管道防腐作业的钢管表面处理

宗少彬，李志国，王成强

   ( 中油管道防腐工程有限责任公司，河北廊坊 065000)
 
    摘要：分析了钢管表面处理的方式及其效果；阐述了喷射除锈的工艺、磨料的选用和配比、降低成本的手段。

    关键词：喷射除锈；磨料；锚纹深度

    随着我国经济的持续发展，国家大力发展能源行 业，长输油气管线是能源保障的重要方式，在输油 ( 气 ) 管线防腐施工过程中，钢管表面处理是决定管线防腐 使用寿命的关键因素之一，它是防腐层与钢管能否牢 固结合的前提。经研究机构验证，防腐层的寿命除取 决于涂层种类、涂覆质量和施工环境等因素外，钢管的表面处理对防腐层寿命的影响约占 50 ％ ，因此，应严格按照防腐层规范对钢管表面的要求，不断探索和总结，不断改进钢管表面处理方法。

    1 清洗

    利用溶剂、乳剂清洗钢材表面，以达到去除油、油脂、灰尘、润滑剂和类似的有机物，但它不能去除钢材表面的锈、氧化皮、焊 等，因此在防腐生产中只作为辅助手段。

    2 工具除锈

    主要使用钢丝刷等工具对钢材表面进行打磨，可以去除松动或翘起的氧化皮、铁锈、焊渣等。手动工具除锈能达到 Sa2 级，动力工具除锈可达到 Sa3 级，若钢材表面附着牢固的氧化铁皮，工具除锈效果不理想，达不到防腐施工要求的锚纹深度。

    3 酸洗

    一 般用化学和电解两种方法做酸洗处理，管道防腐只采用化学酸洗，可以去除氧化皮、铁锈、旧涂层，有时可用其作为喷砂除锈后的再处理。化学清洗虽然能 使表面达到一定的清洁度和粗糙度，但其锚纹浅，而且 易对环境造成污染。

    4 喷 ( 抛 ) 射除锈

    喷 ( 抛 ) 射除锈是通过大功率电机带动喷 ( 抛 ) 射叶片高速旋转，使钢砂、钢丸、铁丝段、矿物质等磨料在离 心力作用下对钢管表面进行喷 ( 抛 ) 射处理，不仅可以彻底清除铁锈、氧化物和污物，而且钢管在磨料猛烈冲击和磨擦力的作用下，还能达到所需要的均匀粗糙度。 喷 ( 抛 ) 射除锈后，不仅可以扩大管子表面的物理 吸附作用，而且可以增强防腐层与管子表面的机械黏 附作用。因此，喷 ( 抛 ) 射除锈是管道防腐的理想除锈 方式。一般而言，喷丸 ( 砂 ) 除锈主要用于管子内表面处理，抛丸 ( 砂 ) 除锈主要用于管子外表面处理。采用 喷 ( 抛 ) 射除锈应注意几个问题。

    4 ． 1 除锈等级

    对于钢管常用的环氧类、乙烯类、酚醛类等防腐涂料的施工工艺，一般要求钢管表面达到近自级 (Sa2 ． 5) 。实践证明，采用这种除锈等级几乎可以除掉所有的氧化皮、锈和其他污物，锚纹深度达到 40 ～ 100 μ m ，充分满足防腐层与钢管的附着力要求，而喷 ( 抛 ) 射除锈工艺可用较低的运行费用和稳定可靠的质量达到近白级 (Sa2 ． 5) 技术条件。

    4 ． 2 喷 ( 抛 ) 射磨料

    为了达到理想的除锈效果，应根据钢管表面的硬度、原始锈蚀程度、要求的表面粗糙度、涂层类型等来选择磨料，对于单层环氧、二层或三层聚乙烯涂层，采用钢砂和钢丸的混合磨料更易达到理想的除锈效果。钢丸有强化钢表面的作用，而钢砂则有刻蚀钢表面的作用。钢砂和钢丸的混合磨料 ( 通常钢丸的硬度为 4O ～ 50 HRC ，钢砂的硬度为 50 ～ 60 HRC) 可用于各种钢表面，即使是用在 C 级和 D 级锈蚀的钢表面上，除锈效果也很好。

    4 ． 3 磨料的粒径及配比

    为获得较好的均匀清洁度和粗糙度分布，磨料的粒径及配比设计相当重要。粗糙度太大易造成防腐层在锚纹尖峰处变薄；同时由于锚纹太深，在防腐过程中防腐层易形成气泡，严重影响防腐层的性能。

    粗糙度太小会造成防腐层附着力及耐冲击强度下 降。对于严重的内部点蚀，不能仅靠大颗粒磨料高强度冲击，还必须靠小颗粒打磨掉腐蚀产物来达到清理效果，同时合理的配比设计不仅可减缓磨料对管道及 喷嘴 ( 叶片 ) 的磨损，而且磨料的利用率也可大大提 高。通常，钢丸的粒径为 0 ． 8 ～ 1 ． 3 mm ，钢砂粒径为 0 ． 4 ～ 1 ． 0 mm ，其中以 0 ． 5 ～ 1 ． 0 mm 为主要成分。砂丸 比一般为 5 ～ 8 。

    应该注意的是在实际操作中，磨料中钢砂和钢丸的理想比例很难达到，原因是硬而易碎的钢砂比钢丸的破碎率高。为此，在操作中应不断抽样检测混合磨料，根据粒径分布情况，向除锈机中掺入新磨料，而且掺人的新磨料中，钢砂的数量要占主要的。

    4 ． 4 除锈速度

    钢管的除锈速度取决于磨料的类型和磨料的排量，即单位时问内磨料施加到钢管的总动能 及单颗粒磨料的动能 E1 。

    式中： m