直埋蒸汽管道的外套应该保证使内管和保温材料在严格防水的空间内运行,如果外套管损坏(腐蚀、机械损伤、焊接质量等原因造成)地下水渗流进保温层,受到内管高温的蒸发变为水蒸气,将使保温材料的界面温度和外套管的外表温度难以控制,严重时能够造成全线保温和防腐失效,管线报废。因此研究钢套钢蒸汽管道的外套外壁防腐措施是非常重要的。
直埋蒸汽管道的保温材料种类较多,外滑动结构形式一般选用选用复合增水硅酸盐、离心玻璃棉等,内滑动结构内层选用微孔硅酸钙,外层选用聚氨酯材料,各材料性能如下:
离心玻璃棉
项目 单位 指标
容重 kg/m3 48
导热系数 W/m.k 0.050
导热方程 λ=a+bT+cT3
a=2.9071×10-2/b=1.1022×10-4/c=7.6523×10-10
最高使用温度 ℃ 538
吸水率 % ≤2%
渣球含量 % ≤1%
特点 产品无毒、无害、无刺激、无污染、不可燃
硅酸钙 项目 单位 管壳
密度 kg/m3 180-250
导热系数 W/m·k 0.062
抗压强度 Mpa ≥0.5
抗折强度 Mpa 0.2-0.3
使用温度 ℃ 650
特点 产品无毒、无害、无刺激、无污染、不可燃
聚氨酯 项目 单位 管壳
密度 kg/m3 >60
导热系数 W/m·k <0.033
闭孔率 % >88
抗压强度 Mpa >0.3
使用温度 ℃ >140
吸水率 沸水中浸没90分钟体积吸水率<10%
复合憎水硅酸盐 项目 单位 管壳 型材
密度 kg/m3 ≤160 70-110
导热
系数 常温 W/m.k 0.048 0.039-0.055
623K W/m.k ≤0.11 ≤0.11
抗拉强度 Kpa ≥100 ≥100
使用温度 ℃ -40-800 -40-800
特点 产品无毒、无害、无刺激、无污染、不可燃
环氧煤沥青
此涂层于80年代在我国开始应用,十几年内在各种埋地管线中大量应用,由环氧与煤沥青两种主要成份组成,是甲(环氧)乙(固化剂)双组份涂料,它综合了环氧树脂(强度高)与煤沥青(防腐性能好)的优点,具有防腐层性能稳定,使用年限长,耐一定高温(110℃以下),涂层强度高、施工方便、可半机械化或手工生产、涂层造价低廉等特点,适合直埋蒸汽管外套管防腐涂层的要求,但在生产中存在下列问题:固化受温度影响较大,低温(5℃以下)固化慢,北方冬季施工受限制。尤其在现场补口时,该涂层达到固化的时间长,难以得到工期保证。
玻璃钢
采用聚酯、环氧树脂或酚醛树脂作为主要原材料。强度高、硬度高、耐冲击、表面光滑,防腐性能高,可半机械化或手工生产,固化时间较短,但造价较高。
熔结环氧粉末
熔结环氧粉末于20世纪60年代在美国和加拿大普及应用,是采用热固性粉末涂料喷涂一次成膜的生产工艺,其防腐性能极其优越,耐化学腐蚀耐老化性好,与基材粘结强度高,表面光滑,耐磨、耐高温,寿命可超过40年。在美国几乎取代了传统上使用的煤焦油瓷漆,从1992-1995年五年统计数据中看,它的用量占了全