一、工程概況

南水北調(diào)宿遷市尾水導(dǎo)流工程設(shè)計(jì)總輸水規(guī)模為28.6萬t/d。主要建設(shè)內(nèi)容包括鋪設(shè)管道91.688km，新建調(diào)度泵站2座、污水廠尾水提升泵站5座 ，以及水土保持、環(huán)境保護(hù)工程等。輸水干線主管材包含雙膠圈埋置式預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（以下簡稱PCCPDE管）長約68.24km，直徑分別為1000mm、1200mm、1400mm、1500mm四種管徑，單管長6.0m，內(nèi)防腐厚度不小于0.6mm；設(shè)計(jì)壓力等級(jí)1.0MPa；管側(cè)土綜合變形模量Ed≥3.0MPa；管道管頂平均覆土厚度3m。

二、PCCPDE管的結(jié)構(gòu)及其預(yù)制

1.PCCPDE管的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

PCCPDE管是指在帶有鋼筒的高強(qiáng)混凝土管芯上纏繞環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼絲，再在其上噴制致密的水泥砂漿保護(hù)層而制成的輸水管。它是由薄鋼板、高強(qiáng)鋼絲和混凝土構(gòu)成的復(fù)合管材，它充分而又綜合地發(fā)揮了鋼材的抗拉、易密封和混凝土的抗壓、耐腐蝕性能，具有高密封性、高強(qiáng)度和高抗?jié)B的特性。

2.PCCPDE管的預(yù)制

PCCPDE管生產(chǎn)工序分為：承、插口環(huán)的生產(chǎn)；鋼筒的制作、焊接；管芯混凝土澆筑；纏繞預(yù)應(yīng)力鋼絲；輥射水泥砂漿保護(hù)層；保護(hù)層砂漿防腐等。承、插口環(huán)的生產(chǎn)，鋼筒的制作、焊接，管芯混凝土澆筑，纏繞預(yù)應(yīng)力鋼絲等工序直接決定了PCCP管道的內(nèi)、外在品質(zhì)——管道抵抗內(nèi)壓和外部荷載的能力，是管道生產(chǎn)的重要工序。對(duì)于輸送具有腐蝕性的污水、海水或用于含有腐蝕性介質(zhì)的管道，在內(nèi)防腐處理方面要求非常高。

三、PCCPDE管內(nèi)防腐存在的問題及處理方法

1.PCCPDE管內(nèi)防腐存在問題

傳統(tǒng)的無溶劑環(huán)氧涂料噴涂防腐處理方法首先是對(duì)預(yù)制好的PCCPDE管內(nèi)壁凹坑進(jìn)行水泥砂漿找平，固化后進(jìn)行砂紙打磨，并用壓縮高壓空氣吹掃干凈。通過管內(nèi)小車行走把配制好的防腐材料旋轉(zhuǎn)均勻噴涂在管道內(nèi)壁上；但在內(nèi)防腐噴涂成型后發(fā)現(xiàn)表面存在大量針孔，分布范圍廣泛且密集，影響管道內(nèi)防腐質(zhì)量。

2.原因分析

針對(duì)此種情況，技術(shù)小組采取了調(diào)整無溶劑環(huán)氧涂料配合比、噴涂溫度、涂料拌和穩(wěn)定時(shí)間、小車行走速度、噴漿壓力、噴嘴旋轉(zhuǎn)速度等多因素對(duì)比試驗(yàn)，均未能有效解決無溶劑環(huán)氧涂料內(nèi)防腐表面存在針孔的問題，從而否決了噴涂工藝導(dǎo)致針孔的原因。

研究人員進(jìn)一步在預(yù)制好的管道內(nèi)壁上進(jìn)行探查，發(fā)現(xiàn)由于PCCPDE管芯混凝土內(nèi)壁本身存有孔，才導(dǎo)致管內(nèi)表面呈現(xiàn)明顯且密集的針孔存在。這些氣孔是由混凝土澆筑振搗時(shí)，混凝土中氣泡沒有完全排出導(dǎo)致拆模后留下的微小氣孔。在進(jìn)行無溶劑環(huán)氧涂料噴涂過程中，表面的涂料滲透到混凝土氣孔中，導(dǎo)致管內(nèi)表面呈現(xiàn)明顯且密集的針孔存在；現(xiàn)場隨機(jī)取點(diǎn)驗(yàn)證，這些針孔內(nèi)部有涂料填充，而非穿透性。

3.處理方法

（1）首先利用砂紙打磨管道內(nèi)壁接縫混凝土，清除疏松的混凝土浮漿、泥土、粉塵、油污等雜質(zhì)，并用壓縮高壓空氣吹掃干凈。

（2）以丙乳∶水泥=1∶2左右的重量比調(diào)制成粘稠狀的丙乳凈漿作為膩?zhàn)?，用鋼片刮板均勻全面刮到管道?nèi)壁。刮膩?zhàn)右娩撈伟逋倒?，注意上下左右接槎，用力均勻，兩道刮板之間要干凈，不允許留浮膩?zhàn)?，刮膩?zhàn)訒r(shí)要防止沾上或混進(jìn)砂粒等雜物。

（3）頭道膩?zhàn)庸芜^固化后，用砂紙磨平。如仍有針孔存在，再次用膩?zhàn)舆M(jìn)行復(fù)補(bǔ)找平，直到無針孔存在。內(nèi)表面處理完成后，再次用高壓空氣把管內(nèi)表面吹掃干凈。

