文档内容
第1篇 机电工程技术 建造师小超人
4.5 防腐蚀工程施工技术
知识框架
知识锦囊
4.5.1 防腐蚀措施和施工方法
1.材料腐蚀
材料腐蚀是指材料受其周围环境介质的化学、电化学和物理作用下引起失效破坏 的现象。
2.金属腐蚀的分类和特点
1）按腐蚀的破坏形式分类
按腐蚀的破坏形式可以分为全面腐蚀、局部腐蚀。
（1）全面腐蚀是指腐蚀发生在金属材料整个表面，其结果是导致整个金属材料减薄。全面腐蚀又
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可分为均匀腐蚀和不均匀腐蚀。全面腐蚀的特点如下：
①金属材料各部位腐蚀速率接近。
②金属表面比较均匀地减薄，无明显的腐蚀形态差别。
③金属表面允许均有一定程度的不均匀性。
（2）局部腐蚀是指腐蚀破坏集中发生在金属材料表面的特定局部位置，而其他大部分区域腐蚀十
分轻微，甚至未发生腐蚀。
局部腐蚀又可分为点蚀（孔蚀）、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀。局部腐蚀的特
点如下：
①腐蚀发生在金属的某一特定部位。
②阳极区与阴极区可以截然分开。
③次生产物可在阴极和阳极交界的第三点形成。
2）按腐蚀的机理分类
按腐蚀的机理可以分为化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀。
（1）化学腐蚀是指金属与环境介质直接发生化学反应而使金属性能降低、本质变坏的过程。如金
属在热处理过程中造成高温氧化腐蚀的现象，其特点是腐蚀过程中只是发生单纯的化学反应，无
电流产生，腐蚀产物直接覆盖在发生腐蚀的地方。
（2）电化学腐蚀是指金属与环境介质发生电化学作用而引起的金属腐蚀，其特点是有电流产生。
（3）物理腐蚀是指金属由于单纯的物理溶解作用所引起的破坏。在液态金属中可发生物理腐蚀。
例如：用来盛放熔融锌的钢容器，由于铁被液态锌所溶解而损坏。
3.金属材料的防腐蚀方法
防腐蚀的方法主要有：介质处理、覆盖层、电化学保护、添加缓蚀剂。
防腐蚀措施 分类 应用
介质处理 锅炉给水的除氧；脱出原油中水及其他腐蚀性成分。
覆盖层 涂料涂层 常用于设备及架空管道
金属涂层 常用于设备或储罐的外壁防腐
衬里 衬耐蚀金属：温度、压力较高的场合，可衬耐蚀金属，
如不锈钢、钛、铜、铝等
非金属衬里方法：管道防腐层用于土壤、淡水、海水
等腐蚀性较强环境中的钢质管道
电化学保护 阳极保护 硫酸设备等化工设备
阴极保护 埋地钢质管道、管网以及储罐
添加缓蚀剂 加入乌洛托品等缓蚀剂可减轻炼油装置的腐蚀
4.防腐蚀施工方法
1）表面处理
表面处理的质量等级包括两个方面，即除锈等级及表面粗糙度。
（1）钢材表面锈蚀程度
钢材表面的锈蚀程度分别以A 、B 、C 和D 四个锈蚀等级表示。
①A——大面积覆盖着氧化皮而几乎没有铁锈的钢材表面。
②B——已发生锈蚀，并且氧化皮已开始剥落的钢材表面。
③C——氧化皮已因锈蚀而剥落，或者可以刮除，并且在正常视力观察下可见轻微点蚀的钢材表
面。
④D——氧化皮已因锈蚀而剥落，并且在正常视力观察下可见普遍发生点蚀的钢材表面。
（2）表面除锈处理方法
① 表面处理方法有化学除锈、动力除锈、喷（抛）射除锈、火焰除锈等。
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② 化学除锈包括：酸洗除锈、碱洗除锈，除锈方法包括浸泡、喷淋等。
