2018二建《机电工程》教材：防腐蚀与绝热工程施工技术

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2H313070 防腐蚀与绝热工程施工技术

为了延长设备及管道的使用寿命，保障安全运营，保证正常生产处于最佳温度范围，减少热载体和冷载体在输送、储存及使用过程中热量和冷量的损失，提高冷、热效率，降低能源消耗和产品成本，控制设备及管道防腐蚀与绝热工程的施工全过程是重要手段之一。本目重点是：防腐蚀工程施工技术要求、绝热工程施工技术要求。

2H313071 腐蚀工程施工技术要求

一、金属表面预处理技术

金属表而有油污、铁锈（包括氧化皮）和旧的防腐层等污染物的存在，会降低防腐层与金属的结合强度，影响防腐层的使用寿命.严重的甚至不能进行防腐施工，所以在防腐施工前，必须对金属表面进行预处理，增强防腐层与金属的结合力，保证防腐施工质量。

（一）金属表面预处理方法

主要包括手工和动力工具除锈、喷（抛）射除锈、化学除锈、火焰除锈（不适合薄的钢板）等.

1.手工和动力工具除锈

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2018二建《机电工程》教材：防腐蚀与绝热工程施工技术

用于质量要求不高，工作量不大的除锈作业如管道工程施工中，水压（或气压）试验后对焊缝的防腐作业，一般采用手工和电动工具除锈的金属表面预处理方法。

2.喷射除锈

是利用高压空气为动力，通过喷砂嘴将磨料高速喷射到金属表面，依靠磨料棱角的冲击和摩擦，显露出一定粗糙度的金属本色表面。以得到有一定粗糙度，并显露出金属本色的表面。

（1）抛射除锈又称抛丸法除锈。是利用高速旋转的叶轮，将进入叶轮腔体内的磨料定向抛出，射向被除锈的金属表面。

喷（抛）射除绣可以达到比较高的除锈质量以及粗糙度，常用于要求比较高的工程。

（2）喷砂除锈是高效、优质的除锈方法，如果条件许可，应优先选用。在施工前应视钢管表面的锈蚀情况及防腐层所要求的锚纹深度来选择喷砂用磨料。常用磨料为石英砂，要求其坚硬、有棱角、清洁干燥、无杂质。磨料的选择直接影响着除锈效率与成本。

喷射除锈适用于大面积或大批量的除锈工作，方便实现工厂化生产。喷砂作业粉尘较大，石英砂磨料一般在进行两轮作业后就要报废，但初期投入较少。抛丸作业粉尘小、效率高、质量好，缺点是初期投入较大。近年来，环保要求比较严格，国内的项目上采用拋丸除锈的比例呈上升趋势。

3.化学除锈

是利用各种酸溶液或碱溶液与金属表面氧化物发生化学反成，使其溶解在酸溶液或碱溶液中，从而达到除锈的目的该除锈方法在制造厂采用较多，如很多自行车厂车架的除锈都采用这种方法。

4.火焰除锈

是先将基体表面锈层铲掉，再用火焰烘烤或加热，并配合使用动力钢丝刷清理加热表面。

此种方法适用于除掉旧的防腐层或带有油浸过的金属表面工程，不适用于薄壁的金属设备、管道，也不能使用在退火钢和可淬硬钢除锈工程上。

例如，橡胶衬里、玻璃钢衬里、树脂胶泥砖板衬里、硅质胶泥砖板衬里、化工设

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备内壁防腐蚀涂层、软聚氯乙烯板粘结衬里应采用喷射除锈法；而搪铅、硅质胶泥砖板衬里或喷射处理无法进行的场合则可以采用化学除锈法。

（二）金属表面预处理的质量等级

金属表面预处理的质量主要由两个因素决定。一是除锈等级（清洁度），二是表面粗糙度（亦称锚纹深度）。

钢材表面除诱质量等级：

（1）手工或动力工具除锈。佥属表面除锈质量等级定为二级，用 St2、St3 表示。

（2）喷射或抛射除锈。金属表面除锈质量等级定为四级，用 Sal、Sa2,Sa2.5、Sa3 表示

（3）金属表面预处理方法的选择和质量要求。主要根据设备和管道的材质、表面状况以及施工工艺要求进行选取和处理。

例如，长输管道站场工程施工中，现场防腐的钢管和管件，在防腐、涂漆及补口之前进行喷砂除锈处理，其除锈等级质量应达到《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB/T8923—2008 中规定的 Sa2.5 级。该标准分别在 2008 年、2009 年、2011 年对已涂覆过的钢材表面局部清除原有涂层后的处理；焊缝、边缘和其他区域的表面缺陷的处理；未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级做了修订。

