第九章 管道及设备的防腐与保温

第九章管道及设备的防腐与保温第九章管道及设备的防腐与保温一、学习内容管道及设备的防腐管道及设备的保温二、学习目标掌握管道及设备表面处理方法、刷油、埋地管道的防腐；了解管道及设备的保温材料，掌握保温结构的施工方法；9.1管道及设备的防腐9.1.1腐蚀及防腐1.腐蚀化学腐蚀：金属与氧气、氯气、二氧化硫等干燥气体或汽油、乙醇、苯等非电解质接触,由于化学反应引起的腐蚀；电化学腐蚀：由于金属和电解质溶液间的电位差，导致有电子转移的电化学反应引起的腐蚀金属材料（或合金）的腐蚀，两种腐蚀都有2.防腐合理选择耐腐蚀的管道材料涂敷保护层衬里电镀电化学保护管道和设备常用方法是涂料工艺:地面管道\设备:油漆涂料;地下管道:沥青涂料9.1.2防腐施工工艺涂料防腐施工工艺（地面管道和设备）：表面处理(除油、除锈、除污)——刷油（涂漆）——管道着色9.1.2.1表面处理1.作用:清除管道及设备表面锈斑,灰尘,油污等,增强附着力,使金属表面与涂料良好结合。2.方法:除油：管道表面粘有较多的油污时,可先用汽油或浓度为5%的热氢氧化钠溶液洗刷，然后用清水冲洗，干燥后再进行除锈。除锈：手工除锈、机械除锈、化学除锈等方法。（1）人工除锈:采用简单工具钢丝刷（铁刷子）、砂布、废砂轮片等摩擦外管道或设备表面去除锈迹；特点：劳动轻度大，效率低，质量差，适用于小面积和不易清除处。（2）机械除锈:用电动驱动的旋转式或冲击式除锈设备进行除锈。如电动钢丝刷：喷砂除锈:采用0.4～0.6MPa的压缩空气，把粒度0.5～2.0～mm的砂子喷射到金属表面，靠砂子的打击除污；特点：喷砂除污使金属表面变得粗糙而又均匀，使油漆能与金属表面很好的结合；能将金属表面凹处的锈除尽效率高、效果好。

适用于大面积场合。缺点：喷砂过程中产生大量的灰尘，污染环境，影响人们的身体健康施工时应设置简单的通风装置，操作人员应戴防护面罩或风镜和口罩改进措施——喷湿砂需在水中加入1～15％的缓蚀剂（如磷酸三钠、亚硝酸钠），使除污后的金属表面形成一层牢固而密实的膜。（3）化学除锈:使用酸溶液与金属氧化物进行化学反应，使其溶解于酸溶液中（酸洗）。如：工业盐酸、工业硫酸、工业磷酸等酸液配制——酸洗（时间）——碱洗——热水洗涤——干燥可进行管道内壁的除锈钢管浸泡于酸液体中酸液在钢管中流动3.表面处理的质量要求9.1.2.2管道及设备刷油油漆防腐原理：靠漆膜将空气、水份、腐蚀介质与金属表面隔离。1.刷油施工程序及要求手工涂刷工具：油刷刷油工序：开油——横油——斜油——理油刷油要求：少蘸油、蘸次多、自上而下、从左至右、先里后外、先难后易特点：操作简单，适应性强；效率低，质量得不到保证，适用于工程量不大的管道和工件空气喷涂工具：喷枪原理：压缩空气通过喷嘴产生高速气流，将储液罐内漆液引射混合成雾状，喷涂于物体的表面。空气压力：0.2—0.4MPA喷嘴距离：平面250—350mm；弧面400mm移动速度：10——15m/min特点：效率高，漆膜厚薄均匀，表面平整热喷涂可以节省稀释剂、提高工作效率（油漆加热温度一般为70°C）2.常用油漆类型和用法底漆—起防锈作用,如红丹防锈漆,沥青漆。面漆—起保护(防锈漆)及识别作用,如调和漆(色漆),银粉漆等。底漆附着力强并具有良好的防腐性能；面漆主要起保护作用。常规做法:明装管道、设备:刷红丹防锈漆一道,银粉漆二道;暗装管道、设备:刷红丹防锈漆和银粉漆各二道;保温管道、设备:刷二道底漆;直埋管道:刷沥青漆二道。

