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1、第8章 管道及设备的防腐与保温,上海海洋大学制冷空调系,第8章 管道及设备的防腐与保温,防腐和保温是管道和设备安装的最后两道工序。这两项工作关系到管道和设备的使用寿命、系统运行的经济性和工作效果，必须引起充分重视。,8.1管道及设备的防腐,8.1.1腐蚀与防腐 8.1.2管道及设备表面的除污 8.1.3管道及设备刷油 8.1.4埋地管道的防腐层结构及施工 8.1.5管道防腐措施 8.1.6管道涂色,8.1.1腐蚀与防腐,腐蚀主要是指材料在外部介质影响下所产生的化学作用或电化学作用，从而使得材料破坏和质变。 由化学作用引起的腐蚀属于化学腐蚀，由电化学作用引起的腐蚀称为电化学腐蚀。在金属材料(或合
2、金)的腐蚀，上述两种腐蚀均有。 一般情况下，金属与氧气、氯气、二氧化硫、硫化氢等干燥气体或汽油、乙醇、苯等非电解质接触所引起的腐蚀都是电化学腐蚀。,8.1.1腐蚀与防腐,防腐的方法很多，如采取金属镀层、金属钝化、阴极保护及涂料工艺等。 在管道及设备的防腐方法中，采用最多的是涂料工艺。 对于放置在地面上的管道和设备，一般采用油漆涂料；对于埋在地下的管道，则多采用沥青涂料。,8.1.2管道及设备表面的除污,为了防止腐蚀，一般金属管道和设备表面都涂有防腐涂料。但是金属管道和设备表面往往有各种污物，如灰尘、污垢、油渍、锈斑等，这些会影响防腐涂料对金属表面的附着力。 为了增加油漆的附着力和防腐效果，在涂
3、刷底漆前，必须将管道或设备表面的污物清除干净，并保持干燥。,8.1.2管道及设备表面的除污,除锈是对金属管道或构件表面在涂刷防腐涂料前进行处理的一道重要工序，目的是清理掉金属表面的锈层、油类、旧漆膜及灰尘等，以便使涂刷的涂料能牢固地黏附在管道、设备及构件等表面上，达到防腐的目的。 施工验收规范也明确规定：在涂刷底漆前，必须清除表面的灰尘、污垢、锈斑、焊渣等物。,8.1.2管道及设备表面的除污,对于钢材而言，其表面的除锈质量分为四个等级。 一级要求彻底除净金属表面上的油脂、氧化皮、锈蚀等一切杂物，并用吸尘器、干燥洁净的压缩空气或刷子清除粉尘；表面无任何可见残留物，呈现均一的金属本色，并有一定粗糙
4、度。 二级要求完全除去金属表面的油脂、氧化皮、锈蚀产物等一切杂物，并用工具清除粉尘；残留的锈斑、氧化皮等引起的轻微变色的面积在任何部位100mm100mm的面积上不得超过5%。一、二级除锈标准，一般必须采用喷砂除锈和化学除锈的方法才能达到。,8.1.2管道及设备表面的除污,三级标准要求完全除去金属表面上的油脂、疏松氧化皮、浮锈等杂物，并用工具清除粉尘；紧附的氧化皮、点锈蚀或旧漆等斑点状残留物面积在任何部位100mm100mm的面积上不得超过1/3。三级除锈标准可用人工除锈、机械除锈和喷砂除锈方法达到。 四级要求除去金属表面上油脂、铁锈、氧化皮等杂物、允许有紧附的氧化皮、锈蚀产物或旧漆存在，用人
5、工除锈即可达到。 建筑设备安装中的管道和设备一般要求表面除锈质量达到三级。,1.人工除锈,人工除锈一般使用刮刀、手锤、钢丝刷以及砂布、砂纸等手工工具磨刷管道表面的铁锈、油垢等。当管道表面的锈层较厚时，可用锤子轻轻敲掉锈层，对子不厚的浮锈可直接用钢丝刷等工具拭掉，直到露出金属的本色，再用棉纱擦拭，管内壁浮锈可用圆钢丝刷来回拖动磨刷。 该方法劳动强度大、效率低、质量差，但需要工具简单、操作容易、适用各种形状表面的处理。由于安装施工现场多数不便使用除锈机械设备，所以在建筑设备安装过程中人工除锈仍是一种主要的除锈方法。,2.喷砂除锈,喷砂除锈常采用压缩空气把粒度为1-2mm的砂子喷射到有锈污的金属表面
