供熱管網防腐保溫處理技術分析

郭瑞寶

（晉中市匯安市政工程有限公司，山西晉中 030600）

0 引言

集中供熱是我國北方地區采取的一種主要供暖方式，集中供暖總量中蒸汽供暖、熱水供暖分別占據15.74%、84.5%。隨著集中供暖率的逐漸提升，集中供暖難題轉化為供暖能效。根據相關研究表明，歐美地區與日本地區的供熱管網效率分別超過96%、97%，而我國集中供暖管網存在較大熱損失問題，供熱管網效率僅為90%左右，防腐保溫面臨不同問題，供熱管網效能受到影響。因此，供熱管網發展中，對于防腐保溫處理技術要給予更多重視，加強防腐保溫技術優化，提升供熱管網供熱效果，降低管網熱損失，滿足人們對于供熱的需求，創造良好室內環境。

1 供熱管網腐蝕類型

1.1 一般腐蝕

一般腐蝕包括水腐蝕、堿腐蝕等，主要是由管網介質引發的腐蝕。水腐蝕是指，供熱管網排水后的殘留水中含有二氧化碳、氧氣、氫氧化鈉等物質，對供熱管網產生電化學腐蝕；氧氣腐蝕是指，供熱管網內溶解氧，將水中的Fe（OH）2氧化成為沉淀物Fe（OH）3，從而引發的管網腐蝕。供熱管網內形成的黑色水膜腐蝕管道，產生點狀凹痕、潰瘍裝凹痕。暖氣鋼管表面會發生氧化反應，與空氣、氧、水進行氧化，從而對鋼管形成氧化堿蝕；碳酸腐蝕指供暖水中的二氧化碳與水結合，形成pH 較低的弱酸性水，與鋼管發生電化學反應后出現腐蝕情況，酸堿腐蝕是麻點腐蝕；氯化鎂會引發電化學腐蝕，該種腐蝕為氯離子腐蝕，氯化鎂具備易溶于水特點，含有氯化鎂的供暖水容易發生電化學反應，出現電化學腐蝕；堿腐蝕是鋼管電化學腐蝕，主要指供暖水中氫氧化鈉濃度超過規定值引發的腐蝕。

1.2 鋼材材質腐蝕

鋼材材質腐蝕有兩種，一種是孔洞狀腐蝕，另一種是面下腐蝕。熱力鋼管在機械應力作用下發生腐蝕，表現為孔洞樣腐蝕，如熱力鋼管表面防護膜在錘擊作用下受到破壞，極易引發孔洞狀腐蝕；面下腐蝕是受到侵蝕介質因素影響后，發生的腐蝕問題，例如，鋼管出現重皮、夾層等質量問題容易引發腐蝕。

1.3 應力腐蝕

供熱鋼管受到的雙重作用，分別是溫度應力作用、腐蝕介質作用，在鋼管保護膜發生腐蝕現象為應力腐蝕。應力腐蝕通過溶解氧溢出方式，介質加熱方式等，轉換為氣體，氣體溶解于水形成酸性介質，致使供熱鋼管保護層受到侵蝕。

2 供熱管網防腐保溫問題

供熱管網防腐保溫是指，在供熱管網外部設置一層防腐保溫層，達到防腐保溫隔熱效果。防腐保溫層施工質量，影響集中供熱效果。施工單位意識到供熱管網防腐保溫層施工重要性，給予該項工作更多重視，提升施工效果。但仍然存在不足，體現在以下兩點中。

（1）保溫層材質。供熱管網防腐保溫施工中，主要管網防腐保溫材料是保溫巖棉。保溫巖棉為軟質材料，使用時容易出現沉降、上薄下厚等問題。供熱管道上部保溫層厚度減小，管道與下部保溫層產生很大空隙，空氣與管壁進行熱量交換是增加供熱管網熱損失的主要原因。保溫巖棉材質是蓬松狀短纖維，由天然巖石、礦物原料制作形成，結構疏松，容易破損[1]。供熱管網鋪設施工結束后，會因風雨沖刷影響管網，同時也會對隔熱層造成破壞，引起保溫層脫落等問題。保溫巖棉本身空隙多、結構疏松，雨水容易滲透到保溫層，與管壁發生氧化反應引發管壁腐蝕，供熱管網變薄，影響管網使用壽命。在防腐保溫技術發展下，聚氨酯發泡保溫材料是一種有機保溫材料，具有良好的保溫隔熱性能，在供熱管網建設中得到廣泛應用。室外架空供暖管道敷設中，將珍珠巖瓦塊加設在保溫管位置。為提升供熱管網防腐保溫效果，保溫層外部位置涂刷玻璃鋼。