要求：涂漆时的环境温度不得低于5℃，否则应采取适当的防冻措施；遇雨、雾、露、霜及大风天气时，不宜在室外涂漆施工。宜在15°C～35°C之间，相对湿度70％以下；涂漆层数在两层或两层以上时，要待前一层干燥后再涂下一层，每层厚度应均匀。有些管道在出厂时已按设计要求做过防腐处理，当安装施工完并试压后，要对连接部位进行补涂，防止遗漏。9.1.2.3管道的涂色识别管道涂漆除为了防腐外，还有装饰和辨认作用。特别是工厂厂区和车间内，各类工业管道很多，为了便于操作者管理和辨认，在不同介质的管道表面或保温层表面，涂上不同颜色的油漆和色环。管道着色各行业的规定大同小异，具体见书。设计有特殊要求时，可按图施工。9.1.3埋地管道的防腐埋地管道的腐蚀是由于土壤的酸性、碱性、潮湿、空气渗透及地下杂散电流的作用引起的。防腐方法主要采用沥青涂料。沥青有两大类：地沥青（石油和天然）和煤沥青。沥青的性质用针入度（软硬）、伸长度（塑性）、软化点（熔化点）等指标表示。针入度：在25℃及100g的荷重下，标准针以垂直方向在5秒钟内插入沥青试样的深度。优点：具有良好的粘接性、不透水和不导电性；能抵抗稀酸、稀碱、盐、水和土壤的浸蚀；价格低廉。缺点：不耐氧化剂和有机溶液的腐蚀，耐气候性也不强。9.1.3.1防腐层结构1.防腐层结构所用材料(1)冷底子油。冷底子油是由石油沥青和溶剂调配而成。作用：渗入孔隙、封闭基层毛细孔隙配制时，先将沥青加热至160~180℃，然后缓慢加入溶剂，调匀即可。(2)石油沥青玛蹄脂(即沥青胶)。根据用途不同，分为热用玛蹄脂和冷用玛蹄脂。热用石油沥青玛蹄脂系由石油沥青加热熔化后加入填充料配制而成，必须在熔化状态下使用。除用于防腐外，在绝热中用作防潮层和绝热层的胶粘剂。冷用石油沥青玛蹄脂系由石油沥青加溶剂(如轻柴油等)及填料制成，可在常温时不加热使用(在气温5℃以下使用需加热)，常用于粘贴绝热材料。2.

防腐层结构类型根据土壤腐蚀性质的不同，可将防腐层结构分为三种类型：普通防腐层、加强防腐层、特加强防腐层。土壤腐蚀等级轻微剧烈极剧烈土壤电阻率（

／m）>205~200~5含盐量（％）<0.050.05~0.75>0.75含水量（％）<55~1225~12500mv时极化电流密度(mA/cm2)<0.0250.025~0.30.3防腐层结构类型外包保护层加强包扎层3.施工方法1）沥青底漆沥青底漆是将沥青与溶剂按1：2.5～3.0（体积比）配制而成。先将沥青在锅内熔化并升温至160～180°C进行脱水，然后冷却到70～80°C，再将沥青按比例慢慢倒入装有溶剂的容器内，不断搅拌至均匀为止。均匀涂刷在洁净干燥的管道表面，厚度为0.1——0.15mm2）沥青涂层采用同类沥青与橡胶粉、高岭土、石棉粉、滑石粉等材料掺配成沥青玛蹄脂。配制时先将沥青放入锅内加热至160～180°C使其脱水，然后一面搅拌，一面慢慢加入填料，至完全融合为一体为止。在配制过程中，其温度不得超过220°C，以防止沥青结焦。

涂抹在已经干燥的底漆上，涂抹温度为160～180°C；可分两次涂抹，但二次涂抹须在第一遍凝固后进行3）加强包扎层加强包扎层可采用玻璃丝布、石棉油毡、麻袋布等材料，其作用是为了提高沥青涂层的机械强度和热稳定性。施工时包扎料最好用长条带成螺旋状包缠，圈与圈之间的接头搭接长度应为30～50mm，并用沥青粘合，应全部粘合紧密，不得形成空气泡合折皱。4）保护层

保护层多采用塑料布或玻璃丝布包缠而成，其施工方法和要求与加强包扎层相同，作用是提高防腐层的机械强度和热稳定性，减少及缓和防腐层的机械损伤及热变形，同时也可提高整个防腐层的防腐性能。

