地下管網(wǎng)腐蝕與保護(hù)防腐涂料應(yīng)用分析

　　-------志盛威華防腐涂料研發(fā)部

　　地下管網(wǎng)是指城市給排水、燃?xì)?、電力、電信、有線電視、等地下管網(wǎng)總稱，也是城市的生命線。城市以水、氣、熱三大管線系統(tǒng)為主，分為上水(自來水)、下水(雨水、污水的排出系統(tǒng))、熱力管道(氣、水)、燃?xì)夤艿?煤氣、天然氣)以及供電、電信管線等。志盛威華ZS防腐涂料研究人員指出，地下環(huán)境較潮濕，且土壤一般不能隔絕空氣，土壤中的碳?？膳c鋼鐵組成腐蝕電池，大大加速鋼鐵的腐蝕。

　　土壤的電解失重、PH值、氯離子量、散電子量、潮濕度、移動(dòng)摩擦等情況，都是對(duì)地下材料造成腐蝕。地下Cl-離子濃度的對(duì)材料腐蝕速率是，地下材料的平均蝕速率和局部腐蝕擴(kuò)展速率,結(jié)果表明,隨著土壤中Cl-離子濃度提高,腐蝕腐蝕速率增加,并且Cl-離子濃度對(duì)局部腐蝕擴(kuò)展速率的促進(jìn)作用明顯高于平均腐蝕速率。地下水對(duì)混凝土的侵蝕破壞能力(underground aqueous causticity)，水中含CO2和SO 2- 4多時(shí),或H+濃度較高時(shí),水就具有侵蝕性，含侵蝕性C02的水能溶解混凝土中的鈣質(zhì)而使混凝土崩解。要讓地下管網(wǎng)長期耐住這些腐蝕，管網(wǎng)必須涂刷無機(jī)防腐涂料，防腐涂料是指對(duì)金屬等材料起到防腐蝕的作用，保護(hù)有色金屬等材料使用的壽命。社會(huì)的進(jìn)步，技術(shù)的發(fā)展，防腐涂料的種類和應(yīng)用也在擴(kuò)大。工況要求的提高，對(duì)防腐涂料性能標(biāo)準(zhǔn)有嚴(yán)格的制定?，F(xiàn)在采用新的防腐研發(fā)合成技術(shù)，溶液是由新型志盛威華特制的無機(jī)聚合物螯合成膜溶液，已硅氧基—Si—O—Si—鍵為基礎(chǔ),嫁接有機(jī)烷基側(cè)鏈作為輔佐，再已羥基為端鏈螯合的防腐成膜物，該鍵對(duì)硅原子上連接的螯合的羥基、烷基有很好的三元協(xié)同效應(yīng),溶液穩(wěn)定性強(qiáng)，減輕了對(duì)高聚物內(nèi)部的影響，成膜物更致密，附著力強(qiáng)，耐溫高。研發(fā)成功的螯合的防腐涂料成膜溶液，避免了傳統(tǒng)防腐涂料分低、中、面繁瑣的施工工序，涂料單一涂層，根據(jù)不同的工況，涂刷2遍或是2遍以上即可。這就是北京志盛威華化工有限公司聯(lián)合部隊(duì)研究院共同研發(fā)生產(chǎn)的ZS-711無機(jī)防腐涂料，該涂料早是應(yīng)對(duì)軍隊(duì)?wèi)?zhàn)列設(shè)備高度防腐需求而研發(fā)的，涂料主要應(yīng)用在兩棲戰(zhàn)艦、地下、污水、化工設(shè)備、坦克、船體、航天上重防腐涂層，防腐效果好，用在地下管網(wǎng)可以使用20年以上。

　　按照“腐蝕”的定義，系指物質(zhì)(物體)與環(huán)境作用所發(fā)生的破壞，地下防腐也不例外。具體到地下管道，就外部環(huán)境而言，是管道(材料)與土壤環(huán)境(介質(zhì))發(fā)生的化學(xué)、物理化學(xué)、電化學(xué)作用，導(dǎo)致管道的局部或整體的破壞。作為管網(wǎng)管道的材料，主要有金屬(鑄鐵、鋼、鋼筋)和混凝土等，特別是鋼鐵材料，主要是經(jīng)受電化學(xué)腐蝕，而混凝土則受到化學(xué)、物理化學(xué)腐蝕。此外，管道內(nèi)部的腐蝕是發(fā)生在管道材質(zhì)與所運(yùn)送的介質(zhì)(氣、水等)之間的化學(xué)、電化學(xué)作用，由于介質(zhì)的不同，其腐蝕情況也有很大差別。因此，地下管網(wǎng)管道將受到內(nèi)、外腐蝕的影響，典型的是污水管道，它將受到內(nèi)(污水)、外(土壤)介質(zhì)的共同作用。

