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输水管线是市政基础设施的重要组成部分，是城市和工业企业生存及发展的生命线。近年来，随着人民生活水平的提高、城市规模的扩大和工业企业的发展，长距离、中大口径的引水、输水工程相继上马。这些工程对于管材的耐压性能、施工便利程度都有相当高的要求，因此普遍采用国内技术成熟、工艺先进的焊接钢管。但是钢管长期处于土壤（地下水）中，会受到电化学、杂散电流、细菌、微生物等的腐蚀和本身输送介质（水和水中的溶解氧、CO2等）的腐蚀和磨损，可能发生腐蚀穿孔（或断裂）而造成泄漏，浪费水资源，污染生活水质，甚至影响正常的生产生活。目前，根据埋地输水钢管在土壤中的不同腐蚀机理和输送介质本身的腐蚀机理，国内外防腐蚀专家在地下输水管道防护理论和实践方面取得了丰硕成果，发展了许多新技术、新工艺和新产品。各种防腐蚀技术的实施，使输水管道的使用寿命和安全性得到了保证，防止了水的二次污染，提高了钢管的输水能力，取得了显著的经济效益，100％固体分无溶剂刚性聚氨酯是近几年在国外输水钢管防腐应用中被广泛采用。 水泥砂浆内衬管道的局限性 水泥砂浆是历史最悠久的球铁管防腐内衬，目前仍在供水行业大量应用，但对于其它具有腐蚀性的水质如软水、淡化后的海水、膜处理后的水质，以及含有强腐蚀性介质如含有酸的PH值非常低的水质、或碱性非常强的水质，以及工业发达地区的市政污水和某些工业废水等，水泥砂浆内衬不具备长久的防腐性能，耐磨性也较差，极大地影响了球铁管应用领域的扩展。对于一般的土壤环境，球铁管传统的外壁防腐涂层即可满足要求。然而对于被工业废水污染过的土壤环境、沿海、某些土壤电阻率非常低的强腐蚀土壤环境，这样的防腐涂层会使球墨铸铁管的使用寿命降低，直接关系到输水管线的长期使用性和安全性。因此，国内主要球墨铸铁管生产企业针对市场需求，开发和生产了聚氨酯防腐的球墨铸铁管。早在上世纪70年代, 瑞士VONROLL铸管厂研制和开发了球铁管专用无溶剂聚氨酯涂料, 此类球墨铸铁管道在瑞士主要用于供水管、煤气管和工业污水管。
目前全球约有7千万人的淡水供应不足，而这个数字到2025年会变成18亿。淡水的需求是显而易见的，越来越多的城市使用大规模海水淡化技术，在管道输送海水或淡化后的海水时，管道内防腐需要选用刚性聚氨酯内衬。 为什么不推荐输水钢管采用熔结环氧FBE防腐 熔结环氧FBE的特性 FBE的优势归就于其粉体涂装方式（VOC含量为零）和环氧树脂独特的分子结构。环氧树脂种类很多，最常用的是双酚A环氧树脂。从分子结构可以看出环氧基和羟基赋予树脂反应性，使树脂固化物具有很强的内聚力和粘接力。醚键和羟基是极性基团，有助于提高浸润性和粘附力。醚键和C-C键使大分子具有柔顺性，苯环赋予聚合物以耐热性和刚性。异丙撑基减小分子间作用力，赋予树脂一定韧性；-C-O-键的键能高，从而提高了耐化学品性。主要缺点是：分子中的极性基团导致分子有一定的亲水性，芳醚键的存在导致树脂耐紫外光性差、耐候性差、易粉化。涂层有一定的吸水性且耐候性差，不适合室外涂装应用，而且涂敷需要专门的设备和钢管基体加热，现场施工便利性欠佳。 粉末涂料是以空气为载体的涂料，FBE固化迅速，在成膜之后微量的空气或挥发分封闭在涂层中或冲破涂层而形成孔隙。对于快速固化的热喷涂涂层，孔隙是不可避免的，在显微镜下可清晰地观察到涂层粘接面和断面的孔隙，如下图所示。 上图为水煮起泡的涂层，环氧粉末涂层吸水率达到一定量时, 涂层的湿态附着力开始出现下降趋势。 单层FBE的局限性 单层外涂FBE耐划伤性能比较差，施工和搬运会受到影响。为了克服上述不足提出了双层FBE涂层防腐体系，即以标准的FBE涂层为底涂层，以改性的FBE涂层为外防腐层。