管道用功能性粉末涂料的浅析
【摘要】本文论述了管道内、外壁粉末涂层应用于不同场合所体现的独特功能,对粉末涂料提出了专门的性能要求,并呼吁加强粉末涂料市场管理,使之朝着更加健康的方向发展。
1 管道的类型
管道(系指钢铁管道,简称钢管)像一个人周身血管一样分布于国民经济各个部门,它将需要传输的介质连贯运送到各个节点。有了它,经济命脉才能“活”起来。由此可见,钢管的地位有多么重要。
钢管的类型非常繁杂,其分类大致如下:
1.1按输送介质分类
—输送液体的管道:所输送的液体包括水(海水、污水、纯水、高纯水、自来水、脱盐水、深井水、饮用水)、酸溶液(盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、氢氟酸及草酸等溶液)、碱溶液(氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸氢钠、饱和氨水等溶液)、溶剂(乙醇、丙酮、松香水及各种稀释剂)、油类(原油、汽油、航空煤油、柴油等)。
—输送固体的管道:所输送的固体包括煤屑、火力发电厂煤渣(有水煤灰和干出灰之分)、固体颗粒(粮食如大米、麦粒及面粉之类,以及化工厂固体物料等)。
—输送气体的管道:所输送的气体包括煤气(管道煤气)、天然气(从油田采集的天然气,如西气东输类型)、惰性气体发生器(船舶建造时产生的气体)、压缩空气(从空气压缩机出口输送出来的具有一定压力和流量的气体)、蒸汽(大都指水蒸汽或过热蒸汽)。
1.2按管道的功能分类
任何管道都肩负着一种或多种功能,其功能的长久程度跟管内外壁接触的介质有关,介质对管体的影响程度决定了管道的使用寿命,究竟有哪些因素影响管道的使用期呢?
1.2.1防腐蚀管道
(1)防海水腐蚀
海水中的主要腐蚀成分为氧、氯离子等。具体数据见表1。
不同海域的海水盐度、溶解氧、温度及流速均不同,对钢管的侵蚀程度也不一样。
海水的盐度一般为2.5%~3%,pH值为8.0~8.3,溶解氧为4.5~6.5mL/L,流速小于2海里/h。
应当指出的是,海水是各类水当中腐蚀率最高的介质,随着海水温度的升高腐蚀性增强,一般认为海水温度每升高10℃,腐蚀速率就增加一倍。腐蚀机理是海水中的氧和氯离子等与铁发生反应生成氧化铁、氯化铁,腐蚀产物很快脱落,海水再与底层金属反应生成同样的产物,并很快将金属底材消耗殆尽。
(2)防大气腐蚀
防大气腐蚀相当于露天裸露的钢管在一年四季自然条件下,任凭日晒雨淋,风吹雨打,加上空气湿度、雾气、阳光直射,可能还有弥散于空气中的酸雾及有机溶剂挥发物等几种因素的同时作用,使管体表面成片状锈蚀,层层剥落,管壁减薄直至穿孔,最后丧失使用功能。经测定在自然条件下,钢铁表面平均每年被侵蚀1mm左右。
(3)防酸碱腐蚀
酸中的氢离子和碱中的氢氧根离子接触到钢铁表面即发生化学反应生成盐酸铁、硫酸铁、硝酸铁或氢氧化铁,其反应速度很快,腐蚀速度相当惊人,很快将管壁穿烂。
1.2.2防磨损管道
流动的液体对管壁产生冲刷,固体颗粒对管壁发生摩擦,均会损伤管体。尤其是火力发电厂的水煤灰管道,从锅炉出口排出的煤灰靠流水从管道内冲到垃圾堆场,管道总长1000~2000km,管内水灰比为70:1。从运行情况看,壁厚为20mm的管道两年内便被磨穿,为了提高利用率,过两年将整条管线翻转90˚(即一个象限),转动4个象限也最多只能使用八年时间。需要说明的是,影响水煤灰管道使用寿命的因素不仅仅是磨损问题,还存在腐蚀现象。因为煤灰成分中的氧化钙、碳酸钙等尖棱煤渣将管材划伤,随即生锈,接着又遭摩擦,再继续新一轮生锈,磨损、生锈双重因素反复作用导致恶性循环。其中磨损为主导影响。海水中的泥沙、输送固体的物料都会对管壁产生磨损现象。
1.2.3防结垢管道
输送水的管....
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