张炼 (廊坊市东化防腐工程有限公司河北省廊坊市065000)
摘要
RPC冷缠带是东化防腐公司的专利技术，专利号ZL00134170.7，它是用橡胶（rubber）、塑料（plastic）、环氧煤沥青（coaltarepoxy）制成的带状卷材，用无溶剂环氧煤沥青胶在钢管表面形成防腐层，施工方法简易、快捷，省工、省时、省能源。本产品属环保型，无污染，涂层坚韧、厚度均匀、强度高、粘接力大，1万伏电压检查无针孔、耐水、耐酸碱盐、耐日光老化，寿命长久。
一、前言
目前国内外通用的地下管道外防腐层可分为六类，即：石油沥青层、聚乙烯胶带防腐层、挤压聚乙烯防腐层、熔结环氧粉末涂层、煤焦油瓷漆、环氧煤沥青防腐层。三层PE防腐层是熔结环氧粉末打底和外包挤压聚乙烯的复合防腐层。以上这六类防腐层我国均在不同规模地使用并有相应的技术标准或规范。
这六类防腐层各有其优缺点。石油沥青防腐层是在我国建国后使用最早，因受当时工业技术水平的限制，没有专用的防腐沥青，即没有对沥青添加滑石粉、橡胶粉等填料进行改性，只是用建筑沥青代用。石油沥青层机械强度低，低温脆裂、高温软化流淌，粘结力低，吸水率高，不耐植物根穿透，不耐微生物腐蚀，使用寿命较短，管道遭受腐蚀穿孔，造成事故和损失。施工时热涂，对环境污染大，劳动条件恶劣，国内已逐渐将其淘汰。
煤焦油瓷漆涂层是一种热涂材料，将煤焦油瓷漆涂层加热到240℃左右，热涂在钢管外部，其防腐性能很优异，使用寿命很长，但要求在工厂预制，而且对环境污染大，在中国西北大漠戈壁上管道局曾用过，在其它地方很难使用。
聚乙烯胶带通常也称为冷缠带，它使用方便、施工干净快捷，是一种很好的防腐材料。但其缺点是塑料带机械强度低，易受机械损伤，施工时遇到风沙天、阴雨天、结露、结霜均不能施工，不然会影响粘接力，造成脱层，是腐蚀的隐患。用在焊缝较高的螺旋焊接管时，焊缝架空，遇到水和潮湿土壤会窜水，也会造成管道的腐蚀。
挤出聚乙烯防腐层是非常好的防腐层，实际是两层PE，外层为聚乙烯，内层为橡胶沥青粘接剂或聚合物胶粘剂。聚乙烯防腐层只能在工厂预制，不能在现场防腐，其中最关键是聚乙烯质量，在技术指标中耐环境应力开裂（F50）必须大于1000小时，以防止为降低成本而使用废旧塑料和低密度聚乙烯。聚乙烯防腐层补口较为困难和昂贵，采用热收缩套或热收缩带施工时易出现补口处变形、皱折、密封不严密，是腐蚀的隐患。
熔结环氧粉末涂层也是一种较好的涂层，涂层表面光滑、坚硬、机械强度高。其缺点是须在防腐厂预制加工，管子需加温到230～270℃，能耗大。因是薄膜涂层不耐施工运输中的碰撞，要采取小心周到的保护措施以减少损伤。损伤和管道焊口的修补较为困难，采用环氧粉末现场喷涂，施工工艺复杂。
三层PE防腐层是将熔结环氧粉末涂层与挤压聚乙烯防腐层复合使用，环氧粉末层起到底漆的作用。三层PE是双保险的防腐层，应是最高级最好的涂层。目前防腐施工市场竟争十分激烈，价格压得很低，甚至低于防腐层的成本价格，有些厂家只好在降低材料质量及涂层厚度上作文章，给三层PE带来不好的影响。
环氧煤沥青防腐涂料由液体环氧树脂和煤沥青组成，它既有环氧树脂机械强度高、粘接力大、化学性质稳定、耐化学介质侵蚀的优点，又有煤沥青吸水率低、抗微生物、抗植物根穿刺的特性，是一种低成本、高效能的优良防水防腐材料。它冷涂施工、施工工艺简便易行，既可在预制厂加工亦可在现场防腐施工。国内环氧煤沥青涂料为在七十年代由石油部管道局研制成功，当时为溶剂型产品，溶剂含量近30%，涂层不致密，针孔较多，是腐蚀的隐患，而且施工时有大量溶剂排放到空气中，污染环境。八十年代东化防腐公司改进为厚浆型产品，溶剂含量降到10%左右，提高了涂层质量，减轻了污染。九十年代东化防腐公司又改进为无溶剂型产品，并把它用在环氧煤沥青冷缠带产品中。环氧煤沥青冷缠带配套的底胶就是无溶剂环氧煤沥青漆，基带是用丙纶无纺布浸环氧胶制成的，涂层厚度是靠无纺布厚度来控制，一遍缠带就可达到建设、石油、石化等部门的相应标准要求，与原来用玻璃布多层缠绕和涂漆的旧工艺相比，省工省料，涂层致密无针孔，十多年来，深受用户的青睐。