双层熔结环氧粉末防腐体系具有以下优点：与基材粘接强度大，抗阴极剥离性能好，吸水率小，使用温度范围大，综合性能与3PE防腐涂层相当，耐划伤性优异。如果预制管道是用FBE涂覆的，那么补口材料也要用环氧材料，如环氧粉末或液体双组分环氧漆。在施工现场用环氧粉末补口有一定难度，补口用的最广泛的是液体双组分环氧漆，这是一种100％固体含量快速固化双组分液体环氧涂料，分A、B 两个组分，用于管道防腐涂层漏点和较大面积缺陷区的防腐和修补，也可用于管道补口及内涂减阻涂层的涂装和修补。因此，输水钢管建议直接采用100％固体分无溶剂液体环氧或聚氨酯，它的优点是管体无需加热，常温下一次喷涂厚度可调，其附着力，耐磨性和吸水率等性能指标都优于FBE熔结环氧。 无溶剂刚性聚氨酯的优点 100％固体分聚氨酯防腐涂料可涂刷、浇注、喷涂，形成的覆盖层可从弹性体到刚性体。刚性体中化学键是交联的, 因而密度大、硬度高, 耐化学性和防潮湿性好。
100％固体聚氨酯防腐覆盖层为单层结构,既防腐又抗机械损伤。由于是单层结构, 固化过程不需要加热, 一次喷涂完成, 利用原有的喷涂生产线即可, 不需增加设备投资, 喷涂过程中无溶剂挥发, 无粉尘排放。 100％固体聚氨酯防腐涂料性能优越, 可以满足任何地质状况、输送条件及环境腐蚀的要求, 施工性能好, 补口容易, 抗装卸运输过程中的损伤。由于硬度高达HS(D)80－86 , 并具有优异的耐磨性能, 因此抗划伤、抗拖拉性能非常好。100％固体分聚氨酯防腐涂料抗阴极剥离性能强，吸水率低，设计寿命后期仍能够导通阴极保护电流, 避免阴极屏蔽作用,管体仍然能得到阴极电流的保护。 聚氨酯与环氧树脂比较, 后者耐候性较差, 而前者耐候性优良。聚氨酯耐油性稍优于环氧树酯, 而耐碱性不如环氧树脂。聚氨酯低温固化优于环氧树脂, 并具有更好的综合性能。环氧树脂属刚性涂料, 而聚氨酯涂料通过调节配方可制成弹性体到刚性体的涂料, 聚氨酯在弹性、韧性和耐磨性方面均优于环氧涂料。两者之间有很好的互补性, 聚氨酯对钢铁的附着力稍差于环氧树脂, 但加入环氧树脂改性, 可以提高与钢铁的粘结性能。 外防腐层价格对比
刚性聚氨酯的特性
刚性聚氨酯A组分随着NCO％增加，硬度将会提高，涂层综合性能会相对提高，但NCO％过高会导致柔韧性降低。 以25％NCO含量的预聚物作为A组分，R组分分别使用三乙醇胺、1,4-丁二醇、TMP，比较这3种扩链剂或交联剂对性能的影响，结果见表1。 表1 NCO含量对涂层性能的影响 编号
（以上实验数据引用自范名琦“无溶剂喷涂型硬质聚氨酯涂层的研制”） 无溶剂刚性聚氨酯比环氧贵很多吗？
实际上并非如此，除了价格因素以外，选择聚氨酯的优势已远远超过材料价格上的一点差距，综合防腐加工成本往往比环氧低10％，而且固化时间短，现场补口更加方便。越来越多的用户更愿意采用聚氨酯防腐所带来的各种优势和其综合成本的经济性。
聚氨酯涂料由于分子结构独特具有优良的耐化学性、低温固化和覆涂性等性能优势在防腐领域得到了广泛的应用，更为重要的是，与其他类型涂料相比，它很容易达到低VOC排放标准，并且实际应用成本最低。
近几年无溶剂聚氨酯涂层在管道防腐中应用范围也在不断扩大，最初的产品用于污水或市政管道，随着技术的不断进步，如今涂层可以用于饮用水管道中，并且也得到了大量的应用。但是在实际使用过程中会遇到许多技术性的问题，如鼓泡、针孔、缩孔、螺纹线、附着力低等问题，而这些大部分都是施工工艺不当造成的，正所谓“三分涂料，七分施工”，原料是基础，施工是保障，因此，如何选择合适的施工工艺以获得更持久的防腐效果，是施工过程中必须注意的问题。 福安管道技术 | 新型管道的引领者
减壁 防腐 接口 中国大口径输水钢管的新机遇 |
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