（2）保溫層厚度。供熱管網保溫施工中，保溫層厚度不同，熱損失存在差異。保溫層厚度越小、保溫效果越差、供熱損耗越大，無法滿足人們對于供熱的要求。保溫層施工的一次性投入較大，施工單位要充分考慮投資成本，防止出現盲目增加保溫層厚度。在花費更少成本基礎上，增加保溫層厚度，達到更好保溫效果。

3 供熱管網防腐保溫處理技術要點

3.1 防腐施工技術要點

3.1.1 防腐施工準備

供熱管網防腐施工開始前，工作人員要實施防腐涂料進場驗收，防腐涂料附帶質量證明，其中包括防腐涂料主要成分、生產廠家、涂料名稱、油漆材料數據表等，驗收合格后，必須在使用期限內應用防腐涂料[2]。防腐涂料施工中，為避免防腐涂料出現凝結情況，要將環境溫度最低溫度控制在5℃以上，盡量保持13～30℃。涂裝表面溫度相較于露點溫度超出3℃，最高溫度控制50℃以內。

供熱管網防腐施工需要施工機具保障，為實現施工機具正常運行，施工開始前做好檢查、維護、保養工作，確定施工機具不存在任何問題后應用在防腐施工中。檢查維護時發現施工機具存在異常，及時調整、優化，防止影響施工質量。施工機具必須專門工作人員操作，避免操作不當引發施工安全事故。通過施工機具保養，延長使用壽命。工作人員在進行防腐材料涂刷之前，必須按照規定嚴格檢查供熱鋼管表面，待驗收合格后，再著手進行防腐施工[3]。防腐涂料施工禁止在大風、強降水、大霧等惡劣天氣下進行。

3.1.2 表面處理

供熱管網表面處理是否到位，直接影響供熱管網防腐施工質量。施工開始前落實鋼管表面除銹，驗收合格后涂刷防腐材料。鋼結構、碳鋼管道除銹時，應用砂輪機打磨至露出金屬光澤，表面禁止出現附著物，比如，鐵銹、油漆涂層、氧化皮等。完成供熱鋼管表面處理后，使用抹布擦拭干凈，涂刷防腐底漆。為避免金屬外露氧化，影響防腐施工效果，要注意鋼管表面處理至涂刷防腐底漆的時間間隔在4h 以內。

3.1.3 防腐施工

防腐施工正式開始前，總承包方與監理單位驗收鋼管金屬表面，防腐底漆涂刷質量，驗收通過后開始后續施工[4]。施工單位提前完成供熱管網焊口、螺紋等特殊構造位置的保護，焊縫兩側提前預留出100mm，注意焊縫質量檢驗合格后，開展防銹漆涂刷工作。施工人員要在涂刷兩遍以上防銹漆時，要圍繞工程設計要求進行，可采取滾涂等涂刷方式，每一層都要遵循往復原則、交叉原則，禁止出現漏刷情況。先涂刷兩道干膜厚度50μm以上的耐高溫底漆；接著涂刷一層干膜厚度60μm 以上的環氧云鐵中間漆；最后涂刷兩層聚氨酯面漆，干膜厚度超過60μm。完成防腐漆涂刷4h 內禁止淋雨，必要情況下采取有效遮蓋措施，避免影響防腐漆涂刷質量。

施工人員應圍繞防腐漆使用說明，明確不同種類防腐漆的涂刷間隔，完成防腐施工，保證每一層防腐涂料都在干燥透水后進行防腐處理。涂刷施工完成后，要滿足無針孔、無流墜、顏色一致等要求。每一層防腐漆干透后，工作人員用手指按壓防腐漆，不存在指紋后落實下一環節涂刷施工。

3.1.4 防腐檢查與驗收

防腐施工完成后，工作人員要驗收防腐施工質量，驗收合格后開始保溫施工。外觀檢查時，將重點放在是否存在針孔、漏涂、褶皺、剝落、粉化等方面。供熱管網防腐處理檢查時，脫皮、漏刷、返銹、透底、皺皮、外觀涂刷、顏色、刷紋等項目檢查時，采取目測檢查方式，供熱管網不允許出現脫皮、漏刷、返銹、透底、皺皮等情況，外觀涂刷光亮、均勻一致，顏色一致、紋理清晰且順暢。

管道防腐一旦發生漏刷等質量問題，施工人員根據實際情況進行處理。例如，出現漆膜返銹質量問題時，清理供熱鋼管表面存在的雜物，如銹跡、泥土等，直到露出供熱鋼管本身金屬光澤后，涂刷防銹漆、底漆，避免鋼管二次銹蝕；供熱鋼管架空施工后，很容易出現防銹漆漏刷現象，架空鋼管角度、剛度影響防銹漆涂刷工作的順利實施[5]。因此，防銹漆涂刷要在供熱鋼管安裝前實施，涂刷完成后檢查質量，從而避免漏刷等質量問題發生；防銹漆涂刷過厚、環境溫度過高，是引發流墜質量問題的主要原因，施工單位在溫度15～20℃、相對濕度在50%～70%的環境中開展涂刷施工。注意防腐漆的涂刷滾毛長短適用，單次蘸取防腐漆適量，涂刷厚度控制合理范圍內；供熱鋼管表面的水分是引發漆膜起泡質量問題的關鍵，涂刷施工前用干抹布擦干凈鋼管表面水分，單詞防腐漆涂刷厚度適中。