（三）金属表面预处理技术要求

1.金属表面预处理质量，应达到工程要求的除锈质量等级及粗糙度。

2.施工时应首先将金属表面的污物、油和杂质淸理干净，除去焊缝及其附近的毛刺、焊渣、飞溅物、焊瘤等。

3.在新旧防腐层的搭接处施工，应清理旧防腐层，在新旧防腐层搭接位置做好接茬。

4.动力工具不能达到的地方，应用手动工具做补充清理， 5.用工具除诱时不应造成钢材表面损伤或使之变形，不得将钢材表面麽得过光或过于粗糙。

6.采用喷射或拋射除锈应视钢管表面的锈蚀情况及防腐层所要求的锚纹深度选用合适的磨料。

7.采用喷射或抛射除锈后的基体表面应呈均匀的粗糙面，除基体原始锈蚀或机械损伤造成的凹坑外，不应产生肉眼明显可见的凹坑和飞刺。 8.处理后的基体表面不宜含有氣离子等附着物。

9.处埋合格的工件，在运输和保管期间应保持干燥和洁净。

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10.当相对湿度大于 85%时，应停止金属表面预处理作业。 环境中的相对湿度太大可导致处理过的金属表面在短时间返锈。因此，当进行除诱作业时，规定基体表面温度应髙于露点温度 3°C。 11.除锈后应清除表面灰尘。

12.表面处理与防腐施工间隔时间不宜过长，表面返锈或再度污染吋，应重新进行表面处理。

二、防腐蚀涂层施工技术

（一）防腐蚀涂层施工方法

防腐蚀涂层常用的施工方法有刷涂、刮涂、浸涂、淋涂和喷涂等涂装方法。

1.刷涂

刷涂是使用最甲、最简单和最传统的手工涂装方法，操作方便、灵活，可涂装任何形状的物件，除干性快、流平性较差的涂料外，可适用于各种涂料。刷涂法可使涂料渗透金属表面的细孔，加强涂膜对金属的附着力。缺点足劳动强度大、工作效率低、涂布外观欠佳。

2.刮涂

刮涂是使用刮刀进行涂装的方法，用于黏度较高、100%固体含量的液态涂料的涂装。刮涂作业涂膜的常见缺陷是开裂、脱落、翻卷等，其涂膜的厚度也很难均匀。

3.浸涂

浸涂也是一种传统的涂装方法。该方法将被涂物浸没在盛有涂料的槽液中，随即取出，让多余的涂料滴落回槽液中，或采用机械方法将多余的涂料甩落。该法溶剂损失较大，容易造成空气污染，不适用于挥发性涂料，且涂膜的厚度不易均匀，一般用于结构复杂的器材或工件。

例如，在化工厂里，有些设备，如已组装好的换热器，由于内部的列管不能进行刷涂和喷涂，则可采用整体浸涂的方法施工。浸镀铝钢管主要用作石油化学工业中的管式炉管、各种热交换器管道、分馏塔管道等。

4.淋涂

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淋涂是将涂料从喷嘴喷淋至被涂物表面，涂料经过自上而下的流淌将被涂物表面完全覆盖后形成涂膜的涂装工艺工程.此法所用设备简单.比较容易实现机械化生产，操作简便、生产效率髙，但涂膜不平整或覆盖不完整，涂膜厚度不易均匀。淋涂比浸涂的溶剂消耗量大，也会产生安全和污染问题。

5.喷涂

喷涂是利用压缩空气在喷枪嘴产生的负压将涂料容器中的涂料从涂料喷嘴喷出，并迅即进入髙速的压缩空气流，使涂料液-气相急剧扩散，被分散为雾状微粒射向被涂物，均匀涂布在表面。该法要求被喷涂的涂料的黏度比较小，常在涂料中加入稀释剂。喷涂法优点是涂膜厚度均匀、外观平整、生产效率高。缺点是材料的损耗远大于刷涂和淋涂等方法，且使用溶剂性涂料时会造成环境的污染。适用于各种涂料和各种被涂物，是使用最为广泛的涂装工艺。