（4）對(duì)膩?zhàn)庸魏玫墓艿腊夤芸陴B(yǎng)護(hù)一天，然后按設(shè)計(jì)的防腐要求噴涂防腐涂料。在管道端面和端口打壓試驗(yàn)的進(jìn)水孔內(nèi)壁涂刷2遍環(huán)氧涂料。

4.PCCPDE管內(nèi)防腐質(zhì)量檢驗(yàn)

（1）內(nèi)防腐外觀檢查：現(xiàn)場隨機(jī)抽樣檢查，管道的內(nèi)防腐層表面平整、光滑、厚度均勻、表面無流掛、無露底、無針孔、無皺紋、無漏涂、無裂縫。

（2）內(nèi)防腐厚度檢查：使用磁性測厚儀對(duì)防腐處理后的干膜厚度檢測均滿足設(shè)計(jì)要求的漆膜厚度（不小于0.6mm）。

（3）內(nèi)防腐粘結(jié)力檢查：按規(guī)范要求進(jìn)行防腐管粘結(jié)力檢查。粘結(jié)力不合格的防腐管，不允許補(bǔ)涂處理，應(yīng)鏟掉該管全部防腐層重新進(jìn)行防腐層施工。

（4）內(nèi)防腐涂層電阻測定：現(xiàn)場隨機(jī)抽取已完成防腐和未做防腐兩批管材，采用涂層電阻測定方法進(jìn)行電阻比對(duì)，其做過防腐的管材比未做防腐的管材絕緣電阻相差應(yīng)超過50倍。

四、工程效果

1.施工安全、環(huán)保節(jié)能

無溶劑環(huán)氧涂料與普通溶劑型環(huán)氧涂料相比，普通溶劑型環(huán)氧涂料含有可揮發(fā)性有機(jī)溶劑（VOC），施工時(shí)對(duì)環(huán)境造成污染，危害施工人員的身心健康；且揮發(fā)出的VOC與空氣混合可形成爆炸性氣體；而無溶劑環(huán)氧涂料中無溶劑揮發(fā)，可消除涂層針孔，提高抗?jié)B透性和耐腐蝕性能，消除對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)身體的危害，避免產(chǎn)生爆炸的危險(xiǎn)，還可減少通風(fēng)設(shè)備，避免溶劑揮發(fā)造成的資源浪費(fèi)。

2.優(yōu)異的物理機(jī)械性能

由于環(huán)氧樹脂分子結(jié)構(gòu)中含有大量的羥基和醚基等極性基團(tuán)，加之在固化過程中活潑的環(huán)氧基能與界面金屬原子反應(yīng)形成極為牢固的化學(xué)鍵，這保證了涂層與基材的優(yōu)異附著力，特別是無溶劑環(huán)氧防腐涂層具有極佳的濕附著力，從而保證了涂層在液態(tài)介質(zhì)腐蝕環(huán)境下優(yōu)異的耐久性。無溶劑環(huán)氧涂料在交聯(lián)固化后其涂層堅(jiān)硬且柔韌性好、耐磨性優(yōu)、抗劃傷性好、耐撞擊性優(yōu)。

3.優(yōu)異的耐化學(xué)品性

高度交聯(lián)的無溶劑環(huán)氧防腐涂層具有優(yōu)異的耐化學(xué)品性，能耐海水、中度的酸、堿、鹽、各種油品、脂肪烴等化學(xué)品的長期浸泡。

4.優(yōu)異的防腐性能

無溶劑環(huán)氧涂料由于不含揮發(fā)性有機(jī)溶劑，在干燥成膜過程中不會(huì)形成因溶劑揮發(fā)留下的孔隙，且成膜厚，涂膜致密性極佳，能有效抵擋污水、氧等腐蝕性介質(zhì)透過涂層而腐蝕鋼材。

5.施工方便、工效高

無溶劑環(huán)氧涂料在達(dá)到相同涂膜厚度的情況下，所需的涂料量比溶劑型環(huán)氧涂料要少；可制成厚漿型防腐涂料，涂刷厚度可達(dá)100～700μm，涂層結(jié)合強(qiáng)度高、收縮率小，從而降低涂裝施工費(fèi)用，且固化時(shí)不需要空氣存在，甚至有些特殊改性的涂料可在水下固化。

五、結(jié)束語

環(huán)境保護(hù)是實(shí)現(xiàn)社會(huì)持續(xù)發(fā)展的前提，嚴(yán)格限制涂料中的VOC，最大程度地減少對(duì)環(huán)境的破壞，是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略基本國策之一。無溶劑環(huán)氧涂料具有儲(chǔ)存穩(wěn)定性好，反應(yīng)活性高，施工過程無污染，漆膜致密、堅(jiān)硬、耐磨，具有優(yōu)良的耐水、耐油和耐化學(xué)品介質(zhì)腐蝕性；因此，在PCCPDE管防腐中應(yīng)用無溶劑環(huán)氧涂料，能夠有效地加強(qiáng)和提高PCCPDE管防腐的各項(xiàng)性能同時(shí)，減少有機(jī)溶劑揮發(fā)對(duì)空氣的污染，達(dá)到環(huán)保節(jié)能的效果