③ 动力除锈包括手动和动力工具两种。手动工具包括钢丝刷、粗砂纸、铲刀、刮刀或类似的手
工工具。动力工具包括旋转钢丝刷、电动砂轮或除锈机等。
④ 喷（抛）射除锈包括：干喷射、湿喷射、喷砂、喷丸、喷粒、高压水等。
（5）工具除锈技术要点
③工具处理的质量等级分为St2级 、St3级。
（6）喷射除锈技术要点
① 应根据金属的钢号、种类、锈蚀程度、涂料的类型、除锈方法以及涂装所要 求的表面粗糙度
选择磨料。常用的磨料有铸钢丸、铸铁丸、铸钢砂、铸铁砂及钢丝段等 。
② 敞开式干喷射是用压缩空气通过喷射清洁干燥的磨料进行除锈，所用的压缩空气应是无油、
干燥的，且金属表面的温度应高于露点以上3℃。
⑤湿喷射是采用压缩空气通过喷嘴喷射掺水的非金属磨料，喷射用水中应掺入足量的缓蚀剂，否
则喷射后应采用淡水冲洗，并做防锈处理。
⑥喷射处理的质量等级分为Sa1级、Sa2级、Sa2.5级、Sa3级。
（7）酸洗除锈技术要点
①酸洗处理前，金属表面采用工具或喷射除锈除掉表面上大部分氧化皮、锈和旧涂层，以缩短酸
洗除锈时间。
②将金属表面浸入常温酸洗液中，直至氧化皮和锈全部除掉。酸洗液中应加入足够缓蚀剂，以减
少对金属的腐蚀。金属表面达到要求后，用淡水充分冲洗干净。然后分别浸入磷化液和钝化液进
行磷化和钝化处理。酸洗液中溶入铁的含量不超过10%。
③酸洗后的金属表面应用干净的高压空气吹干水分，且不应码垛堆放。
2）涂料涂层防腐施工方法
（1）刷涂法
刷涂法是一种最简单的手工涂装方法。采用刷涂法施工的主要优点：漆膜渗透性强，
可以深入到细孔、缝隙中；工具简单，投资少，操作容易，适应性强；
对工件形状要求不严，节省涂料等。缺点：该施工方法劳动强度大，生产效率低，
涂膜易产生刷痕，外观欠佳。因此，刷涂法常用于小面积涂装。
（2）滚涂法
滚涂法是先将滚子（空心圆柱形，表层粘有纤维）在涂料中湿润，
再将涂料滚涂到所需的表面。滚涂法适用于较大面积工件的涂装，
较刷涂法效率高。
（3）空气喷涂法
②空气喷涂法是应用最广泛的一种涂装方法，几乎可适用于一切涂料品种，
该方法的最大优点：可获得厚薄均匀、光滑平整的涂层。缺点：涂料利用率较低，
对空气的污染也较严重。
（4）高压无气喷涂法
②高压无气喷涂法优点：克服了一般空气喷涂时，
发生涂料回弹和大量漆雾飞扬的现象，不仅节省了漆料，
而且减少了污染，改善了劳动条件；
工作效率较一般空气喷涂提高了数倍至十几倍；涂膜质量较好，
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适宜于大面积的物体涂装。
3）金属涂层防腐施工方法
（1）金属热喷涂类型
根据热源的不同，一般将金属热喷涂分为燃烧法和电加热法两大类。
（2）金属热喷涂工艺
金属热喷涂工艺包括基体表面预处理、热喷涂、后处理、精加工等过程。
（3）金属热喷涂用材
金属热喷涂采用的金属材料多是锌、锌铝合金、铝和铝镁合金，分为金属丝和金属粉末两种形式。
（4）金属热喷涂设备
但其设备都主要由喷枪、热源、涂层材料供给装置以及控制系统和冷却系统组成。
4）衬里防腐施工方法
（1）块材衬里
块材衬里施工采用胶泥衬砌法。常用胶泥主要有水玻璃胶泥和树脂胶泥。
（2）纤维增强塑料衬里
纤维增强塑料衬里是指以树脂为胶粘剂、以纤维及其织物为增强材料铺贴或喷射而形成的设备、
管道衬里层。
