防锈、防腐蚀和绝热工程实践指南

1.除锈和刷油

为了防止工业大气、水及土壤对金属的腐蚀，设备、管道及附属钢结构外部涂层是防腐蚀的重要措施。

（1）除锈（表面处理）。钢材置于室外或露天条件下容易生锈，不但影响外观质量，还会影响喷漆、防腐等工艺的正常进行，尤其对于涂层，会直接导致涂层的破坏、剥落和脱层。未处理表面的原有铁锈及杂质的污染，如油脂、水垢、灰尘等都会直接影响防腐层与基体表面的黏合和附着。因此，在设备施工前，必须十分重视表面处理。

1）钢材表面原始锈蚀分级。钢材表面原始锈蚀分为A、B、C、D四级。

A级——全面覆盖着氧化皮而几乎没有铁锈的钢材表面。

B级——已发生锈蚀，且部分氧化皮已经剥落的钢材表面。

C级——氧化皮已因锈蚀而剥落或者可以刮除，且有少量点蚀的钢材表面。

D级——氧化皮已因锈蚀而全面剥离，且已普遍发生点蚀的钢材表面。

2）钢材表面除锈质量等级。钢材表面除锈质量等级见表3-1。

表3-1 钢材表面除绣质量等级

3）金属表面处理方法。钢材的表面处理方法主要有手工方法、机械方法、化学方法及火焰除锈方法四种。目前，常用机械方法中的喷砂处理。

①手工方法。手工除锈是一种最简单的方法，主要使用刮刀、砂布、钢丝刷、锤、凿等手工工具，进行手工打磨、刷、铲、敲击等操作，从而除去锈垢，然后再用有机溶剂如汽油、丙酮、苯等，将浮锈和油污洗净。适用于一些较小的物件表面及没有条件用机械方法进行表面处理的设备表面处理。

②机械方法。机械除锈是利用机械产生的冲击、摩擦作用对工件表面除锈的一种方法，适用于大型金属表面的处理。机械除锈方法的分类见表3-2。

表3-2 机械除锈方法的分类

（续）

③化学方法（也称酸洗法）。化学除锈就是把金属制件在酸液中进行浸蚀加工，以除掉金属表面的氧化物及油垢等。主要适用于对表面处理要求不高、形状复杂的零部件及在无喷砂设备条件的除锈场合。

④火焰除锈。火焰除锈的主要工艺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（漆膜）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，也不能用在退火钢和可淬硬钢除锈工程。

（2）刷油（涂覆）。刷油是安装工程施工中的一项重要工程内容，设备、管道及附属钢结构经除锈（表面处理）后，即可在其表面刷油（涂覆）。

1）涂覆方法。涂覆方法主要有以下几种：

①涂刷法、滚涂法是最常用的手工涂漆方法。这些方法可用简单工具进行施工，但施工质量在很大程度上取决于操作者的熟练程度，工效较低。

②喷涂法。喷涂法是用喷枪将涂料喷成雾状液，在被涂物面上分散沉积的一种涂覆法。它的优点是工效高，施工简易，涂膜分散均匀，平整光滑。但涂料的利用率低，施工中必须采取良好的通风和安全预防措施。喷涂法可分为高压无空气喷涂法和静电喷涂法。

③浸涂法。浸涂法是将被涂工件全部浸没在盛漆的容器里，经过一定时间，将被涂工件从容器里取出，让表面多余的漆液自然滴落，干燥成膜。这种方法适用于小型零件和工件内、外表面的涂覆。它的优点是设备简单、生产效率高、操作简便；缺点是不适用于干燥快的涂料，因易产生不均匀的漆膜表面。

④电泳涂装法。电泳涂装是利用外加电场使悬浮于电泳液中的颜料和树脂等微粒定向迁移并沉积于电极之一的工件表面的涂装方法。

电泳涂装按沉积性能可分为阳极电泳（工件是阳极，涂料是阴离子型）和阴极电泳（工件是阴极，涂料是阳离子型），按电源可分为直流电泳和交流电泳，按工艺方法可分为定电压法和定电流法。目前在工业上较为广泛采用的是直流电源定电压法的阳极电泳。

