新型金屬塑料復(fù)合防腐蝕技術(shù)

中國注塑網(wǎng)

船舶海水系統(tǒng)的腐蝕問題，長期以來困擾著各種船舶?！芭?、冒、滴、漏”問題不斷，嚴(yán)重影響了船舶尤其是水下作業(yè)特殊船艇的可靠性和安全性?！　?海水系統(tǒng)腐蝕規(guī)律易腐蝕系統(tǒng)主要有主海水管系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)、平衡系統(tǒng)、污水系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、噴水推進(jìn)進(jìn)口流道等。易腐蝕管路附件主要有防蝕螺塞、帶銅襯套通艙管件、舷側(cè)閥安裝座板凹凸面法蘭密封面、海水過濾器、吸干頭等?！　「g部位多發(fā)生在焊縫（約占6070%）、插焊支管、彎頭、三通、四通、法蘭（進(jìn)口端）、海水滯留區(qū)腐蝕類型以沖擊腐蝕、電化學(xué)腐蝕為主，在泥砂較多的海域則沖刷腐蝕嚴(yán)重，空泡腐蝕能在短時(shí)間穿孔?！　?腐蝕原因分析鍍鋅鋼管耐海水腐蝕性能差，壽命短（45年）；紫銅材設(shè)計(jì)流速臨界值為1. 8m/s，不耐沖擊腐蝕；B10設(shè)計(jì)流速臨界值為3m/s，但不適應(yīng)含有泥砂的海水，抗沖刷性能差，且不能自行修復(fù)，易腐蝕穿孔?！　×魉儆绊?。經(jīng)校核，凡造成腐蝕的管路，大都有超流速的問題?！　×鲬B(tài)的影響。凡在流態(tài)惡化（紊流）的區(qū)域，如分支管、彎管、法蘭連接處等，容易形成沖擊、空泡腐蝕。　　水質(zhì)的影響。含泥砂多的海域易造成沖刷腐蝕。　　人太長形成凸環(huán)，引起紊流?！　⊥獗韷撼砂伎?，內(nèi)表形成紊流?！　」茏优c法蘭連接翻邊不完全，使焊縫暴露于流動(dòng)海水中，加劇了沖擊腐蝕作用，當(dāng)為紫銅管時(shí)，還會(huì)產(chǎn)生黃銅脫成分腐蝕（只有復(fù)合管才能徹底解決）?！　》灿胁煌饘俨牧系慕雍喜课唬ê缚p處），當(dāng)電位差大到一定程度時(shí)，都可能形成電偶腐蝕。　　4新型金屬塑料復(fù)合防腐技術(shù)應(yīng)用分析解決海水系統(tǒng)腐蝕，一是改進(jìn)海水系統(tǒng)設(shè)計(jì)，降低流速，優(yōu)化流態(tài)。二是提高金屬材料的耐腐蝕性能，但會(huì)帶來成本上升或轉(zhuǎn)而腐蝕海水系統(tǒng)所服務(wù)的設(shè)備部件。三是應(yīng)用新型金屬塑料復(fù)合防腐蝕技術(shù)。國外從上世紀(jì)六十年代初開始研究用塑料（聚氯乙烯）對(duì)鋼管內(nèi)壁進(jìn)行涂敷研究。國內(nèi)1988年在浙江801客船上進(jìn)行局部試驗(yàn)，1993年正式在運(yùn)輸船、測量船上推廣應(yīng)用，后出現(xiàn)環(huán)氧樹脂涂層大量剝離問題，部分船東限制使用。正是在這種背景情況下，經(jīng)過十年多時(shí)間研究，運(yùn)用金屬機(jī)械強(qiáng)度高和塑料耐腐蝕的特點(diǎn)，進(jìn)行可靠復(fù)合，研發(fā)出了非常理想的新型金屬塑料復(fù)合防腐蝕技術(shù)?！　?.1新型金屬塑料復(fù)合防腐蝕技術(shù)性能分析根據(jù)對(duì)金屬塑料復(fù)合防腐蝕的基本要求，對(duì)國內(nèi)外許多種塑料進(jìn)行了篩選，其性能要求極為苛刻，無論在粘結(jié)性、耐蝕性、耐磨性、抗海水沖擊性、抗孔蝕性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐水性、可修復(fù)性、耐低溫性、柔鈿性、加工工藝性等各方面均要求優(yōu)異。