无溶剂环氧煤沥青冷缠带是一种方便、简易、质量稳定的防腐材料，但涂完最后一遍定型胶后还要静置等到防腐层至少实干后方可运输、堆放和下沟回填，夏天大约需要8小时，冬天要等待好几天，给施工安排带来种种不便。为了解这一问题，东化防腐公司进一步研制出可以快捷施工的RPC冷缠带。
RPC冷缠带是橡塑环氧煤沥青冷缠带的简称，它由橡塑防腐带和无溶剂环氧煤沥青底胶两部分组成。橡塑防腐带有橡胶和合成塑料的优点，坚韧、绝缘性好、耐酸碱盐浸蚀、耐水、耐日光老化，底胶是无溶剂环氧煤沥青，粘结力大，机械强度高，密实无针孔。RPC冷缠带是环氧煤沥青防腐层发展改进的最新一代产品，具有成本最低，施工工艺最方便、防腐质量最好的特点。
二、配方研究要求
1、缠带研制
通常环氧煤沥青冷缠带固化后是硬而脆的，不可能制成有塑性而坚韧的带状卷材，东化公司通过高科技手段,将环氧煤沥青、橡胶、塑料经混炼，压延、硫化制成带状卷材。此缠带柔软、坚韧、便于施工。因与无溶剂底胶有相同组份（环氧煤沥青），所以两者能很好的粘结，形成牢不可分的防腐层。
2、底胶研制
底胶是采用无溶剂环氧煤沥青涂料，无溶剂涂料有以下优点：
（1）提高涂层质量。施工过程没有溶剂挥发，涂层密实无针孔，提高了防腐性能。
（2）简化施工程序。溶剂型涂料在施工中因溶剂挥发涂层产生针孔，形成隐患，为了减少针孔，必须采用多层涂敷施工，至少涂3～4遍才能消除针孔。
（3）提高工效加快工期，减少了施工人数，节省了人工费用。
（4）无溶剂涂料在生产和使用中，没有可挥发性的物质（如甲苯、二甲苯）为此减轻了生产车间和施工现场的环境问题，改善了工作环境。
（5）节约了能源。溶剂中的甲苯、二甲苯等物质都是能源产品，无溶剂产品节约了大量能源。
三、技术性能
|
序 号 |
项 目 |
单 位 |
技 术 指 标 |
方 法 |
|
1 |
基带外观 |
|
黑色、表面平整、有弹性，背面有无纺布层 |
目测 |
|
2 |
基带宽度 |
mm |
250±5.0 |
实测 |
|
3 |
基带厚度 |
㎜ |
≥0.75 |
|
4 |
基带抗拉强度 |
N/cm |
≥30 |
GB/T 528 |
|
5 |
底胶干性（甲：乙=1：1）
（25℃、实干） |
h |
≤16 |
GB/T 1728 |
|
6 |
防腐层组合厚度（胶加带） |
mm |
≥ 1.0 |
SY/T 0447 |
|
7 |
防腐层电火花检漏 |
kV |
10 无漏点 |
SY/T 0447 |
|
8 |
防腐层粘结力 （180°剥离） |
N/cm |
20 不剥离 |
GB/T 2790 |
|
9 |
防腐层耐冲击 |
J |
4.9 通过 |
GB/T 1732 |
|
注：序号6～9为“一胶一带”结构的防腐层组合性能，试验室试件60℃烘6h后测定。 |
四、使用方法
1、表面处理。钢材表面清除油污，喷砂除锈至达到GB/T8923的Sa2级，最好达到Sa21/2级。施工条件受限制时，也可采用工具除锈至St3级。钢表面处理合格后，必须在返锈前尽快进行防腐施工。混凝土应干透，清除表面疏松物质，呈现平整坚实的表面。
2、配底胶。甲组份:乙组份＝1:1，充分混合均匀，静置熟化5～10min后使用。底胶使用快干固化剂，固化速度快，配好后应在2h内用完，施工时应现配现用，以免造成凝胶损失。配底胶时不能添加稀释剂，以免过稀，使防腐层厚度达不到要求。
3、焊缝打腻子。对高于钢管表面1mm的焊缝两侧及两块钢板的搭接处，应打腻子形成光滑过渡面，对混凝土表面的凹坑，也应打腻子抹平。腻子由配好的底胶加滑石粉调匀制成，调好后宜在4h内用完。