电泳漆膜的性能明显优于其他涂层，其优点有：

a.采用水溶性涂料，节省了大量有机溶剂，大大降低了大气污染和环境危害，安全卫生，同时避免了火灾的隐患。

b.涂装效率高，涂料损失小，涂料的利用率可达90%～95%。

c.涂膜厚度均匀，附着力强，涂装质量好，工件各个部位如内层、凹陷、焊缝等处都能获得均匀、平滑的漆膜，解决了其他涂装方法对复杂形状工件的涂装难题。

d.生产效率高，施工可实现自动化连续生产，大大提高了劳动效率。

电泳漆膜有如下缺点：其设备复杂，投资费用高，耗电量大，施工条件严格，并需进行废水处理。

2）常用涂料的涂覆方法。常用涂料的涂覆方法见表3-3。

表3-3 常用涂料的涂覆方法

2.衬里

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，大多数是在钢铁或混凝土设备上衬高分子材料、非金属材料，对于温度、压力较高的场合可以衬耐腐蚀金属材料。

（1）玻璃钢衬里。

1）玻璃钢衬里的构成。一般玻璃钢衬里层是由底层、腻子层、增强层、面层四部分构成的。

①底层。底层是在设备表面处理后，为了防止返锈而涂覆的涂层，当玻璃钢衬里比较薄时，底层涂料应考虑选用有防锈性能的底漆；当玻璃钢衬里较厚时，底层涂料主要考虑提高黏合强度。底层涂料必须不与基体发生作用，否则会失去黏合力。

②腻子层。腻子层填补基体表面不平的地方，通过腻子的找平，提高纤维制品的铺覆性能。腻子层所用的树脂基本上与底层相同，只是填料多加些，使之成为胶泥状的物料。

③增强层。增强层主要起增强作用，使衬里层构成一个整体。为了提高抗渗性，每一层玻璃纤维都要被树脂所浸润，并有足够的树脂含量。

④面层。面层主要是高树脂层。由于它直接与腐蚀介质接触，故要求有良好的致密性且抗渗性能高，并对环境有足够的耐蚀、耐磨能力。

2）玻璃钢衬里的施工工序。

玻璃钢衬里工程常用的施工方法为手工糊衬法，其中有分层间断贴衬和多层连续贴衬两种糊衬方法。

其工序为：除锈→涂刷第一层底漆→刮腻子涂刷第二层底漆→刷胶料贴衬布→检查修整→刷胶料贴第二层衬布→检查修整（依此类推至要求层次数）→刷面漆两层→养护→加热固化→质量检查。

在上述工序中必须注意，加热固化不能采用明火方式，可采用间接蒸汽加热或其他加热形式。对于有些聚酯玻璃钢，采用常温固化即可。

分层间断贴衬与多层连续贴衬方法的工序基本相同，不同的是：前者涂刷底漆后待干燥至不黏手后进行下道工序，每贴上一层玻璃纤维衬布后都要自然干燥12～24h再进行下一道工序；后者则不待上一层固化就进行下一层贴衬，此方法工作效率显然比前者高，但质量不易保证。

（2）橡胶衬里。热硫化橡胶板衬里施工一般采用手工黏合。

1）设备表面处理。金属表面不应有油污、杂质。一般采用喷砂除锈为宜，也有的采用酸洗处理。对铸铁件，在喷砂前应用蒸汽或其他方法加热，除去铸件气孔中的空气及油垢等杂质。

2）胶浆的调制。胶浆调制时，先将胶料剪成小块放入部分汽油进行调胶，调制时应搅拌均匀，使其成糊状，再按配比加入汽油，配成浓度为1∶4～1∶10的胶浆。

3）涂刷胶浆。一般施工温度不低于15℃，但也不宜超过35℃。设备与橡胶板一般至少要涂刷三层胶浆。每层所用的胶浆浓度不同，第一层较稀，第二层较浓，第三层更浓一些。每次涂刷后的干燥时间一般为10～30min。

