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水泥砂漿內襯環氧密封層球墨鑄鐵管技術
[ 編輯:admin | 時間:2013-09-03 11:21:37
| 瀏覽:18573次 | 來源:《城市管網》雜志 | 作者: ]
水泥砂漿內襯環氧密封層球墨鑄鐵管技術
新興鑄管股份有限公司 產品介紹球墨鑄鐵管水泥砂漿內襯是一種傳統的防腐內襯，已經沿用近百年，被國際標準及其國家標準規定為球墨鑄鐵管的標準內防腐材料。然而隨著人們對水質要求的日益提高，以及水質的變化，水泥砂漿內襯固有的堿性特征使其已經不能滿足要求，例如對于小口徑、低流速的供水小區，由于水在管道之內停留時間過長，會使水泥砂漿內襯中的一些物質進入水中，比較明顯的是會引起水質的PH值升高，影響水質。 針對這個問題，英國在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間較長時，規定在水泥砂漿內襯表面涂覆密封涂層，來抑制水泥砂漿中堿性物質的析出，使所輸送水的PH值保持在9.5以下。并針對水泥砂漿內襯密封層的具體要求發布了標準BS7892：2000 球鐵管和管件水泥砂漿內襯密封層技術規范。2004年，國際標準化組織也針對水泥砂漿內襯密封涂層發布了標準 ISO16132 球鐵管、管件——水泥砂漿內襯密封涂層。目前，在歐洲為了進一步提高供水質量，環氧樹脂作為水泥內襯密封層已被廣泛應用。 基于以上原因，新興鑄管公司研發了一種新型防腐內襯-水泥砂漿內襯環氧涂料密封層，此內襯會最大限度的阻擋水泥砂漿內襯中的離子向外溢出，以保護水泥砂漿不受侵蝕的同時，也保護了水質的質量。 1 產品描述：水泥砂漿內襯環氧密封層球墨鑄鐵管是在水泥砂漿內襯表面噴涂一層環氧涂料固化而成，如無特殊要求環氧涂料密封層厚度一般控制在40um～80um。此內襯不僅具有優異的防腐性能并能保證輸送水的水質不受污染。2、防腐機理1）水泥內襯的防腐機理水泥砂漿內襯是一種傳統的球墨鑄鐵管防腐內襯，具有長效防腐性能。其方法機理主要是水泥砂漿內襯釋放的堿性物質富集于球鐵管內壁的表面，使球鐵管產生鈍化現象，從而為基體提供了電化學保護，這也是一種主動防腐（見Fe/H2O體系的電位—pH圖）。因此水泥砂漿內襯對球鐵管的防腐主要是依賴于其堿性環境使球鐵管內壁產生鈍化，達到防腐目的。
Fe/H2O體系的電位—pH圖（布拜圖） 硬化的水泥漿體是一非勻質的多相體系，由各種水化產物和殘存熟料所構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，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，產生溶出性侵蝕，最終能導致水泥內襯的破壞。在各種水化產物中，Ca（OH）2的溶解度最大（25℃時約為1.2gCaOH/L）,所以首先被溶解。如水量不多，水中的Ca（OH）2濃度很快達到飽和程度（平衡濃度），溶出作用也就停止。但在流動水中，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，還會使其他水化產物發生分解，這也是引起管線通水初期PH值升高以及導致水泥內襯逐漸破壞，最終對球鐵管失去保護的原因。   Ca（OH）2 OH- Ca2+ OH-
球墨鑄鐵管水泥砂漿內襯氫氧化鈣溶出平衡示意圖 2）水泥砂漿內襯密封層的防腐機理水泥砂漿內襯環氧密封層球墨鑄鐵管結合了水泥砂漿內襯的主動防腐與有機涂層的被動防腐綜合性能，即環氧涂料密封層的實施為球鐵管內壁提供了一個物理屏障，減少或隔絕了水與球鐵管內壁的接觸機會，此為被動防腐；同時也減緩或阻止了水泥砂漿內襯中的堿性物質向水中釋放的機會，這也就保證了水泥砂漿的堿性物質會長久的富集于球鐵管的內壁，通過鈍化現象對球鐵管內壁提供了化學保護，此為主動防腐，從而保證了內襯長久的防腐性。
球墨鑄鐵管水泥砂漿內襯環氧密封層示意圖 3、產品特點1）優異的耐腐蝕性結合了主動防腐與被動防腐的綜合性能，即使環氧密封層有破損和漏涂點，那么水泥砂漿內襯就會提供主動防腐，具有長久的抗腐蝕能力。具有優異的耐堿性，可長期經受水泥砂漿內襯本身的堿性環境；具有優良的耐酸性，能經受外部輸送水質的侵蝕（例如弱酸性水）。 2）抑制堿性物質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襯密封層》標準要求，在法國BV的見證下進行了密封層長期密封性能及短期密封性能型式試驗：即將環氧涂料密封層在2m/s的流速、6bar的壓力下，長達3個月的密閉循環試驗后，密封層無起泡、無脫落現象，根據ISO16132標準對其循環水進行了PH值的檢測，檢測結果為8.1左右，遠遠小于標準要求的PH值≤9.5（試驗示意圖及裝置圖見下圖）。 短期密封性能檢測結果為8.2左右，遠遠小于標準要求的PH值≤9.5。 符合ISO16132：2004標準要求，在延長內襯壽命的同時防止通水初期PH值的上升，從而保證了水質的質量，取得了BV的認證報告。
