管道的预热温度控制在150℃，固化温度应控制在220℃，固化时间为10min，涂装厚度120um；
(2)镁锌粉末金属层的制备：首先锌粉和镁粉用球磨机搅拌充分均匀，其中锌粉质量为镁粉质量的二十六分之一，在环氧树脂层涂覆完成但未完全固化之前将镁粉与锌粉的混合物进行均匀涂覆，涂覆采用高压无气喷涂，喷枪压力10Mpa，匀速均匀走枪，厚度150um；
(3)石油沥青层：石油沥青的配比为沥青：汽油＝1:2.5，然后在20℃下熬制1小时后，均匀浇涂在镁锌粉末金属层外，厚度为100um，最后放置干燥。
该实例中所改良的管道在服役3个月后腐蚀状况明显优于未涂覆涂层的管道。
实施例5
(1)环氧树脂层：将埋地钢制管道表面进行适当表面处理后涂敷环氧树脂涂料(环氧树脂：固化剂＝1:1)，埋地钢制管道的预热温度控制在150℃，固化温度应控制在230℃，固化时间为10min，涂装厚度120um；
(2)镁锌粉末金属层的制备：首先锌粉和镁粉用球磨机搅拌充分均匀，其中锌粉质量为镁粉质量的二十二分之一，在环氧树脂层涂覆完成但未完全固化之前将镁粉与锌粉的混合物进行均匀涂覆，涂覆采用高压无气喷涂，喷枪压力10Mpa，匀速均匀走枪，厚度150um；
(3)石油沥青层：石油沥青的配比为沥青：汽油＝1:2.5，然后在20℃下熬制1小时后，均匀浇涂在镁锌粉末金属层外，厚度为100um，最后放置干燥。
该实例中所改良的管道在服役3个月后腐蚀状况明显优于未涂覆涂层的管道。
实施例6
(1)环氧树脂层：将埋地钢制管道表面进行适当表面处理后涂敷环氧树脂涂料(环氧树脂：固化剂＝1:1)，埋地钢制管道的预热温度控制在150℃，固化温度应控制在210℃，固化时间为10min，涂装厚度120um；
(2)镁锌粉末金属层的制备：首先锌粉和镁粉用球磨机搅拌充分均匀，其中锌粉质量为镁粉质量的二十八分之一，在环氧树脂层涂覆完成但未完全固化之前将镁粉与锌粉的混合物进行均匀涂覆，涂覆采用高压无气喷涂，喷枪压力10Mpa，均匀浇涂在镁锌粉末金属层外，厚度为厚度150um；
(3)石油沥青层：石油沥青的配比为沥青：汽油＝1:2.5，然后在20℃下熬制1小时后，均匀浇涂厚度为100um，最后放置干燥。
该实例中所改良的管道在服役3个月后腐蚀状况明显优于未涂覆涂层的管道。
实施例7
(1)环氧树脂层：将埋地钢制管道表面进行适当表面处理后涂敷环氧树脂涂料(环氧树脂：固化剂＝1:1)，埋地钢制管道的预热温度控制在150℃，固化温度应控制在210℃，固化时间为10min，涂装厚度120um；
(2)镁锌粉末金属层的制备：首先锌粉和镁粉用球磨机搅拌充分均匀，其中锌粉质量为镁粉质量的二十一分之一，在环氧树脂层涂覆完成但未完全固化之前将镁粉与锌粉的混合物进行均匀涂覆，涂覆采用高压无气喷涂，喷枪压力10Mpa，匀速均匀走枪，厚度150um；
(3)石油沥青层：石油沥青的配比为沥青：汽油＝1:2.5，然后在20℃下熬制1小时后，均匀浇涂在镁锌粉末金属层外，厚度为100um，最后放置干燥。
该实例中所改良的管道在服役3个月后腐蚀状况明显优于未涂覆涂层的管道。
实施例8
(1)环氧树脂层：将埋地钢制管道表面进行适当表面处理后涂敷环氧树脂涂料(环氧树脂：固化剂＝1:1)，埋地钢制管道的预热温度控制在150℃，固化温度应控制在210℃，固化时间为10min，涂装厚度120um；