4）硫化。硫化是生胶与硫黄发生物理化学变化的过程。硫化后的橡胶具有良好的弹性、硬度、耐磨性及耐腐蚀性能。软橡胶含硫量少，它与金属的黏结力比硬橡胶和半硬橡胶差。

硫化的方法有间接硫化（硫化釜内硫化）、直接本体硫化（衬橡胶设备本体硫化）和常压硫化三种。

（3）衬铅和搪铅衬里。衬铅和搪铅是两种覆盖铅的方法。

将铅板用压板、螺栓、搪钉固定在设备或被衬物件表面上，再用铅焊条将铅板之间焊接起来，形成一层将设备与介质隔离开的防腐层，称为衬铅。一般采用搪钉固定法、螺栓固定法和压板条固定法。

采用氢-氧焰将铅条熔融后贴覆在被衬的物件或设备表面上，形成具有一定厚度的密实的铅层，这种防腐做法称为搪铅。

（4）砖、板衬里。它是将砖、板块材用具有一定黏结性和耐蚀性能的胶泥砌衬在金属或非金属设备、管道内壁表面达到防腐蚀作用的一种防腐手段，称为砖、板衬里工程。(www.xing528.com)

在施工时应注意以下几点：

1）原材料的规格质量要求。

2）根据具体情况正确地选择配方，胶泥最佳配方应通过必要的试验来确定。

3）制订合理的施工方法。

4）热处理及酸化处理等问题。

（5）软聚氯乙烯板衬里。首先根据需衬里的部位，对软板剪裁下料，尽量减少焊缝，形状复杂的衬里应制作样板，按样板下料。软板接缝应采用热风枪本体熔融加压焊接法，不宜采用烙铁烫焊法和焊条焊接法，搭接宽度为20～25mm。必要时，软板表面应用酒精进行脱脂处理。焊接时，应用分段预热法将焊道预热到发软，立即进行焊接。

3.喷镀（涂）

金属喷涂是用熔融金属的高速粒子流喷在基体表面上以产生覆层的材料保护技术。金属喷涂是解决防腐蚀和机械磨损修补的工艺，采用金属丝或金属粉末材料，为此，又称金属丝喷涂法和金属末喷涂法。

应用最多的金属材料是锌、铝和铝锌合金，主要用以保护钢铁材质的大型结构件。

金属喷涂的方法有燃烧法和电加热法，均以压缩空气作为雾化气将熔化的金属喷射到被镀物件表面。

金属喷涂的施工工序为：除锈→试喷→喷镀第一层→喷镀第二层→镀层检查处理→镀层后处理。

喷涂设备及工具有：空气压缩机、乙炔发生器（乙炔气瓶）、氧化瓶、空气冷却器、油水分离器、储气罐、喷枪。

4.绝热工程

绝热工程是指在生产过程中，为了保持正常生产的温度范围，减少热载体（如过热蒸汽、饱和水蒸气、热水和烟气等）和冷载体（如液氨、液氮、冷冻盐水和低温水等）在输送、贮存和使用过程中热量和冷量的散失浪费，降低能源消耗和产品成本，对设备和管道所采取的保温和保冷措施。绝热工程按用途可以分为保温、加热保温和保冷三种。

（1）绝热目的。绝热的目的是减少热损失，节约热量；改善劳动条件，保证操作人员安全；防止设备和管道内液体冻结；防止设备或管道外表面结露；减少介质在输送过程中的温度下降；防止发生火灾；提高耐火绝缘等级；防止蒸发损失。

（2）常用绝热材料。绝热材料应选择导热系数小、无腐蚀性、耐热、持久、性能稳定、重量轻、有足够强度、吸湿性小、易于施工成型的材料。

绝热材料的种类很多，比较常用的有岩棉、玻璃棉、矿渣棉、石棉、硅藻土、膨胀珍珠岩、聚氨酯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料、泡沫玻璃等。

（3）绝热结构。

1）绝热结构的基本要求。绝热结构直接关系到绝热效果、投资费用、使用年限及外表面的整齐美观等问题。因此，对绝热结构的要求如下：

①保证热损失不超过标准热损失。当被绝热物体及内部介质温度固定时，它的热损失主要取决于绝热材料的导热系数，导热系数越小，绝热层就越薄，反之，绝热层就越厚。在标准热损失的范围内，绝热层越薄越好。