密封性能檢測示意圖 根據ISO16132:2004進行的密封層長期密封性能型式試驗裝置圖 BV根據標準ISO16132：2004《球墨鑄鐵管及管件水泥砂漿內襯密封層》，對環氧涂料密封層長期密封性能及短期密封性能型式試驗認證證書。3）安全環保所用環氧涂料密封層材料不含任何有機溶劑；不會對環境造成污染、不會對施工人員造成危害；密封層固化后無毒，不會對水質造成污染，不會產生對人體有害的物質； 已通過了英國WRAS根據BS6920的衛生性能檢測認證。 4）具有減阻性能 新興鑄管委托中國水利水電科學研究院工程檢測中心對水泥砂漿內襯環氧密封層球墨鑄鐵管進行了糙率系數的檢測，檢測結果見下表。檢測結果表明水泥砂漿內襯環氧涂料密封層比水泥砂漿內襯要光滑，可以起到減阻的作用 表1 不同表達方式的新型內襯粗糙度檢測結果
5）經濟性 具有主動防腐與被動防腐的綜合特性，確保和提高球鐵管使用壽命； 相對于其它特殊有機防腐內襯（聚氨酯、環氧樹脂等），施工工藝簡單、密封層較薄，產品成本增加相對于其它特殊涂層具有明顯優勢。 4．與其它內襯的比較目前，球墨鑄鐵管的防腐內襯基本有以下幾種類型：4.1 水泥砂漿內襯水泥砂漿內襯是一種傳統的防腐內襯，已經沿用近百年,具有主動防腐的作用，被國際標準及國家標準規定為球墨鑄鐵管的標準內防腐材料。但是水泥砂漿內襯固有的堿性特征會使其在通水初期會引起水質的PH值升高，不能滿足飲用水要求。例如對于低流速的供水小區，由于水在管道之內停留時間過長，會使水泥砂漿內襯中的一些物質進入水中，比較明顯的是會引起水質的PH值升高，尤其小口徑管尤為明顯，影響水質的衛生性能，不能滿足飲用水要求。 4.2 有機防腐內襯球墨鑄鐵管的有機防腐內襯屬于被動防腐內襯，是通過在被保護基材與腐蝕環境之間提供一個屏障，將基材與腐蝕環境隔離開來進行防腐。其功效的發揮依賴于涂膜的連續性（即無漏點無創傷）、和一個持續高的電阻以及抗水滲透性的能力。被動防腐涂層的最小厚度要求在300～500um以上，并且根據表面粗糙度的大小需進行調整，以確保其涂膜的連續性和性能。 這種有機防腐內襯有：聚氨酯內襯、液體環氧內襯、環氧粉末內襯等。 對于球墨鑄鐵管來說，由于固有的鑄造缺陷（內壁渣孔、凹坑）較多，表面處理程度較難達到標準要求，因此需要較厚的涂層才能覆蓋缺陷。 例如對于球墨鑄鐵管聚氨酯內襯來說，根據標準EN 15655，其要求最小厚度為≥1300um，聚氨酯內襯厚度見表2；對于球墨鑄鐵管外壁聚氨酯防腐涂層來說，根據標準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壁鑄造缺陷比外壁嚴重，因此需要內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，難以形成連續涂膜，在這些薄弱環節腐蝕加劇，造成腐蝕穿孔，會給管線帶來致命的災害。因此需通過電火花檢測來檢測涂膜的連續性，保證整體防腐效果。 4.3 水泥砂漿內襯環氧密封層防腐內襯采用雙組份環氧涂料、不含任何有機溶劑，不會對環境造成污染、不會對施工人員造成危害；可以有效的抑制水泥砂漿內襯堿性物質的析出，保證所輸送水質的衛生安全；具有主動防腐與被動防腐的綜合特性，即使環氧密封層有破損和漏涂點，那么水泥砂漿內襯就會提供主動防腐，具有長久的抗腐蝕能力，確保和提高球鐵管使用壽命；表面光滑，管網水力損失小，節約能源，保護了供水企業的長期投資效益；相對于其它特殊有機防腐內襯（聚氨酯、環氧樹脂等），施工工藝簡單、密封層較薄，產品成本增加相對于其它特殊涂層具有明顯優勢。5．應用領域1）對水質要求高的輸水管線；2）輸水量小或有滯留的間歇性供水管線； 3）符合球墨鑄鐵管產業逐漸向綠色、低碳、環保的發展方向。國家對飲用水質要求的提高 對儲水容器及輸水管線的衛生安全性能的要求也會逐步提高，水泥砂漿內襯環氧密封層球墨鑄鐵管在滿足這一要求的前提下，可成為傳統水泥內襯球墨鑄鐵管的升級換代產品。 http://www.888691.cn/news/bencandy.php?fid=31&id=8781 
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