9.2管道及设备的保温

9.2.1管道保温的目的和作用1.保温的定义保温又称绝热。绝热是减少系统热量向外传递（保温）和外部热量传入系统（保冷）而采取的一种工艺措施。绝热包括保温保冷。2.保温、保冷的区别保冷要求比保温高：保冷结构的绝热层外必须设置防潮层，而保温结构在一般情况下是不设防潮层的。3.保温的主要目的：减少系统冷热损失；(1)防止冬季冻坏管道和阀门，特别是当管道间断性工作时，管道保温更为重要。(2)防止高温管道和阀门附件烫伤操作人员。(3)防止空气中的水蒸气凝结在管道上。(4)由于管道外有了保温(保冷)层，保持了管外壁的干燥，可减少腐蚀。(5)改善劳动条件9.2.2保温材料的要求及选择9.2.2.1.要求导热系数小；（导热系数分四级：0.08、0.08～0.116、0.116～0.174、0.174～0.209w/m•k）容重小；（小于450kg/m3)有一定的机械强度，应能承受0.3MPa以上的压力；能耐一定的温度，对潮湿、水分侵蚀有一定抵抗力；不应含有腐蚀性的物质；造价低，不易燃烧，便于施工；9.2.2.2.保温材料选择：（具体情况具体分析）低温系统——导热系数小、吸湿率低；高温系统——耐热稳定性有振动管道和设备——强度高间歇运行的系统——热容量小常用的保温材料有：膨胀珍珠岩及其制品、玻璃棉及其制品、岩棉制品、微孔硅酸钙、硅酸铝纤维制品、泡沫塑料、泡沫石棉等9.2.2.3.几种常用保温材料简介1.福乐斯

福乐斯商标为阿乐斯(ARMACELL)公司所有，其英语商标为Armaflex。是由阿乐斯公司的前身——阿姆斯壮绝热材料部于1953年发明的基于丁晴橡胶的高度富有弹性的闭泡发泡绝热材料。这是一个巨大的技术突破，福乐斯后来成为全世界管道绝热材料的领导品牌。福乐斯无纤维粉尘,不含甲醛,不含氯氟烃等破坏臭氧层的工质，广泛应用于民用及工业用建筑内冷热水管道及空调系统绝热1）绝热效果佳具有密闭孔结构，且表面细腻，传热系数低且保持稳定，对冷热介质起隔绝效果，并且用料厚度薄，节省了建筑空间。2）防潮防结露杜肯福耐斯既是绝热层，又是防潮层，无须另加防潮层；即使表面局部损伤，也不会影响整体的防潮性能。3）阻燃防烟性能好燃烧时不会熔化，不会滴下火球，产生的烟浓度很低绝不会使火焰蔓延。4）外观高档美观——高弹性，质地柔软，平滑的表面，外表无须装饰5）安装方便、快捷无须其它辅助层，只需切割粘合，安装施工简易快捷，极大节省了人工。2.岩棉1）特点：具有良好的绝缘性能（隔热、隔冷、隔声、吸声）、化学稳定性、耐热性和不燃性等特点。

2）用途岩棉板：广泛用于平面、曲率半径较大的罐体、锅炉、热交换器等设备和建筑的保温、隔热和吸声。岩棉玻璃布缝毡：广泛用于形状复杂、工作温度较高等设备的保温、隔热和吸声。岩棉管壳：广泛用于管道（小口径管道）的保温和隔热。3.玻璃棉1）特点：具有容重小、导热系数低、吸声性能好、不燃烧、耐腐蚀等性能，是一种优良的绝热材料。

