第三节 管道防腐层涂料

一、涂料的基本性能和分类

涂料的基本性能包括涂料本身的性能、涂料的施工性能和涂层的保护性能等，其中保护性能应包括下述使用功能。

（1）耐候性 是指涂层能抵抗大气中各种破坏因素（太阳辐射、温度和湿度变化、水分和各种污染的侵蚀等）对其破坏的性能。

（2）防湿热性 即耐潮气和饱和水蒸气对涂层的破坏作用。

（3）防盐雾性 沿海地区的盐雾有较多的氯化钠和氯化镁等腐蚀介质，在低温下吸潮严重，从而引起强烈的电化学腐蚀，涂层耐这种腐蚀作用的性能称之为防盐雾性。

（4）防霉性 湿热地带涂层容易被霉菌侵袭，尤其是油性涂料和有增塑剂的涂料很容易受霉菌破坏产生斑点、起泡，甚至为某些霉菌充当食料而被吃掉。涂层耐霉菌破坏作用的性能称之为防霉性。

（5）化学稳定性 是指涂料保护钢铁金属不被腐蚀的性能，这是涂料的一项综合性能。

（6）电绝缘性 即防腐涂料应是绝缘体，应能把外界的杂散电流与钢铁金属完全绝缘。

除了具有上述性能外，涂层尚应具有一定的机械强度和不透水性。涂料中所含颜料应具有钝化作用等。

涂料一般由四种组分构成，即成膜物质、颜料、溶剂和少量助剂。我国的涂料产品以成膜物质为基础进行分类，共有18大类，其中燃气工程上常用的有六类，见表4-3。

二、常用涂料

1. 油脂涂料

是以聚合油、催干剂和颜料制成的涂料，可用于调制各色调和漆和防锈漆。油脂涂料干燥缓慢，涂层过厚易起皱。

2. 酚醛树脂涂料

是涂料中使用较广泛的品种之一，又分为改性酚醛树脂涂料和纯酚醛树脂涂料。改性酚醛树脂漆膜较坚硬，有较好的光泽，但易变色，耐候性逊于醇酸磁漆；纯酚醛树脂的耐水性、耐化学腐蚀性和耐候性均较好。

3. 醇酸树脂涂料

是以多元醇与多元酸和脂肪酸经脂化缩聚而成，并可与其他多种树脂拼制成多种多样的涂料品种，性能各异，但均具有良好的柔韧性、附着力和机械强度，耐久性和保光性也较好，且施工方便、价格便宜。

4. 过氯乙烯树脂涂料

过氯乙烯树脂是聚氯乙烯进一步氯化而制得，可与多种涂料用树脂混溶而制成不同性能和使用要求的涂料。过氯乙烯涂料具有良好的耐腐蚀性、耐候性、防霉性和不燃性，但耐热性差，使用温度不宜超过60℃。

5. 环氧树脂涂料

环氧树脂有较强的附着力、较好的韧性和机械强度，较高的体积电阻和击穿电压，常温贮存不易变质。

环氧沥青涂料是利用环氧树脂和煤焦沥青配制成的高效防腐蚀涂料，可直接涂刷在钢燃气管道和储气罐的表面。

6. 沥青涂料

沥青涂料在燃气工程防腐涂料中占有重要地位，其价格低，货源充足，具有良好的施工性能和保护性能。

（1）沥青的组分与结构 沥青的化学结构极为复杂，对其进行成分分析很困难，因此一般不作沥青的化学分析，仅从使用角度将沥青划分为若干“组分”。

油分、树脂和沥青质是沥青中的三大主要组分，此外，还含有2%～3%的沥青炭和似炭物。油分和树脂可以互溶。树脂可以浸润沥青质，在沥青质的超细颗粒表面形成薄膜。

当油分和树脂较多时，胶团外膜较厚，胶团之间相对运动较自由，沥青的流动性、塑性和开裂后自行愈合的能力较强，但温度稳定性较差。当油分和树脂含量不多时，胶团外膜较薄，胶团靠近聚集，相互吸引力增大，因此沥青的弹性、黏性和温度稳定性较高，但流动性和塑性较低。

沥青在热、阳光、空气和水等外界因素作用下，各个组分会不断递变。低分子化合物将逐步转变为高分子化合物即油分和树脂逐渐减少，沥青质逐渐增多，使流动性和塑性逐渐变小，硬脆性逐渐增大，直至脆裂，这个过程称为沥青的“老化”。

（2）沥青的技术性质 沥青除具有防水性、电绝缘性和化学稳定性等涂料的基本性能外，为了合理应用，正确施工，还需明确下述各项性质。

1）黏性：沥青的黏性是沥青内部阻碍其相对流动的一种特性。黏性较大的沥青，其流动性较小。

黏稠沥青的黏性（黏度）用针入度仪测定的针入度值表示。针入度值越小，表明黏度越大。

液体沥青的黏度用标准黏度计测定的标准黏度表示。

2）塑性：是指沥青在外力作用时产生变形而不破坏，除去外力后，则仍保持变形的形状的性质。沥青的塑性用延度（伸长度）表示。延度越大，塑性越好。

3）温度敏感性：是指沥青的黏性和塑性随温度升降而变化的性能。当温度升高时，沥青由固态或半固态逐渐软化，最终呈黏流态。当温度降低时，又逐渐由黏流态凝固为固态，甚至变硬变脆。在相同的温度变化间隔里，各种沥青黏性和塑性变化幅度是不同的。燃气工程宜选用变化幅度较小的沥青。

温度敏感性通常用软化点表示。软化点越高，温度敏感性越小，针入度和延度越小。

4）大气稳定性：大气稳定性是指沥青在大气因素作用下抵抗老化的性能。常以蒸发损失和蒸发后针入度来评定。大气稳定性越高，“老化”越慢。

5）闪点与燃点：闪点指加热沥青至挥发出的可燃气体和空气的混合物，在规定条件下与火焰接触时，初次呈现蓝色闪火时的沥青温度（℃）；燃点是指加热沥青产生的气体和空气混合物，与火焰接触能持续燃烧5s以上时的沥青温度（℃）。

燃点温度比闪点温度约高10℃。闪点和燃点关系到沥青的运输、贮存和加热使用等方面的安全。

（3）沥青的分类 按生产来源可将沥青分为两大类，即：①地沥青（主要指天然沥青和石油沥青）；②焦油沥青（主要指煤沥青和页岩沥青）。目前常用石油沥青和煤沥青。煤沥青的塑性较差，温度敏感性较大，大气稳定性不如石油沥青，因含有蒽、萘和酚等成分故有毒性和臭味。但是，煤沥青抗水性强，埋地后的电阻率稳定，有较强的防霉性能，更适用于防腐涂料。为了克服煤沥青的缺点，国内外已广泛使用改性煤沥青（例如环氧煤沥青等）。

三、涂料的选用

选用涂料时，除了要注意颜色、外观、附着力、干燥时间等因素外，主要应对漆膜的保护性能和经济性加以考虑。

防腐层本身就是一项经济问题，所以延长防腐涂层寿命意味着最大的经济效益。但涂层的使用寿命又与管道和设备的检修周期相关。因此，选用涂料时不能片面强调价格便宜。但价格昂贵，涂料寿命远远超过管道或设备的检修周期，甚至超过管道或设备的使用年限，也不符合经济要求。应该从涂料价格、设备寿命、检修周期、维护和使用条件、维修费用、便于施工、停气损失等诸多方面做综合考虑，采用价值工程分析方法来选择最佳涂料。