通過多年大量的研究分析對(duì)比，篩選出了一種新型理想的復(fù)合專用塑料粉末FH-1，即經(jīng)過特殊改性處理的烯烴高分子共聚物。其各方面性能均能滿足作為金屬塑料復(fù)合涂層綜合性能的要求。為了表述其性能的優(yōu)點(diǎn)，將其和環(huán)氧樹脂粉末涂料在同樣試驗(yàn)條件下進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見下表?！　”韮煞N材料性能比較性能FH-1粉末環(huán)氧樹脂粉末EP對(duì)比倍數(shù)附著力平均基本持平耐沖擊性耐磨性耐鹽霧性抗紫外線修復(fù)性FH-1可修，EP不可修脆化點(diǎn)FH-1高韌性，EP脆性延伸率FH-1高彈性，EP不抗應(yīng)變從FH-1粉末與環(huán)氧樹脂粉末（EP）性能對(duì)比表中可以看出，F(xiàn)H-1粉末較之環(huán)氧樹脂粉末的綜合理化性能優(yōu)越的多。除某些改性環(huán)氧的附著力尚具有一定優(yōu)勢外，其他各項(xiàng)性能均不如FH-1粉末。尤其是環(huán)氧樹脂屬于熱固性脆性材料，因涂層厚度受限，在造船廠安裝施工中等受外力情況下極易產(chǎn)生微裂紋，在海水滲透壓力作用下，造成管壁腐蝕，從而導(dǎo)致災(zāi)難性的管路系統(tǒng)失效。而FH-1粉末延伸率篼，彈性好，屬熱塑性韌性材料，可冷彎?！　榱搜芯亢万?yàn)證FH-1涂塑層在高、中流速、含泥砂水條件下的抗磨蝕性能，經(jīng)某材料保護(hù)研究所對(duì)其進(jìn)行涂層耐磨蝕性能試驗(yàn)測試，通過對(duì)FH-1試樣及其他高耐磨EP涂層的對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果見。　　+FH-1環(huán)氧瀝青無溶劑超強(qiáng)環(huán)氧（京）時(shí)間，h不同材質(zhì)耐磨蝕性能比較通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)looh的泥砂水沖刷后，熱噴涂FH-1涂層，其外觀僅出現(xiàn)微小變化，除原有表面光澤失去外，無任何損傷，涂層失重遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于對(duì)比的國內(nèi)環(huán)氧涂料，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于為國內(nèi)某大型水利發(fā)電工程新研發(fā)的無溶劑超強(qiáng)耐磨環(huán)氧涂層。從而驗(yàn)證了FH-1同金屬復(fù)合，可有效抗海水中泥砂的沖刷磨損?！　?.2各種海水管壽命周期費(fèi)用分析管材的初始費(fèi)用不能完全說明效益的篼低，必須進(jìn)行全壽命費(fèi)用分析，才能計(jì)算出各種管路的效益高低?！　〔粌H計(jì)算管子費(fèi)用，還應(yīng)計(jì)算某種管子所配套的管件費(fèi)用高低，如B10管件的配套費(fèi)用為管子購置費(fèi)用的1倍，而鈦管則為6倍?！　?yīng)計(jì)算該型管路平時(shí)的維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用。如更換犧牲陽極費(fèi)用、平時(shí)的絕緣監(jiān)測費(fèi)用和因腐蝕而造成的故障排除檢修費(fèi)用等?！　