(2)镁锌粉末金属层的制备：首先锌粉和镁粉用球磨机搅拌充分均匀，其中锌粉质量为镁粉质量的二十九分之一，在环氧树脂层涂覆完成但未完全固化之前将镁粉与锌粉的混合物进行均匀涂覆，涂覆采用高压无气喷涂，喷枪压力10Mpa，匀速均匀走枪，厚度175um；
(3)石油沥青层：石油沥青的配比为沥青：汽油＝1:2.5，然后在20℃下熬制1小时后，均匀浇涂在镁锌粉末金属层外，厚度为100um，最后放置干燥。
该实例中所改良的管道在服役3个月后腐蚀状况明显优于未涂覆涂层的管道。
实施例9
(1)环氧树脂层：将埋地钢制管道表面进行适当表面处理后涂敷环氧树脂涂料(环氧树脂：固化剂＝1:1)，埋地钢制管道的预热温度控制在150℃，固化温度应控制在210℃，固化时间为10min，涂装厚度120um；
(2)镁锌粉末金属层的制备：首先锌粉和镁粉用球磨机搅拌充分均匀，其中锌粉质量为镁粉质量的二十四分之一，在环氧树脂层涂覆完成但未完全固化之前将镁粉与锌粉的混合物进行均匀涂覆，涂覆采用高压无气喷涂，喷枪压力10Mpa，匀速均匀走枪，厚度200um；
(3)石油沥青层：石油沥青的配比为沥青：汽油＝1:2.5，然后在20℃下熬制1小时后，均匀浇涂在镁锌粉末金属层外，厚度为120um，最后放置干燥。
该实例中所改良的管道在服役3个月后腐蚀状况明显优于未涂覆涂层的管道。
实施例10
(1)环氧树脂层：将埋地钢制管道表面进行适当表面处理后涂敷环氧树脂涂料(环氧树脂：固化剂＝1:1)，埋地钢制管道的预热温度控制在150℃，固化温度应控制在210℃，固化时间为10min，涂装厚度120um；
(2)镁锌粉末金属层的制备：首先锌粉和镁粉用球磨机搅拌充分均匀，其中锌粉质量为镁粉质量的二十三分之一，在环氧树脂层涂覆完成但未完全固化之前将镁粉与锌粉的混合物进行均匀涂覆，涂覆采用高压无气喷涂，喷枪压力10Mpa，匀速均匀走枪，厚度150um；
(3)石油沥青层：石油沥青的配比为沥青：汽油＝1:3.0，然后在20℃下熬制1小时后，均匀浇涂在镁锌粉末金属层外，厚度为130um，最后放置干燥。
该实例中所改良的管道在服役3个月后腐蚀状况明显优于未涂覆涂层的管道。
实施例11
(1)环氧树脂层：将埋地钢制管道表面进行适当表面处理后涂敷环氧树脂涂料(环氧树脂：固化剂＝1:1)，埋地钢制管道的预热温度控制在150℃，固化温度应控制在210℃，固化时间为10min，涂装厚度120um；
(2)镁锌粉末金属层的制备：首先锌粉和镁粉用球磨机搅拌充分均匀，其中锌粉质量为镁粉质量的二十五分之一，在环氧树脂层涂覆完成但未完全固化之前将镁粉与锌粉的混合物进行均匀涂覆，涂覆采用高压无气喷涂，喷枪压力10Mpa，匀速均匀走枪，厚度150um；
(3)石油沥青层：石油沥青的配比为沥青：汽油＝1:2.5，然后在20℃下熬制1小时后，均匀浇涂在镁锌粉末金属层外，厚度为125um，最后放置干燥。
该实例中所改良的管道在服役3个月后腐蚀状况明显优于未涂覆涂层的管道。
实施例12
(1)环氧树脂层：将埋地钢制管道表面进行适当表面处理后涂敷环氧树脂涂料(环氧树脂：固化剂＝1:1)，埋地钢制管道的预热温度控制在150℃，固化温度应控制在210℃，固化时间为10min，涂装厚度120um；
(2)镁锌粉末金属层的制备：首先锌粉和镁粉用球磨机搅拌充分均匀，其中锌粉质量为镁粉质量的二十五分之一，在环氧树脂层涂覆完成但未完全固化之前将镁粉与锌粉的混合物进行均匀涂覆，涂覆采用高压无气喷涂，喷枪压力10Mpa，匀速均匀走枪，厚度150um；