②用于保温层的绝热材料，在平均温度低于350℃时，导热系数不得大于0.12W/（m·K）；而保冷材料及其制品，在平均温度低于27℃时，导热系数不得大于0.064W/（m·K）。

③为保证绝热结构绝热性能好，而且重量轻，对绝热材料的密度有一定要求。用于保温的绝热材料及其制品，其密度不得大于400kg/m³；用于保冷的绝热材料及其制品，其密度不得大于220kg/m³。

④绝热结构应有足够的机械强度。绝热结构必须保证在自重的作用下或偶尔受到外力冲击时不致脱落。

⑤要有良好的保护层。无论采用哪种绝热结构、敷设在哪里，都必须要有良好的保护层，使外部的水蒸气、雨水及潮湿泥土中的水分都不能进入绝热材料内。

⑥绝热结构不能使管道和设备受到腐蚀，腐蚀性物质在绝热材料中的含量应尽量减少。

⑦绝热结构要简单，尽量减少材料消耗量，在满足要求条件下越简单越好。同时还要减少绝热材料和辅助材料的消耗量，更要减少金属材料的消耗量。

⑧绝热结构所需要的材料应就地取材、价格便宜。为了降低投资，在满足保温要求的前提下，尽量就地取材选用廉价的绝热材料。

⑨绝热结构设计时，要考虑绝热材料所产生的应力不能传到管道或设备上。由于管道和设备与绝热结构的热膨胀系数不同，将产生不同的伸长量，如果在结构上处理不好，就会影响管道或设备的自由伸缩，或使绝热结构所产生的应力作用在管道或设备上。尤其是间歇运行系统，温差变化较大，在考虑绝热结构时必须注意。

⑩绝热结构应当施工简便，维护检修方便。

决定绝热结构时要考虑管道或设备的振动情况。在管道弯曲部分，方形伸缩器及管道与泵或其他转动设备连接时，由于管道伸缩及泵或设备产生振动，传到管道上，绝热结构如果不牢固，时间一长就会产生裂缝以致脱落。在这种情况下，最好采用毡衬或绳状材料。

绝热结构外表面应整齐美观。绝热结构外表面应当整洁光滑，尤其是布置在室内的管道，应当与周围的环境协调起来，不应影响室内美观。

2）保护层。保护层的作用如下：

①延长绝热结构的使用寿命。不论绝热材料质量多好，强度多高，都有可能在内力或外力作用下遭到破坏，为了避免破坏和延长使用寿命，在绝热层的外面做保护层是十分必要的。

②防止雨水及潮湿空气的侵蚀。敷设在室外的架空管道或敷设在高湿度环境的室内管道，保温层都会遭到雨淋或受潮。绝热材料吸收水分之后，会降低绝热性能，为此须做保护层来防护。

③使用保护层可以使保温外表面平整、美观。

④便于涂刷各种色漆。为了识别管道、设备内部介质的种类，往往在外表面涂刷各种色漆。做了保护层以后，能便于涂刷各种色漆。

⑤对于保冷的管道，其外表面必须设置防潮层，以防止大气中的水蒸气凝结于保冷层外表面上，并渗入保冷层内部而产生凝结水或结冰现象，致使保冷材料的导热系数增大，保冷结构开裂，并加剧金属壁面的腐蚀。对于埋地管道的保温结构，也应设防潮层。

（4）绝热施工。

1）绝热层施工。绝热层施工见表3-4。

表3-4 绝热层施工

2）防潮层施工。防潮层过去常用沥青油毡和麻刀石灰泥为主要材料制作，但是沥青油毡过分卷折时会断裂，且施工作业条件较差，仅适用于大直径和平面防潮层。现在工程上用作防潮层的材料主要有两种：一种是以玻璃丝布做胎料，两面涂刷沥青玛蹄脂制作；另一种是以聚氯乙烯塑料薄膜制作。