3.2 保溫施工技術要點

3.2.1 保溫施工準備

供熱管網保溫施工之前，保證管道系統壓力試運行驗收合格。防腐施工完成后，工作人員進行驗收，驗收通過后，管道支架安裝到位，有關儀表附件、閥門等，都要安裝完成，并且監理部門驗收合格。無論是管道支架安裝施工，儀表附件、閥門安裝施工，都要按照流程、規定進行，提升安裝有效性、合理性，防止安裝不當影響后續施工。監理部門驗收時，遵循全面性、公平性原則，保證驗收到位。驗收時如果發現問題，聯系負責人處理，防止問題影響范圍擴大。

3.2.2 確定保溫層厚度

供熱管網的保溫層厚度不同，保溫性能也存在差異。保溫施工中利用相同的保溫厚度要求，增加整體供熱管網成本與供熱管網施工成本。施工人員將位置要求、溫度要求、管徑要求作為確定保溫層厚度、制定技術方案的重要參考依據。結合這一思路，根據集中供熱管線、溫度、保溫層材料成本、聚氨酯保溫材料性能，確定不同管徑下的保溫層厚度。例如，DN80 管徑的介質溫度、外表面溫度、熱流密度、保溫層厚度分別是50℃、7℃、186.4W·m-2、50mm，或者DN80 管徑的介質溫度、外表面溫度、熱流密度、保溫層厚度分別是40℃、6℃、181.3W·m-2、50mm；DN100 管徑的介質溫度、外表面溫度、熱流密度、保溫層厚度分別是50℃、7℃、209.4W·m-2、50mm，或者DN100 管徑的介質溫度、外表面溫度、熱流密度、保溫層厚度分別是40℃、6℃、198.5W·m-2、50mm；DN150 管徑的介質溫度、外表面溫度、熱流密度、保溫層厚度分別是50℃、7℃、224.6W·m-2、60mm，或者DN150 管徑的介質溫度、外表面溫度、熱流密度、保溫層厚度分別是40℃、6℃、206.5W·m-2、50mm；DN250 管徑的介質溫度、外表面溫度、熱流密度、保溫層厚度分別是50℃、7℃、259.7W·m-2、70mm，或者DN250 管徑的介質溫度、外表面溫度、熱流密度、保溫層厚度分別是40℃、6℃、229.3W·m-2、60mm。通過上述分析確定，DN80與DN100 供熱鋼管，可以選用厚度為50mm 的保溫材料；管徑超過DN150 時，保溫材料厚度為60mm 或70mm；DN150 鋼管保溫層厚度確定為50mm 或者60mm。工作人員根據介質溫度，確定保溫層厚度。

3.2.3 保溫層施工

聚氨酯發泡保溫材料屬于硬質材料，保溫層施工中可以直接對接卡在供熱管網上，將以往保溫巖面需裁剪后應用在保溫施工中的不足彌補。施工人員在保溫材料選用中，要圍繞管徑展開，用于捆綁的材料，可以使用16#～18# 鍍鋅鐵絲，鐵絲間距控制在400mm內。材料捆扎完成后及時驗收，禁止出現遺漏、松散情況，通過裁剪方式，確保供熱管線保護層厚度與周長相同。水平向供熱管網保溫層，可以在坡向搭接位置設置環向接縫；垂直向保護層敷設，采取自上而下逐段施工方式。將下段保溫層搭縫插入上段保溫層，防止雨水滲入保溫層；自攻螺絲釘固定方式或抽芯鉚固定方式固定保溫層外殼的接縫。固定間距保持200mm 內，每一道接縫固定螺絲、抽芯鉚，至少設置4 個。

3.2.4 保溫層驗收

完成保溫層施工后，施工人員要對比分析供熱管網試運行供熱數據、保溫層施工數據，如果保溫層施工后，出現較大熱損失情況，工作人員圍繞供熱數據完成逐段分析，將管網回流問題、換熱問題排除后，確定保溫層存在的質量問題，并進行調整、優化，滿足用戶的供熱需求。

4 結語

綜上所述，供熱管網施工中，施工人員要掌握防腐施工技術要點、保溫施工技術要點，按照流程、要求，規范施工行為，保證防腐保溫施工質量。此外，根據施工實際情況，選擇防腐保溫材料、確定保溫層厚度與施工環境溫度。未來加大對防腐保溫技術的研究力度，研發更多先進防腐保溫施工技術，應用在供熱管網施工中，提升施工質量。