　　以下重點(diǎn)分析外部(土壤)環(huán)境對(duì)管道腐蝕的影響。金屬管道、混凝土中鋼筋腐蝕，都屬于電化學(xué)過程，與土壤(介質(zhì))的導(dǎo)電性密切相關(guān)。通常的規(guī)律是，土壤的導(dǎo)電性越好(電阻率低)，其腐蝕性也越強(qiáng)。給出了土壤電阻率與腐蝕性的關(guān)系。土壤電阻率是一項(xiàng)綜合性指標(biāo)，它與土壤性質(zhì)、含水量、含鹽量等密切相關(guān)，因此是代表土壤腐蝕性的重要檢驗(yàn)指標(biāo) ZS-711無機(jī)防腐涂料經(jīng)過無機(jī)聚合物螯合成膜溶液和高度活化的防腐顏料形成的涂料涂層能與物體表面材料原子或是離子快速反應(yīng)結(jié)合，生成具有物理、化學(xué)、電子三重保護(hù)防護(hù)作用，通過化學(xué)鍵、離子鍵與基體表面牢固結(jié)合。對(duì)于基材的物理防腐、化學(xué)防腐、電子防腐有很好的保護(hù)基體作用。志盛威華ZS無機(jī)防腐涂料對(duì)環(huán)境無污染，使用壽命長，防腐性能超過國際先進(jìn)水平，是符合環(huán)保要求的高科技換代產(chǎn)品。

　　地下管網(wǎng)防腐涂料的測試，試驗(yàn)用防腐涂料涂層片的試片尺寸大小150mm×150mm，將試驗(yàn)無機(jī)防腐涂料涂層涂刷三遍，每隔2小時(shí)涂刷一遍，大氣溫度25℃，空氣相對(duì)濕度60%，經(jīng)36小時(shí)后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)測試。按此方法共制作4張涂層片分別作ZS-711和ZS-811不同項(xiàng)目的測試。根據(jù)美國NACE標(biāo)準(zhǔn)[PR-01-76(1983)修正版]tenNo.53105對(duì)ZS-711涂層進(jìn)行抗腐蝕性能評(píng)定，結(jié)果，順利通過了4000h鹽霧試驗(yàn)和4000h濕熱試驗(yàn)的考驗(yàn)。涂層具有卓越的耐候性、抗老化、抗輻射、耐磨、耐沖擊、耐高溫、低溫，導(dǎo)電性穩(wěn)定;其電阻率可滿足防靜電要求，又能保證涂層的長壽命。管道無機(jī)防腐涂料附著力強(qiáng)：涂層與基體結(jié)合力強(qiáng)，涂層組成物中含有羥基，金屬基體提供正離子，形成化學(xué)鍵結(jié)合，在ZS管道無機(jī)防腐涂料中的偶聯(lián)劑幫助下，其至實(shí)現(xiàn)共價(jià)鏈的結(jié)合。在空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)維系下，涂料組合含有的金屬、金屬氧化物納米材料和稀土氧化物超微粉體，幫助涂層形成一個(gè)致密的界面過渡層，使其綜合熱力學(xué)性質(zhì)與基體相匹配。志盛管道無機(jī)防腐涂料方便高效：施工簡單，真正實(shí)現(xiàn)無機(jī)涂料的常溫自固化，當(dāng)環(huán)境溫度20℃，相對(duì)濕度小于85%，表干15min,實(shí)干24h,可保證高效施工，可實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的抗鹽霧，耐老化。涂層具有自我修補(bǔ)性，外力造成的局部劃痕可受到保護(hù)，涂層不受切割及焊接損傷，帶涂層焊接不受焊接質(zhì)量。

　　地下管網(wǎng)的防腐檢測、應(yīng)定時(shí)對(duì)城市各類地下管網(wǎng)管道腐蝕防腐進(jìn)行檢測、檢查、分析、評(píng)估。隊(duì)管網(wǎng)腐蝕隨時(shí)檢查、及時(shí)維修，要經(jīng)常化、制度化，這是控制和掌握管道腐蝕防腐安全的重要手段與途徑。【北京大學(xué)、北京志盛博卡節(jié)能技術(shù)研究院】