6、上，靠砂粒的打击去除金属表面的锈蚀、氧化皮等，除锈装置如图8-1所示。 喷砂时工件表面和砂子都要经过烘干，喷嘴距离工件表面100-150mm，并与之成70度夹角，喷砂方向尽量顺风操作。用这种方法能将金属表面凹处的锈除尽，处理后的金属表面粗糙而均匀，使油漆能与金属表面很好的结合。 喷砂除锈是加工厂或预制厂常用的除锈方法。,2.喷砂除锈,喷砂除锈操作简单、效率高、质量好，但喷砂过程中会产生大量的灰尘，污染环境，影响人们的身体健康。 为减少灰尘的飞扬，可用喷湿砂的方法来除锈。喷湿砂除锈是将砂子、水和缓蚀剂在储砂罐内混合，然后沿管道至喷嘴高速喷出。缓蚀剂(如磷酸二钠、亚硝酸钠)能在金属表面形成一层牢固
7、而密实的膜(即钝化)，可以防止喷砂后的金属表面生锈。,2.喷砂除锈,3.机械除锈,机械除锈是用电动机驱动的旋转式或冲击式除锈设备进行除锈，除锈效率高，但不适用于形状复杂的工件。 常用除锈机械有旋转钢丝刷、风动刷、电动砂轮等。,4.化学除锈,化学除锈中常用酸洗的方法将锈及氧化物等除掉，钢铁的酸洗可用硫酸或盐酸，铜和铜合金及其他有色金属的酸洗常用硝酸。 酸洗的速度取决于氧化层的组成、酸的种类、酸的浓度和温度，提高酸的浓度可以加速酸洗，但是酸的浓度过高易发生过多的金属溶解，而伤及锈层以外的金属。另外，酸液的质量分数超过25%时，酸洗速度反而下降，所以实际使用酸的质量分数不超过20%的溶液。,4.化学
8、除锈,由于硫酸比盐酸便宜，所以现场施工常用硫酸，其质量分数一般为12%。 酸洗前先将水注入酸槽内，再将酸以细流缓缓注入水中，切不可先加酸后加水，以免引起爆炸伤人。 在注酸同时不断地搅拌，当加热到适当温度后，将管材放入酸洗槽内浸泡，适当掌握酸洗时间，避免清理不净或侵蚀过度现象。 酸洗后立即将管子转放入中和槽内，用稀碱液(氢氧化钠或碳酸钠)中和，然后再将管材放人热水槽中洗涤，使其完全保持中性，清洗后要及时干燥，并立即涂刷防锈漆。 酸洗、碱洗、热水洗、干燥、刷油漆等操作应该连续进行，以免重新生锈。 酸液对人体和衣服有强烈的腐蚀作用，所以在酸洗过程中，必须穿戴耐酸手套、围裙和脚盖，严防酸液飞溅损害人体
9、，造成事故。,8.1.3管道及设备刷油,为了保护管道及设备的金属表面不受腐蚀，还需要对管道及设备进行刷油防腐。其原理即用漆膜将空气、水分、腐蚀介质等隔离开来。 油漆的漆膜一般由底层和面层构成。底漆打底，面漆罩面。 底漆是直接喷刷在金属表面的涂料层。要求涂料具有附着力强、防腐、防水性能良好的特点。对黑色金属表面，可采用红丹防锈漆、铁红防锈漆、铁红醇酸防锈漆等；对有色金属表面，宜采用锌黄防锈漆、磷化底漆等做底漆涂料。底漆一般喷刷12遍。 面漆是涂在底漆上的涂层。其主要作用是保护底漆不受损害。要求面漆涂料具有附光性、耐气候变化和覆盖能力强等特点，如灰色防锈漆、各色调合漆、各色瓷漆等。面漆除了满足以上
10、要求外，其不同颜色也起着不同性质及用途的辨别作用。两漆一般喷刷不少于两遍。,8.1.3管道及设备刷油,在涂装涂料前应清理被涂表面上的锈蚀、焊渣、毛刺、油污、灰尘等，保持涂物表面清洁干燥。涂装施工宜在1530，相对湿度不大于70%，无灰尘、烟雾污染的环境温度下进行，并有一定的防冻防雨措施。漆膜应附着牢固、完整，没有损坏、剥落、皱纹、气泡、针孔、流淌等缺陷。涂层的厚度应符合设计文件要求。对安装后不宜涂刷的部位，在安装前要预先涂装，焊缝及其标记在压力实验前不应涂涂料。有色金属、不锈钢、镀锌钢管、镀锌钢板和铝板等表面不宜涂装，一般可进行钝化处理。 使漆膜色彩鲜艳、光亮、经久耐用，除了涂料本身应质量优良
11、外，与涂漆方式选择有很大关系。刷油漆方法很多，涂漆的主要施工方法有手工涂刷和喷涂两种，喷涂又可细分为空气喷涂、高压喷涂与静电喷涂等方式。,1.手工涂刷,工程上最常见的涂漆方法是手工涂刷。这种方法操作简单，适应性强，可用于各种漆料的施工。 人工涂刷方法效率低，并且涂刷的质量受操作者技术水平的影响较大，只适用于工程量不大的管道或零星加工件表面的涂刷。但由于其工具简单，操作简便灵活，至今仍被广泛应用。 手工涂刷应自上而下，从左至右，先里后外，先斜后直，先难后易，纵横交错地进行，漆层厚薄均匀一致，无漏刷处。,2.空气喷涂,空气喷涂常用的工具为喷枪。其原理是压缩空气通过喷嘴时产生高速气流，将贮漆罐内漆液