2.用途玻璃棉管：用于通风、供热、供水等各种需要保温的管道。玻璃棉毡：用于建筑物的隔热、隔声，通风、空调设备的保温、隔热、播音室、消音室及噪声车间的吸声，汽车的保温、隔热、吸声。玻璃棉板：用于大型录音棚、冷库、船舶、航空、隧道以及房屋建筑工程的保温隔热、隔声。9.2.3保温结构的组成及施工方法9.2.3.1组成及作用防锈层——防止金属设备或管道表面生锈；保温层——减少管道或设备与外部的热量传递，起保温保冷作用；防潮层（对保冷结构而言）——防止水蒸气或雨水渗入保温材料，以保证材料良好的保温效果和使用寿命；常用材料有沥青及沥青油毡、玻璃丝布、聚乙烯薄膜、铝箔等。保护层——保护保温层或防潮层不受机械损伤；常用材料有石棉石膏、石棉水泥、金属薄板及玻璃丝布等。防腐蚀及识别标志层——防止或保护保护层不被腐蚀，同时也起识别管内的流动介质的作用；9.2.3.2绝热层（保温层）施工保温层的施工方法取决于保温材料的形状和特性。常用的施工方法有以下几种：1.涂抹法适用于石棉粉、硅藻土等不定形的散装材料，加入黏结剂，或再加入促凝剂，选定一种配料比例，加水混拌均匀，成为塑性泥团，徒手或用工具涂抹到保温管道和设备上；施工时分多次多层进行；整体性好，保温层和保温面结合紧密，且不受被保温物体形状的限制。缺点是手工操作，效率低，机械强度不高，且质量得不到保证。涂抹法：把散状保温材料与水调成胶泥分层涂抹在管道上。2.管道缠包式保温适用于卷状的软质保温材料。施工时需要将成卷的材料根据管径的大小裁减成适当宽度（200～300mm）的条带，以螺旋状包缠到管道上。施工时边缠、边压、边抽紧使保温后的密度达到设计要求。保温层外径不大于500mm时，在保温层外面用直径为1～1.2mm的镀锌铁丝绑扎，间距为150～200mm；当保温层外径大于500mm时，应使用镀锌铁丝网缠包，再用镀锌铁丝绑扎牢。HOME3.管道预制绑扎法适用于预制保温瓦或板块料，用镀锌铁丝绑扎在管道的壁面上，热力管道保温最常用的一种保温方法。一般管径DN≤80mm时，采用半圆形管壳；若管径DN≥100mm时，则采用扇形瓦(弧形瓦)或梯形瓦。预制品所用的材料主要有泡沫混凝土、石棉、硅藻土、矿渣棉、玻璃棉、岩棉、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、硅酸钙等。绑扎法用镀锌铁丝把保温瓦块绑扎在管道上。使预制瓦块与管壁紧密结合。矿纤材料具有弹性，可不用防潮绑扎保温材料时，应将横向接缝错开；多层绑扎时应内外盖缝；每块保温材料至少应绑扎两处，间距不应超过300mm，每处绑扎的铁丝不少于两圈，并将接头嵌入接缝内。4.管道填充法保温在管壁固定好圆钢制成的支承环，环的厚度和保温层厚度相同，然后用铁皮、铝皮或铁丝网包在支承环的外面，再填充保温材料。采用这种方法施工麻烦，保温材料易飞扬，影响人体健康；加之填充的保温结构密度不易达到设计规定的装填密度，而且均匀密实程度也有差别，故较少采用。1-保护壳；2-保温材料；3-支撑环当保温材料为散料，对于可拆配件的保温可采用这种方法5.

聚氨酯保温（1）特点及适用由聚醚和多元异氰酸酯加催化剂、发泡剂、稳定剂等原料按比例调配而成。聚氨酯泡沫塑料一般采用现场发泡，其施工方法有喷涂法和灌涂法两种。聚氨酯硬质泡沫塑料现场发泡工艺简单，操作方便，施工效率高，附着力强，不需要任何支承，没有接缝，导热系数吸湿率低，可用于-100℃～+120℃（140℃）的保温。保护层安装选择：高密度聚乙烯外护层HDPE特别适合室外直埋敷设的管道，工期短、保温效果好。（2）施工工艺先生产出高密度聚乙烯外护层，然后在聚乙烯外护层与钢管之间的空隙再浇注聚氨酯硬质泡沫塑料保温层、形成“管中管”整体式绝热结构的制作工艺，就是我们常说的“两步法”。

制作流程：保护管制作及上架—钢管除锈—穿管及支架捆扎--聚氨酯浇注及发泡----成形----成品检测A.穿管及支架捆扎：按芯管和保温层选定HDPE外护管→穿管机V型槽。除锈处理后的钢管→输管机→穿管机托辊输送段→分段捆扎支架（1.5米/段）→将捆扎好支架芯管穿入V型槽上的HDPE外护管内直至芯管两端裸露部分均为15㎝或20㎝。将符合芯管直径和保温层厚度的卡头（内涨）封堵在管道两端并将其锁紧注：支架的结构、高度、材质、捆扎方式、抗压强度应根据芯管直径和设计要求选取。B.聚氨酯浇注：调整高压发泡机的混合比→设定浇注时间（投料量/流量）→在HDPE外护管中间正上位置开浇注孔→将高压发泡机混合头的浇注嘴插入浇注孔→浇注→封堵浇注孔→熟化→拆卸卡头→检验→修正投料量→成品。聚氨酯现场发泡施工注意事项：不宜在气温低于5℃以下施工，否则应加热至20～30℃；调配混合液应随调随用；异氰酸酯及催化剂是有毒物，作业时应采取防护措施。6.套筒式保温套筒式保温就是将加工成型的保温筒直接套在管道上。这种方法施工简单、工效高。施工时，将保温筒的轴向切口扒开，借助材料本身的弹性将保温筒紧紧地套在管道上。保温筒的轴向切口和筒与筒之间的缝隙应用合适的胶带粘合。设备、直管道等无需检修的部位采用固定式保温结构；管道流量测量装置、阀门、法兰、堵板等需拆卸部位采用可拆卸式保温结构（室外需保温处）。9.2.3.