∽顬橥怀龅氖窃谡麄€(gè)船舶使用壽命周期內(nèi)（2025a），因?yàn)楦g需要修理和更換的費(fèi)用，其要素有腐蝕率（修換次數(shù)）及牽連工程的大小等?！　】衫鋸澇尚偷慕饘俟懿慕?jīng)塑料復(fù)合后，可實(shí)施現(xiàn)場冷彎成型，給修復(fù)、調(diào)校、安裝帶來極大方便。　　兼容性優(yōu)異。由于采取了可靠的絕緣防腐技術(shù)，復(fù)合管可和任何金屬管、任何管路系統(tǒng)設(shè)備連接，而不發(fā)生異種金屬電偶腐蝕問題?！　《嘤猛??？蓮V泛用于船舶上的海水、污水、淡水、飲用水、燃料油、滑油以及具有腐蝕性的各種介質(zhì)以及作為電纜護(hù)管等用途，即任何需要防腐、純凈、衛(wèi)生的管材、流道、壁板、艙柜均可應(yīng)用?！　⌒詢r(jià)比高。實(shí)現(xiàn)了廉價(jià)金屬管材（鋼、紫銅、鋁）經(jīng)復(fù)合后可替代昂貴的金屬管材（B10、不銹鋼、鈦）和價(jià)格十分高昂的管件。若考慮到終生免維修，其性價(jià)比要比現(xiàn)有高耐蝕金屬管材高出510倍?！　〔灰啄丁Ｔ谙鄬?duì)濕度環(huán)境篼的生活艙室，凡裸露的海水管路通過的部位，由于管壁凝露問題，給船員帶來很大麻煩。由于復(fù)合層絕熱性好，解決了凝露的問題?！　p振隔聲性能好。由于涂襯塑層系高彈性、高阻尼的高分子材料，具有很好的管路減振、降噪性能?！　≥^好的防火性能。相對(duì)于全塑管而言，新型金屬塑料復(fù)合管防火性較好，外壁為金屬（銅、鋁、鍍鋅）型的不會(huì)發(fā)生燃燒，內(nèi)壁有流動(dòng)的流體介質(zhì)，帶走熱量。鋼塑復(fù)合管外壁涂有阻燃性的防腐材料。在有火焰燃燒情況下，通水的復(fù)合管至少可在一小時(shí)內(nèi)安全工作，而不發(fā)生堵管。防火等效性高于船舶電纜?！　【G色環(huán)保。復(fù)合產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中不用堿涂油、不用酸除銹、不用化學(xué)去污劑除污，無污水排放，生產(chǎn)環(huán)保；復(fù)合產(chǎn)品長壽命，既節(jié)約金屬材料，又節(jié)約能耗，使用環(huán)保?！　?應(yīng)用實(shí)例試驗(yàn)項(xiàng)目：進(jìn)行典型的易腐蝕區(qū)域的海水管路系統(tǒng)試驗(yàn)，其中包括直管段、直角彎管段、帶法蘭的管段。相配的專用管接、直管接、直角彎頭、三通、堵頭等。經(jīng)過10年的實(shí)船使用考核，經(jīng)拆檢，情況一切正常，內(nèi)表面如新，無任何腐蝕和泄漏情況發(fā)生?！　∫阅成顫撟鳂I(yè)艇為例2.試驗(yàn)項(xiàng)目：對(duì)該型艇極易腐蝕的12件管路附件和異型管道，進(jìn)行FH-1塑料復(fù)合處理后的裝艇應(yīng)用試驗(yàn)，以往這些部位的管子2年左右就被海水蝕穿，經(jīng)FH-1塑料復(fù)合后，使用10年時(shí)間未發(fā)現(xiàn)有任何腐蝕和泄漏現(xiàn)象，涂層內(nèi)表面光滑如初?！　∈褂庙?xiàng)目：該船噴水推進(jìn)泵進(jìn)口流道易受異物沖擊，油漆涂層剝落，使用12年基體金屬就嚴(yán)重腐蝕，對(duì)進(jìn)口流道進(jìn)行FH-1塑料涂塑復(fù)合使用至今復(fù)合層完好，未腐蝕?！　?