(3)石油沥青层：石油沥青的配比为沥青：汽油＝1:2.5，然后在20℃下熬制1小时后，均匀浇涂在镁锌粉末金属层外，厚度为150um，最后放置干燥。
该实例中所改良的管道在服役3个月后腐蚀状况明显优于未涂覆涂层的管道。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种埋地钢制管道外用防腐复合涂层，其特征在于，包括在埋地钢制管道外依次涂覆的三层不同的涂层，包括最底下的环氧树脂高分子层，中间的镁锌粉末金属层和最外层石油沥青层。
2.根据权利要求1所述的一种埋地钢制管道外用防腐复合涂层，其特征在于，所述环氧树脂高分子层涂装厚度为120～200um。
3.根据权利要求1所述的一种埋地钢制管道外用防腐复合涂层，其特征在于，所述镁锌粉末金属层喷涂厚度为150～200um。
4.根据权利要求1所述的一种埋地钢制管道外用防腐复合涂层，其特征在于，所述石油沥青层浇涂厚度为100～150um。
5.根据权利要求1所述的一种埋地钢制管道外用防腐复合涂层，其特征在于，所述的环氧树脂高分子层由重量比为1:1的环氧树脂与固化剂制成。
6.根据权利要求1所述的一种埋地钢制管道外用防腐复合涂层，其特征在于，所述镁锌粉末金属层成分为锌粉与镁粉，其中锌粉质量为镁粉质量的二十分之一至三十分之一。
7.根据权利要求1所述的一种埋地钢制管道外用防腐复合涂层，其特征在于，所述石油沥青层由沥青与汽油按重量比1:(2.5～3.5)组成。
8.一种如权利要求1所述的埋地钢制管道外用防腐复合涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)环氧树脂层的制备：将埋地钢制管道外表面进行表面处理后涂敷环氧树脂涂料，环氧树脂涂料由重量比为1:1的环氧树脂与固化剂组成，埋地钢制管道的预热温度控制在140-160℃，环氧树脂涂料固化温度控制在210～230℃，固化时间为l0～15min，涂装厚度为120～200um；
(2)镁锌粉末金属层的制备：首先锌粉和镁粉用球磨机搅拌充分均匀，其中锌粉质量为镁粉质量的二十分之一至三十分之一，在环氧树脂层涂覆完成但未完全固化之前将镁粉与锌粉的混合物进行均匀涂覆，涂覆采用高压无气喷涂，喷枪压力10～15Mpa，匀速均匀走枪，喷涂厚度在150～200um；
(3)石油沥青层的制备：石油沥青由沥青与汽油按重量比1:(2.5～3.5)组成，然后石油沥青在20～24℃下熬制1小时后，均匀浇涂在镁锌粉末金属层外，厚度为100～150um，最后放置干燥。
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| CN110732472A (zh) * | 2019-10-25 | 2020-01-31 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种黑色金属镀锌防腐层修复方法 |
| CN114752283A (zh) * | 2022-04-06 | 2022-07-15 | 华邦建投集团股份有限公司 | 一种垃圾池涂层及其制备方法 |
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2017
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