例如，化工生产中采用的喷镀层，较为普遍的是在碳钢上喷镀铝和锌。锌镀层主要用于防止大气和水腐蚀。铝镀层可用于含硫化合物的腐蚀环境，如含硫石油加工设备和橡胶硫化罐等。

（二）防腐蚀涂层施工技术要求

（1）在设备及管道金属表面处理达到要求后，应尽快涂装。施工环境温度宜为 10?30°C；相对湿度不宜大于 85%;被涂覆的基体表面温度应高于露点温度 3°C。

例如，油气管道站场管道及金属设施涂装施工的环境温度一般应在 15°C 以上。 （2）应指定专人负责涂料的配制。涂料应按照规定的比例配制，并应充分搅拌均匀后在使用期内使用。

（3）基体表面修补后进行涂层施工。对凹凸不平、焊接波纹和非圆弧拐角处，应用腻子进行修补。腻子干透后应打磨平整并擦拭干净，再进行涂层施工。 （4）涂层涂敷应按设计要求进行。涂层涂敷应均匀，无漏涂、气泡等缺陷，涂层厚度应达到设计要求。

（5）按涂料产品说明书要求进行多道涂装时，要严格按涂料产品说明书所要求的时间间隔涂装，每次涂装应在前一道涂层达到干燥要求后进行，并应进行涂层固化度检查。如果防腐层已固化，应对前一道漆的表面进行打毛处理后方可进行下一道漆的涂装。

（6）防腐蚀涂层涂装结束实干后，方可进行搬运、安装等作业。

三、防腐蚀衬里施工技术

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防腐蚀衬里是一种综合利用不同材料的特性、具有较长使用寿命的防腐方法。根据不同的介质条件和设备及管道需求，可选取不同的衬里材料

（一）聚氯乙烯塑料衬里

1.聚氯乙烯塑料衬里施工方法

聚氣乙烯塑料衬里分为硬聚氯乙烯塑料衬里和软聚氯乙烯塑料衬里，衬里的施工方法一般有三种：松套衬里、螺栓固定衬里、粘贴衬里。

（1）松套衬里是以钢壳为主体，里面加衬硬聚氯乙烯板材，这种结构常用于尺寸较小的设备，衬里和钢壳不加以固定，因此钢壳不限制硬聚氯乙烯的胀缩。 （2）螺栓固定衬里是当设备尺寸较大时，为了防止衬里层从钢壳上脱落下来，用螺栓将聚氯乙烯塑料衬里与钢壳固定在一起。

（3）粘贴衬里是用胶粘剂（一般称为胶），把硬聚氣乙烯薄板（2?3mm）粘贴在钢壳内。

2.聚氯乙烯塑料衬里施工技术要求

（1）聚氯乙烯塑料软板下料应准确，尽量减少焊缝，不宜采用十字焊缝以及在焊缝上开口。

（2）形状复杂的部位应制作样板，按样板下料。

（3）聚氣乙烯塑料软板应按试铺顺序铺放，铺放位置应正确。 （4）聚氣乙烯塑料软板铺衬时，应铺放平整，不得翘起、起褶。

（5）聚氯乙烯塑料软板接缝应采用热风焊枪熔融本体并加压焊接法，不宜釆用烙铁烫焊法和焊条焊接法。

（6）聚氯乙烯塑料软板粘结面应打毛至无反光。

3.聚氯乙烯塑料衬里适用范围

多用在硝酸、盐酸、硫酸和氯碱生产系统，如：用作电解槽，既耐腐又不漏电；酸雾排气管道和海水管道采用聚氯乙烯塑料衬里效果也均良好。

（二）铅衬里

1.铅衬里施工方法

铅衬里的同定方法有搪钉固定法、螺栓固定法、压板固定法（焊接式）等。 （1）搪钉固定法是在设备内表面某些部位搪上铅，其形状为圆形或方形，称为

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搪钉，把铅衬里铅板焊在这些搪钉上。

（2）螺栓固定法是采用埋头螺栓，贯穿钢制压板、衬铅板和壳体，将三者加紧固定，而后在钢制压板上蒙上铅覆盖板，将其周边与衬铅板施以铅焊封闭。 （3）压板固定法（焊接式）是衬铅施工中较新的一种方法。该方法采用单板双端固定，是把衬铅板铺设在壳体上以后,在铅衬里需要固定的位置开两个方孔，两个方孔的距离由实际情况而定。

