第三章 石油沥青防腐层
第一节 概述
石油沥青涂层是一种传统的防腐层, 石油沥青层加强玻璃布聚氯乙
烯膜组成, 具有优良的防水性能,再加上价格便宜,耐候性及对多种物体
的粘结性较好,施工简单,技术成熟,所以大量用于金属防腐。
沥青涂层的缺点是感温性极大,高温软化,易熔融,低温下变脆,冲击
时易产生龟裂,埋在有岩石的土壤里,管线要增加机械保护层或在沟内填
充砂土,增加了费用。易受细菌侵蚀,劳动条件差,损耗大。
值得一提的是, 美国普雷斯公司五十年来一直在生产挤出石油沥青
玛蹄脂涂层, 将石油沥青拌以填料后,类似挤出黄夹克一样,在钢管上直
接挤出连续的石油沥青玛蹄脂涂层, 涂层厚度约13～19mm。使用温度49
～100℃。 该涂层防腐,防渗性能好,不易产生针孔,阴极保护电流低,耐
阴极剥离性能好,容易修补。比石油沥青玻璃布涂层性能要好的多,使用
温度也高得多。缺点是涂层厚,运输费增加,涂层较软,在吊装,下管时要
当心, 不宜用于地面,负温下柔性小,不耐有机化合物腐蚀,从经济上讲,
用于大口径管子较便宜,对小口径管子成本相对高。
第二节 对于石油沥青材料的要求
原材料的质量是决定防腐层质量的关键,因此,对原材料应进行严格
检验。
1. 石油沥青不应夹有泥土、杂草、碎纸及其它杂物,按不同牌号分
类存放, 妥善保管,使用前,按要求进行检查,核对和化验,其性能应满足
下表要求。
`@A`
防腐石油沥青指标 表1
┏━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓
┃管道种类 介质温度℃ 软化点℃(环球法) 针入度(1/10mm) 延度 cm ┃
┠──────────────────────────────────┨
┃常温管道 ≤50 95 5～20 ＞1 ┃
┠──────────────────────────────────┨
┃热油管道 51～80 125±5 5～17 ≥1 ┃
┠──────────────────────────────────┨
┃试验方法 GB 4507-84 GB 4509-84 GB 4508-84 ┃
┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛
`@T`
第三节 中碱玻璃布
玻璃布是防腐层结构中的重要组成部分, 主要用于增强防腐层的强
度,玻璃布的含碱量不超过12％,单纤维公称直径7.5μm,厚度为0.100±
0.010 mm,为网状的无捻平纹布,经纬密度应均匀,宽度应一致,不应有局
部断裂和破洞,经纬密度根据施工气温,参照下表选取。
`@A`
不同气温条件下使用的玻璃布规格 表2
┏━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓
┃施工气温℃ 玻璃布规格 根×根/cm`+2!`┃
┃ ＜25 8×8 ┃
┃ 25～35 10×10 ┃
┃ ＞35 12×12 ┃
┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛
各种管径采用的玻璃布宽度 (mm)
┏━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓
┃ 管 外 径 玻璃布宽度 ┃
┃ ＞720 ＞600 ┃
┃ 630～720 500～600 ┃
┃ 426～529 400～500 ┃
┃ 245～377 300～400 ┃
┃ ≤219 200～300 ┃
┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛
`@T`
第四节 聚氯乙烯工业膜
聚氯乙烯工业膜起防水作用, 也起着增强保护的作用。聚氯乙烯工
业膜不得有局部断裂,起皱和破洞,边缘应整齐,幅宽宜与玻璃布相同,其
性能符合下表要求。
聚氯乙烯工业膜性能 表3
┏━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓
┃ 项 目 性能指标 试验方法 ┃
┃拉伸强度(纵、横)MPa ≥14.7 GB1040-70 ┃
┃断裂伸长率(纵、横)％ ≥200 GB1040-70 ┃
┃耐 寒 性 ℃ -30 SYJ8-84附八 ┃
┃耐 热 性 ℃ ＞0 SYJ8-84附七 ┃
┃ 厚 度 mm 0.2±0.03 ┃
┃ 长 度 m 200～500(带芯轴ф40×3) ┃
┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛
注: 耐热试验要求:101±1℃,7天伸长率保留75％。
第五节 防腐层涂敷工艺
一.钢管表面处理
为增加钢管与防腐层间的粘接力, 提高防腐层质量,在涂底漆前,应
对钢管表进行严格的预处理, 清除钢管表面的锈蚀和油脂。采用工具除
锈时, 应达到《涂装前钢材表面处理规范》SY4007-86中的st3级要求。
采用喷砂(丸)除锈时,应达到sa2级的要求。
二. 沥青的熬制
沥青熬制的好坏直接影响防腐层质量,因此,应按规定的温度和时间
熬制沥青,以防沥青烧焦变质。
1. 熬制前,宜将沥青破碎成粒径为100～200mm的块状,清除纸屑,泥
土及其他杂物。 熬制开始时应缓慢加热,熬制温度宜控制在230℃左右,
最高不得超过250℃。熬制过程中应经常搅动,并清除熔化沥青表面上的
飘浮物。 每锅沥青的熬制时间宜控制在4～5h左右。每口锅熬制5～7锅
后,应进行一次清锅,将沉渣和结焦清除干净。
2.熬制的沥青要逐锅进行化验,其结果应满足表1要求。
三.底漆的配制与涂敷
底漆是决定防腐层与钢管粘接力的关键,配制底漆时,应根据施工进
度提前将块状沥青浸入汽油中。容器应密闭,以防汽油挥发。注意防火。
涂底漆应符合下列要求。
1. 底漆用的沥青应与面漆用的沥青标号相同,严禁用含铅汽油调制
底漆,调制底漆用的汽油应沉淀脱水,底漆配制时沥青与汽油的体积比应
为沥青∶汽油 = 1∶(2～3)。
2.涂底漆前,钢管表面应干燥无尘,符合除锈质量标准。底漆涂刷均
匀,不得漏涂,不得有凝块和流痕等缺陷,厚度在0.1～0.2mm之间,管两端
150～200mm范围内不涂底漆,以便管道接口的焊接和探伤。
四. 防腐层浇涂及玻璃布的包覆
1. 底漆干燥后方可浇涂沥青及缠玻璃布。常温下,涂底漆与浇涂沥
青的时间间隔不应超过24h。
2. 沥青浇涂的温度以200～220℃为宜,但不得低于180℃,每层沥青
浇涂厚度应为1.5mm。
3.浇涂沥青后,应立即缠绕玻璃布,以使沥青浸透,玻璃布必须干燥,
清洁。缠绕时,应紧密无褶皱,压边均匀,压边宽度为30～40mm,玻璃布接
头的搭接长度为100～150mm。 玻璃布的沥青浸透率应达95％以上,严禁
出现大于50×50mm的空白。管子两端应按管径大小预留出一段不涂沥青,
预留长度见下表。 钢管两端各层防腐层应做成阶梯形接茬,阶梯宽度应
为50mm。
预留管头长度(mm) 表4
┏━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┓
┃ 管 径 ＜219 219--377 ＞377 ┃
┃预留长度 150 150--200 200～250 ┃
┗━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━┛
4.为防止聚氯乙烯工业膜因沥青温度过高而老化变形,缠绕时,沥青
层的温度不宜过高, 一般是等沥青层冷却到100℃以下时,方可包扎聚氯
乙烯工业膜外保护层。外包聚氯乙烯工业膜应紧密适宜,无皱褶,脱壳等
现象。压边应均匀,宽度约30-40mm,搭接长度宜为100-150mm。
5.为防止防腐层变形,可用冷水喷淋,使之及时冷却。
6.为保证防腐层质量,除采取特别措施外,严禁在雨、雪、雾及大风
天进行露天作业, 因为在施工过程中,如果防腐层受潮或粘有尘土,防腐
层每层间就会粘接不牢,造成重皮现象。
当气温低于5℃时,应按冬季施工处理,在气温低于-15℃或相对湿度
大于85％时,在未采取可靠措施情况下,不得进行防腐作业。
7.在冬季施工时,应测定沥青的脆化温度(按《石油沥青脆点测定法》
GB4510-84) ,当气温接近脆化温度时,不得进行防腐管的吊装,运输和下
沟工作。
第六节 防腐管质量检验
1.钢管防腐等级应符合设计要求,见下表。
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沥青防腐层结构 表5
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┃防腐等级 │ 普通级 │ 加强级 │ 特加强级 ┃
┃防腐层总厚度mm│ ＞4 │ ＞5.5 │ ＞7 ┃
┃防腐结构 │ 三油三布 │ 四油四布 │ 五油五布 ┃
┠─────┬─┼─────┼─────┼─────┨
┃ │1 │底漆一层 │ 同左 │ 同左 ┃
┃ │2 │沥青1.5mm │ 同左 │ 同左 ┃
┃ │3 │玻璃布一层│ 同左 │ 同左 ┃