4、涂底胶和缠基带。涂底胶前钢材或混凝土表面必须干燥，底胶要涂匀，不得漏涂。涂底胶后立即缠绕（或粘贴）基带，搭接20～25mm，必须拉紧或压平，使表面平整，接触紧密无气泡。在缠绕前最好将基带一端浸入底胶中约20mm，沾上底胶后再缠，或边缠边在搭缝处涂刷底胶，可有效增加搭接缝的严密性。对缠的好防腐层两端加缠聚乙烯胶粘带固定。
5、质量检验。防腐层缠后静置自干，实干后按建设部GB50268—97标准（或其它行业标准）规定的条件和方法，进行外观、厚度、电火花检验和粘附性检查。
6、如遇急需下沟回填的特殊情况，在缠完橡塑带后即可在注意保护、避免碰撞的情况下进行运输、下沟和回填土施工，防腐层可在沟下最终达到完全固化。
五、经济指标
1、每平米造价比较
（1）环氧煤沥青玻璃布防腐层，厚度≥0.6㎜,检测电压3000伏，不含除锈费。
|
序号 |
项目名称 |
基 价 |
每遍材料费（元/㎡） |
人工费
（元/㎡） |
|
1 |
刷环氧煤沥青底漆一遍 |
21.5元/㎏ |
4.73 |
0.74 |
|
2 |
刷环氧煤沥青面漆一遍 |
21.5元/㎏ |
4.73 |
0.74 |
|
3 |
刷环氧煤沥青面漆一遍 |
|
5.91 |
|
|
|
缠玻璃布一层 |
|
2.2 |
2.22 |
|
|
刷环氧煤沥青面漆一遍 |
|
5.91 |
2 |
|
|
4 |
刷环氧煤沥青面漆一遍 |
|
5.91 |
|
|
缠玻璃布一层 |
2元/㎡ |
2.2 |
2.22 |
|
刷环氧煤沥青面漆一遍 |
|
5.91 |
2 |
|
5 |
刷环氧煤沥青面漆一遍 |
|
4.73 |
0.74 |
|
6 |
另：固化剂材料费 |
22元/㎏ |
3.87 |
|
|
7 |
稀释剂材料费 |
18元/㎏ |
3.16 |
|
|
|
材料费：44.87 |
人工费：10.66 |
|
|
总 计： 55.53元/㎡ |
（2）RPC冷缠带
涂层厚度≥1.0㎜，检测电压≥10000伏，不含除锈费
|
序号 |
项目名称 |
基价 |
每遍材料费
（元/㎡） |
人工费 |
|
1 |
涂底胶一遍 |
32元/㎡
（含配套底胶） |
35.2
（含搭接10%） |
0.74 |
|
2 |
缠橡塑带一层 |
2.22 |
|
|
|
|
材料费：35.2 |
人工费：2.96 |
|
六、结论
PRC冷缠带是一种新型的管道外防腐层，它综合了多种防腐层的优点：
（1）具有环氧煤沥青防腐层的机械强度高，粘结力大、耐水、耐微生物、耐植物根的优点。
（2）因PRC冷缠带中以合成橡胶和合成塑料为主，使其具有挤出聚乙烯防腐层的韧性和耐老化性能。
（3）缠带施工工艺简便、灵活，具有聚乙烯冷缠带的优点，既可在预制厂加工防腐层，又可以现场防腐施工，但它又优于聚乙烯缠带，因底胶是无溶剂环氧煤沥青，粘度高，厚度大，可以在风沙天气施工，对粘结力无影响。
综上所述，RPC冷缠带施工方法简便易行，厚度均匀，质量稳定，耐水、耐微生物，耐植物根、耐多种化学介质的浸蚀，机械强度高，耐碰撞、修补方便，是一种低成本、高效能的新型防腐层。
作者介绍：张炼，廊坊市东化防腐工程有限公司总经量，高级工程。1943年出生于北京一个普通知识分子家庭，1967年毕业于北京石油学院炼制系，毕后在石油部锦州石油六厂设计室工作，从事炼油装置工艺及防腐设计。1975年调入石油部管道局设计研究字，从事管道防腐研究，是环氧煤沥青管道防腐涂料的研制项目负责人。为促进该项科研成果的推广使用，1984年辞职并创办廊坊市东化防腐技术研究所，现为廊坊市东化防腐工程有有限公司，该公司是科研、生产、销售、服务的联合体。
作者先后获得14项国家专利，长期担任中国腐蚀与防护学会理事，关在各类学术会议和专业杂专上发表论文十余种。
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