2.铅衬里施工技术要求

（1）铅板焊接可采用氢氧焰或乙炔氧焰焊接。 （2）施焊时应采用中性焰，不应采用仰焊。

（3）焊缝处不应有熔点较高的氧化铅层。在施焊前应采用刮刀刮净，使焊缝区域露出金属光泽。应随焊随刮，刮净的焊口应在 3h 内焊完焊缝为多层焊时，每焊完一层必须将表面刮净后，方可焊下一层。

（4）塔、罐与槽等设备的人孔、进出料口的焊接、铅板搭接方向应与介质流向一致。

（5）铅板与设备内壁应紧密贴合，不得凹凸不平。

（6）搪铅时，每层应进行中间检查。厚度应均匀一致，不应冇夹渣、裂纹、鼓泡、气孔、焊瘤等缺陷，

3.铅衬里适用范围

适用于常压或压力不高、温度较低和静载荷作用下工作的设备；真空操作的设备、受振动和有冲击的设备不宜釆用。铅衬里常用在制作输送硫酸的泵、管道和阀等设施的衬里上。

（三）玻璃钢衬里

1.玻璃钢衬里施工方法

玻璃钢衬里的施工方法主要有手糊法、模压法、缠绕法和喷射法四种，

（1）手糊法是边铺衬玻璃布（毡），边涂刷胶粘剂（配制好的胶液），直至要求层数（厚度），固化后即成玻璃钢制品。

（2）缠绕法是连续将玻璃纤维纱或玻璃布浸胶液后，用手工或机械连续缠绕在胎模或内衬上，经固化后即成玻璃钢制品。主要用于制造管道、高压容器和圆筒形设备。

（3）模压法是将已干燥的浸胶液的玻璃布叠好后放入压模内进行加温加压，经过一定时间后即固化成型。

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（4）喷射法是利用喷枪将树脂和固化剂喷成细颗粒，并与有玻璃钢纤维切割器喷射出来的短切纤维混合后喷覆在模具表面，再经滚压固化而成，

2.玻璃钢衬里施工技术要求

（1）施工环境溫度宜为 15?30°C，相对湿度不宜大于 80%。 （2）配料容器及工具应耐腐蚀、清洁、干燥、无油污。

（3）手糊法分间断法、连续法两种。酚醛玻璃钢必须采用间断法施工。

（4）在衬贴过程中，涂刷胶粘剂必须使每层玻璃布充分浸润，尽可能挤出纤维间空隙中的空气。

（5）玻璃布的贴衬顺序，应先立面后平面，先上后下，先里后外，先壁后底。 （6）每衬粘一层，待干燥或热处理后再衬下一层，这样可以使溶剂充分挥发和树脂固化程度高，有利于提高玻璃钢衬里的抗渗性。

3.玻璃钢衬里适用范围

对于受气相腐蚀或腐蚀性较弱的液体介质作用的设备，一般衬贴 3?4 层玻璃布制作玻璃钢衬里。而条件比较苛刻的腐蚀环境，则衬里总厚度至少应大于 3mm。

（四）橡胶衬里

1.橡胶衬里施工方法

（1）橡胶衬里施工是采用粘贴法，把加工好整块橡胶板利用胶粘剂粘贴在金属表面上，接口以搭边方式粘合。

（2）橡胶衬里可采用间接硫化法或直接硫化法进行硫化。

2.橡胶衬里施工技术要求

（1）根据设备或管道内壁情况，先画出排板图，再根据排板图的尺寸在被衬胶面上做好标记，并根据排板图进行裁料，裁料温度应控制在 20°C 以上。

（2）裁料时，接缝处预留料的宽度要根据接缝的形式和设备直径不同来选择，一般设备直径越大，接缝的搭接留量越宽。

（3）搭接或对接时，接缝处的胶板边缘要割出宽 10?15mm 的坡口，以便两块胶板紧密粘合。

（4）在金属衬胶面上应涂三遍胶浆，第一遍在喷砂处理 8h 之内涂刷；胶板面上应涂二遍胶浆。每涂一次胶浆都应干燥后再涂下一次，干燥时间长短同溶剂的

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性能、室温髙低及湿度有关。

（5）将裁好的橡胶板的粘贴面均匀地涂上二遍胶浆，在指触干燥后（用手指轻压不粘手），再轻轻地贴上一层布，它不得与胶板粘接，布与胶板间不许掉进异物，而且平滑无皱纹，并将胶板反卷起米（介向内）。