12、引射混合成雾状，喷涂于物体的表面。 这种方法的特点是漆膜厚薄均匀。表面平整，效率高。只要调整好油漆的黏度和压缩空气的工作压力，并保持喷嘴距被涂物表面一定的距离和一定的移动速度，均能达到满意的效果。 喷枪所用的空气压力一般为24个大气压。喷嘴距被涂物件的距离，视被涂物件的形状而定。如被涂物件表面为平面，一般在250300mm的范围为宜；如教涂物件表面为圆弧面，一般在400mm左右为宜。 热喷涂施工就是将油漆加热到70左右，使油漆的黏度降低，增加被引射的漆量。采用热喷涂法比一般空气喷涂法节约2/3左右的稀释剂，并提高近一倍的工作效率，同时还能改变涂膜的流平性。,3.高压喷涂,高温喷涂是将经加压的涂
13、料经高压喷枪剧烈膨胀并雾化成极细漆粒喷涂到构件上。由于漆膜内没有压缩空气混入而带进的水分和杂质等，漆膜质量较空气喷涂高，同时由于涂料是扩容喷涂，提高了涂料黏度，雾粒散失少，也减少了溶剂用量。,4.静电喷涂,静电喷涂的原理是让喷枪喷出油漆微粒，微粒在静电发生器产生的高压电场中带上电荷，带电的涂料微粒在静电力的作用下被吸引贴覆在异性带电荷的构件上。由于其飞散量较少，该喷涂方法较空气喷涂可节约涂料40%60%左右。,8.1.4埋地管道的防腐层结构及施工,埋地管道的腐蚀是由于土壤的酸性、碱性、潮湿、空气渗透以及地下杂散电流的作用等因素所引起的，其中主要是电化学作用。防止腐蚀的方法主要是采用沥青涂料。
14、埋地管腐蚀的强弱主要取决于土壤的性质。根据土镶腐蚀性质的不同，可将防腐层结构分为三种类型:普通防腐层、加强防腐层和特加强防腐层。 普通防腐层适用于腐蚀性轻微的土壤； 加强防腐层适用于腐蚀性较剧烈的土壤，例如埋地管道在穿越铁路、公路、河流、盐碱沼泽地、山洞等地段时，就需要用加强防腐层； 特加强防腐层适用于腐蚀性极为剧烈的土壤，当埋地管道穿越电车轨道和电气铁路下的土壤时要用特加强防腐层。,8.1.4埋地管道的防腐层结构及施工,对于不同等级的防腐层而言，其结构分别如下： 普通防腐层，从内到外依次为沥青底漆沥青玻璃布沥青玻璃布沥青外保护层； 加强防腐层，从内到外依次为沥青底漆沥青玻璃布沥青玻瑞布沥青玻
15、璃布沥青外保护层； 特加强防腐层，从内到外依次为沥青底漆沥青玻璃布沥青玻璃布沥青玻璃布沥青玻璃布沥青外保护层。,8.1.4埋地管道的防腐层结构及施工,对施工质量提出如下要求: 1)冷底子油应涂刷在洁净干燥的管子表面上，涂刷应均匀一致，涂刷厚度一般为0.10.15mm。 2)沥青胶结材料应涂抹在已干燥的冷底子油层上，涂抹温度应保持在160-180，如施工时环境温度高于30，可允许石油沥青的温度降至150。涂抹厚度应均匀，表面连续而无气泡，断缝胶结良好，如一次涂抹不能达到设计要求的厚度时，可在第一遍凝固后再涂抹第二遍。,8.1.4埋地管道的防腐层结构及施工,3)玻璃丝布应与沥青胶结层结合紧密，包扎
16、紧密，无褶皱，压边均匀，压边宽度一般为1020mm，接头搭接长度为3050mm，并用热沥青黏牢。现场施工时，有时采用随浇随包扎的方法，先把玻璃丝布裁成条状，前面用壶浇热沥青，后边缠绕包扎紧密，并使搭接缝均匀。 4)做外保护层是将保护层包扎材料紧紧包扎在最后一遍石油沥青胶结层上。当采用牛皮纸、玻璃丝布包扎时，必须趁热包扎，即随浇沥青随包扎，以保证包扎紧密。当采用塑料布包扎时，应在沥青胶结层冷却至4060后再进行包扎。包扎外保护层应拉平拉紧包扎材料，搭接缝为螺旋形，搭接长度1020mm，并使之均匀平整。,8.1.4埋地管道的防腐层结构及施工,5)当管道的特殊防腐层为集中预制时，在单根管子两端应留出逐层收缩成80-100mm的阶梯形接茬，并用牛皮纸将接茬处封好以防污染，待管道连接并试压合格后，补做防腐层接头。补做的防腐层其材料、结构、厚度应与原防腐层一样。并应注意使接头处无粗细不均的缺陷。 6.在环境气温、相对湿度影响下，管子表面结有冰霜时，应先将管子加热干燥后