①阻燃性沥青玛蹄脂玻璃布做防潮隔气层时，是在绝热层外面涂抹一层2～3mm厚的阻燃性沥青玛蹄脂，接着缠绕一层玻璃布或涂塑窗纱布，然后再涂抹一层2～3mm厚阻燃性沥青玛蹄脂形成。此法适用于在硬质预制块做的绝热层或涂抹的绝热层上面使用。

②塑料薄膜做防潮隔气层时，是在保冷层外表面缠绕1～2层聚乙烯或聚氯乙烯薄膜，注意搭接缝宽度应在100mm左右，一边缠一边用热沥青玛蹄脂或专用胶粘剂粘结。这种防潮层适用于纤维质绝热层面上。

3）保护层施工。绝热结构外层必须设置保护层，以阻挡环境和外力对绝热材料的影响，延长绝热结构的寿命。保护层应使绝热结构外表整齐、美观，保护层结构应严密和牢固，在环境变化和振动情况下不渗雨、不裂纹、不散缝、不坠落。

用作保护层的材料很多，工程上常用的有塑料薄膜和玻璃丝布、石棉石膏或石棉水泥、金属薄板等。

①塑料薄膜或玻璃丝布保护层。它是直接将塑料薄膜或玻璃丝布缠绕在防潮层上面制成的。缠绕压接宽度为带宽的1/3～1/2，接头搭接长度为80～100mm，起点和终点用镀锌铁丝绑扎且不少于两圈。缠包面应平整无皱纹，松紧适度。

这种保护层适于在纤维制的绝热层上面使用。保护层外面再结合识别标志和环境条件涂刷不同油漆涂料的防腐层。

②石棉石膏或石棉水泥保护层。它是将石棉石膏或石棉加水调制成胶泥状，直接涂抹在防潮层上而形成的。保护层的厚度：管径DN≤500mm时，厚度δ=10mm；管径DN＞500mm时，厚度δ=15mm。厚度应符合设计尺寸，表面光滑无裂纹，干燥后可直接涂刷识别标志油漆。

这种保护层适用于硬质材料的绝热层上面或要求防火的管道上。

③金属薄板保护层。它是用镀锌薄钢板、铝合金薄板、铝箔玻璃钢薄板等按防潮层的外形加工成型，然后固定连接在管道或设备上而成的。

a.保护层的厚度：对镀锌薄钢板，管径DN≤100mm时，厚度δ=0.3～0.35mm；管径DN＞100mm时，厚度δ=0.35～0.5mm；设备和平壁，厚度δ=0.5～0.7mm。对铝合金薄板，管径DN≤100mm时，厚度δ=0.4～0.5mm；管径DN＞100mm时，厚度δ=0.5～0.8mm；设备和平壁，厚度δ=0.8～1.0mm。对铝箔玻璃钢薄板，管径DN≤100mm时，厚度δ=0.3mm；管径DN＞100mm时，厚度δ=0.5mm；设备和平壁，厚度δ=0.5～0.8mm。

b.金属保护层的接缝形式可根据具体情况选用搭接、插接或咬接形式。

c.硬质绝热制品金属保护层纵缝，在不损坏里面制品及防潮层的前提下可进行咬接。半硬质或软质绝热制品的金属保护层纵缝可用插接或搭接。插接缝可用自攻螺钉或抽芯铆钉连接，而搭接缝只能用抽芯铆钉连接，钉的间距为200mm。

d.金属保护层的环缝，可采用搭接或插接（重叠宽度为30～50mm）。搭接或插接的环缝上，水平管道一般不使用螺钉或铆钉固定（立式保护层有防坠落要求者除外）。

e.保冷结构的金属保护层接缝宜用咬合或钢带捆扎结构。

f.铝箔玻璃钢薄板保护层的纵缝，不得使用自攻螺钉固定。可同时用带垫片抽芯铆钉（间距不大于150mm）和玻璃钢打包带捆扎（间距不大于500mm，且每块板上至少捆二道）进行固定。保冷结构的保护层不得使用铆钉进行固定。

g.金属保护层应有整体防（雨）水功能。对水易渗进绝热层的部位应用玛蹄脂或胶泥严缝。