推薦應(yīng)用新型金屬塑料復(fù)合防腐蝕技術(shù)的多用途性決定其眾多場合可應(yīng)用，作為應(yīng)用最多的新型金屬塑料復(fù)合管重點(diǎn)推薦如下：各種新型金屬塑料復(fù)合管的應(yīng)用范圍。銅塑復(fù)合管適用于管路系統(tǒng)布置非常密集、難以檢驗(yàn)與維修的管路系統(tǒng)、對(duì)可靠性要求高的船舶，如機(jī)艙管路等，也可用于無磁性要求的船舶?！　′X塑復(fù)合管適用于快艇、氣墊船等要求比重輕的管路系統(tǒng)，該型復(fù)合管完全可以代替鈦合金管，也可用于無磁性要求的船舶。　　鋼塑復(fù)合管特別適用于各類大型船舶，效費(fèi)比特別高，最能充分發(fā)揮復(fù)合管的優(yōu)勢?！　〔煌瑥?fù)合方式的復(fù)合管應(yīng)用范圍。涂塑復(fù)合管適合結(jié)構(gòu)復(fù)雜的管路。已焊接好的各種不同口徑的樹枝狀的金屬管路因結(jié)構(gòu)復(fù)雜，無法以襯塑方式完成復(fù)合，涂塑復(fù)合管可解決此難題。最適合于舊管修復(fù)時(shí)的防腐處理。　　襯塑復(fù)合管適合各種無分叉的直管路及彎曲形的管路，管路內(nèi)壁非常光滑，壁厚均勻，可承受高溫（100T.適合于新造船舶或管路系統(tǒng)改裝時(shí)采用?！　〔煌芗膽?yīng)用范圍?？煅b式管件適用于襯塑、涂塑復(fù)合管，通徑在DN60范圍以內(nèi)，壓力NP3MPa.法蘭連接方式適用于襯塑、涂塑復(fù)合管，口徑、壓力可滿足船舶的全部要求?！　∫部蛇x用斯特勞勃管道連接器。　　7結(jié)束語新型金屬塑料復(fù)合防腐蝕技術(shù)成功實(shí)現(xiàn)了耐腐蝕、免修理、少維護(hù)、長壽命、價(jià)格低廉、易于推廣的理想境界，全面推廣應(yīng)用后，對(duì)船舶設(shè)備性能的提高，對(duì)船舶使用的安全性、可靠性將產(chǎn)生良好的影響。　　1長壽命。可實(shí)現(xiàn)與船舶同壽命?！　?鈦管IB10鎳銅管i紫銅管爸雙相不銹鋼管i鍍鋅無縫鋼管銅塑復(fù)合管i鋼塑a合管i各種管材壽命周期（25a）總費(fèi)用比較表注：設(shè)定鋼塑復(fù)合管壽命周期（25a）總費(fèi)用為1. 4.3新型金屬塑料復(fù)合防腐蝕技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。　　3防腐可靠。金屬與海水全絕緣，消除了管路腐蝕的各種基因，達(dá)到免維修，全壽命（3a）?！　?取消了各種復(fù)雜的犧牲陽極保護(hù)措施。由于整個(gè)復(fù)合管路系統(tǒng)的高絕緣防腐性能，無需任何犧牲陽極保護(hù)措施，如三元鋅犧牲陽極螺塞，或是結(jié)構(gòu)復(fù)雜更換困難的鐵陽極保護(hù)裝置?！　?流阻小。能夠使用較小尺寸的管道而維持相同的流量。涂襯塑層表面光滑，不易結(jié)水垢。流動(dòng)阻力小，流量可增加2030%. 6流速不受限制。高流速的海水所形成的三大腐蝕（沖擊、沖刷、空泡）受到遏制。涂襯塑層為高粘彈性、高分子材料，實(shí)現(xiàn)以柔克剛，吸收沖擊，能使表面切向破壞應(yīng)力和徑向空泡爆破的能量耗散掉。應(yīng)用金屬-塑料復(fù)合管海水流速可不受限制?！　?高耐磨損性。能承受混濁泥砂的沖刷磨損，高粘彈性涂襯塑層具有減緩沖擊，耐磨損的性能強(qiáng)?！　?法蘭密封可靠。涂塑、襯塑工藝可實(shí)現(xiàn)管子與法蘭無縫隙一體化，且可以取消法蘭墊片，提高法蘭的密封可靠性?！　?工藝成熟?？刹扇⊥克?、襯塑工藝復(fù)合。凡