（6）粘贴胶板的顺序是：立式设备先衬底部，然后由上往下衬垂直面；卧式设备及大口径管道先衬上半部，后衬下半部。设备连接管口应使接缝顺着介质流动方向。将胶板对着设备或管道上的标记从上至下一边撕布一边粘贴胶板，并用滚筒轻压，使胶板固定，待一块胶板全部粘贴完毕，则开始压滚简。

（7）当第一张胶板滚压完毕后，再按（5）、（6）的方法从第一张的左、右两侧继续重复作业，直至完成。但在第二张以后，涂胶浆时必须在第一张的接口处多涂 30?50mm，以便接口处紧密粘合。

（8）粘贴胶板的接缝要用缝纫滚筒用力压，使搭口处全部贴实。

（9）除以上粘胶法外，还可用加热烙铁法进行衬胶，但烙铁温度一定要控制在 150?180°C 范围，在棱角部位，烙铁温度应低一些。

（10）直径大于 200mm 的管道，可用长柄烙铁进行烙胶衬里，当直径小于 200mm 时，建议采用蒸汽或压缩空气顶管法衬胶，

3.橡胶衬里适用范围

间接硫化法适用于外形尺寸较小的设备、管道、管件，可以放人硫化罐的设备或配件。直接硫化法适用于无法在硫化罐内进行硫化的大型容器或管道。

（五）块材衬里

1.块材衬里施工方法

块材衬里施工是采用胶泥砌衬法，在设备的内壁，采用胶泥衬砌耐腐蚀砖板等块状材料，将腐蚀介质同基体设备隔离，从而起到防腐蚀作用。常用胶泥主要是水玻璃胶泥和树脂胶泥。

2.块材衬里施工技术要求

（1）施工环境温度、湿度满足施工要求。当施工温度低时，可采取加热保温措施，但不得用明火或蒸汽直接加热。

（2）水玻璃不得受冻。受冻的水玻璃应加热，并应搅拌均匀后方可使用。 （3）水玻璃胶泥在施工或固化期间不得与水或水蒸气接触，并防止暴晒。施工场所应通风良好。

（4）施工前， 耐酸砖、耐酸耐温砖、防腐蚀碳砖及水玻璃、环氧树脂等材料的

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各项指标应抽检并应符合国家的相关规定。

（5）水玻璃类材料和树脂类材料施工配合比应经现场试验后确定。

（6）衬砌前， 块材应挑选、洗净和干燥。块材及被衬表面应无灰尘、水分、油污、锈蚀和潮湿等现象。

（7） 设备接管部位衬管的施工， 应在设备本体衬砌前进行。设备接管内径应比衬管外径大 6～10mm，衬管材质应与衬砌块材材质相同。衬管不得突出法兰表面， 应与法兰面处在同一平面。当采用翻边监管作衬管时， 应在设备村完第一层或第二层块材后再进行。衬后应对衬管进行固定，直至腔泥固化，衬管不得出现偏心或位移。

（8）衬里层应铺设平整， 相邻砖、板之间的高差不能超过标准要求。重要部位宜先试排。

（9） 块材衬砌时应错缝排列，结合层和灰缝应饱满密实，灰缝表面随时压光， 胶泥缝不得有气孔和裂纹现象。两层以上不得出现叠缝。

（10）句缝必须填满压实，不得有空隙，表面应铲平，清理干净。 （11）当衬砌设备的顶盖时，宜将硬盖倒置在地面上衬砌块材。 （12）胶泥衬里层常温固化期满足技术要求。

（13）达到规定养护时间后，方可投入使用。养护过程中应防水、防暴晒。

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