┃ │4 │沥青一层 │ 同左 │ 同左 ┃
┃ │5 │玻璃布一层│ 同左 │ 同左 ┃
┃ │6 │沥青一层 │ 同左 │ 同左 ┃
┃ │7 │聚氯乙烯膜│玻璃布一层│ 同左 ┃
┃ │8 │ │沥青1.5mm │ 同左 ┃
┃ │9 │ │聚氯乙烯膜│玻璃布一层┃
┃ │10│ │ │沥青1.5mm ┃
┃ │11│ │ │聚氯乙烯膜┃
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2.石油沥青防腐层质量检测方法及标准
(1)外观检查:用目视逐根检查,表面应平整,无明显气泡、麻面、皱
纹、凸瘤等缺陷。外包聚氯乙烯工业膜压边应均匀无皱。两端留的梯形
接茬符合表4要求。
(2)厚度检查:用防腐层无损测厚仪检测,检测方法按《防腐层无损
厚度检测方法》SY 进行。参见附1。防腐层管接每班生产根数抽检5％,
每根测三个截面, 每个截面测上、下、左、右四个点,记录平均值,最大
值和最小值。若最薄点不合格,按抽查根数加倍抽查,其中仍有一根不合
格,则该班生产的防腐和需逐根检查。
(3)防腐层漏点检查:用高压电火花检漏仪检查,以不打火为合格,最
低检漏电压按下式计算:
U = 7840 √δ
式中 U -- 检漏电压 V
δ -- 防腐层厚度(取实测数值算术平均值)mm
施工现场检漏电压可参照下表选取。
检 漏 电 压 表6
┏━━━━━┯━━━┯━━━┯━━━━┓
┃防腐等级 │普通级│加强级│特加强级┃
┠─────┼───┼───┼────┨
┃检漏电压KV│ 16-18│ 22 │ 26 ┃
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(4)粘结力检查:在管道防腐层上,切一夹角为45°～60°的切口,切
口边长约40～50mm, 从角尖端撕开防腐层,撕开面积应大于30～50cm2。
防腐层应不易撕开,撕开后,粘附在钢管表面的第一层沥青占撕开面积的
100％为合格。
每班生产的防腐管,应按产品根数的5％抽查,每根查一处,若有一根
不合格,应加倍检查。其中另有一根不合格时,该班生产的防腐管需逐根
检查。
(5)经检查合格的防腐管,应在管壁上标明钢管长度,防腐等级,防腐
厂编号,并填好各项记录。
第七节 防腐管的贮存与搬运
1. 经检查合格的防腐管,应按不同的防腐等级分别码放整齐。码放
层数以防腐层不被压薄为准。防腐管底部应垫上软物,以免损坏防腐层。
2. 装车时,应核对管径与防腐等级。不得将不同壁厚和不同防腐等
级的钢管同车混装。 使用宽尼龙带或其他专用吊具,严禁摔、碰、撬等
有损防腐层的操作方法。每层防腐管间应垫放软垫。应用外套胶管的钢
丝绳捆绑,钢丝绳与防腐层间应垫软垫。
3.卸管时应采用专用吊具,严禁采用撬滚的方法卸车,并按指定位置
卸管,以减少现场倒运。
第八节 防腐管道的补口与补伤
1.管道对接焊缝经外观检查,无损探伤合格后,应进行补口。补口所
用材料、工艺方法应与防腐层施工时相同。当设计对补口有特殊要求时,
应按设计要求补口。
2.补口前,焊口处的除锈质量应达到st3级要求。
3.补口前,每层沥青或玻璃布应将原管端相应的留茬覆盖50mm以上。
最后一层聚氯乙烯膜的压茬也应大于50mm。
4.防腐层管在装运,施工时,局部防腐层受到破坏是难免的,所以,应
对漏点或损伤点进行修补。补伤时,先将补伤处处理干净,用喷灯将伤口
周围熔化,分层涂沥青和贴玻璃布,最后贴聚氯乙烯膜。玻璃布与原玻璃
布, 以及聚氯忆烯膜与原聚氯乙烯膜之间搭边应大于50mm。当损伤面积
小于100 m`m+2!`时,可直接用沥青修补,并使沥青与周围沥青粘接好。
第九节 防腐管道回填前后的检查
1.管道沥青防腐层的连续性和完整性,对管道的使用寿命影响很大,
即使很小一点,也会受到腐蚀甚至穿孔。为保证沥青防腐层的连续性,完
整性, 在管道下沟前,应仍按上述方法全线进行一次检漏,发现针也及不
合格处,及时修补。
2.为防止下沟回填时损坏防腐层,管道下沟回填后,仍须用地面低频
信号检测仪全线再检查一次, 以保证回填后沥青防腐层的连续性和完整
性。
第十节 竣工资料
一项工程的管道防腐完成后,防腐厂应提供下列技术资料:
1.防腐管出厂合格证及质量证明书。
2. 钢管入厂时的各项检查记录,包括外观检查、管径、管长、管径
误差、椭园度、壁厚误差等。
3.防腐材料合格证,各种化验及检查记录。
4.防腐过程中的检查记录。
5. 防腐质量检查记录,其中包括底漆的种类、防腐层厚度、检漏及
粘接力检查记录。