①铺贴法。可连续施工或间断施工。其中，纤维增强酚醛树脂衬里应采用间断法施工。纤维增强
材料的涂胶可以采用刷涂法，也可采用浸揉法处理。
②喷射法。首先在处理后的基体表面均匀喷涂封底胶料，
再将增强纤维无捻粗纱 切成小段，与树脂一起喷到基体表面，
喷射后采用辊子将沉积物压实。
（3）橡胶衬里
橡胶衬里施工是采用粘贴法，把加工好的整块橡胶板利用胶粘剂粘贴在金属表面上，接口以搭边
方式粘合。橡胶衬里包括加热硫化橡胶衬里、
自然硫化橡胶衬里和预硫化橡胶衬里。
（4）塑料衬里
塑料衬里是采用塑料板材或管材，以焊接、粘贴等方法衬砌在设备或管道的内表面。常用塑料衬
里工程包括软聚氯乙烯板衬里设备、氟塑料衬里设备和塑料衬里管道。
（5）铅衬里
铅衬里的方法分为衬铅与搪铅两种。铅衬里适用于常压或压力不高、温度较低和静载荷作用下工
作的设备；真空操作的设备、受振动和有冲击的设备不宜采用。例如：铅衬里常用在制作输送硫
酸的泵、管道和阀等设施的衬里上。
（6）氯丁乳胶水泥砂浆衬里
氯丁乳胶水泥砂浆衬里采用整体面层涂覆的方式。输水钢管通过离心机或管道喷涂机在钢管内壁
形成水泥涂层，主要是延长给水管道的使用寿命，保护水质，提高管道输水能力。考虑到设备、
管道内部空间狭窄，只适用于内部结构简单的设备、管道。设备、管道内部结构复杂的，施工困
难、质量难以保证的，不宜选用水泥砂浆衬里。
5）阴极保护施工方法
（1）强制电流阴极保护系统
①强制电流阴极保护系统由4部分组成：电源设备、辅助阳极、被保护管道与附属设施。电源设
备可选用整流器、恒电位仪、太阳能电池、CCVT电源系统、热电发生器等设备，国内恒电位仪应
用广泛。常用辅助阳极材料有高硅铸铁阳极、石墨阳极、钢铁阳极、导电聚合物阳极和金属氧化
物阳极等。
② 施工方法：电源设备的机壳应接地。阳极四周宜填充焦炭、石墨等填充料。被保护的设备、
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管道与电缆的连接宜采用铝热焊或铜焊。
（2）牺牲阳极阴极保护系统
① 牺牲阳极阴极保护系统由3部分组成：牺牲阳极、被保护管道与附属设施。常用牺牲阳极材
料包括：镁及镁合金阳极、锌及锌合金阳极、铝合金阳极和镁锌复合式阳极，其中铝合金阳极主
要用于海洋环境中管道或设备的牺牲阳极保护。
② 施工方法：为了降低牺牲阳极的消耗率，提高阳极的电流效率，需在牺牲阳极周围填充填包
料。牺牲阳极的填包料由石膏粉、膨润土、工业硫酸钠组成，其质量百分比为75：20：5。
4.5.2 设备及管道防腐蚀施工技术
1.防腐蚀施工的基本要求
（1）施工环境温度宜为10～30℃，相对湿度不宜大于85%，或被涂覆的基体表面温度应比露点
温度高3℃。
（2）防腐蚀涂层全部涂装结束后，应按照规定的时间养护后方可交付使用。
（3）基体表面处理等级符合要求。基体表面的凹凸不平、焊接波纹和非圆弧拐角处，应采用耐腐
蚀树脂配制的腻子进行修补。腻子干透后，应打磨平整，并应擦拭干净，再进行底涂层施工。
（6）氟涂料、富锌涂料宜采用喷涂法施工。
2.地上设备及管道涂层施工
（1）底漆宜在焊接施工前进行涂装，但应将焊道两侧各50mm宽留出，如图所示。焊道底漆应
在焊接施工（包括热处理和焊道检验等）完毕、系统试验合格，并办理工序交接后进行。
（2）中间漆、面漆涂装宜在焊接施工（包括热处理和焊道检验等）完毕、系统试验合格并办理工
序交接后进行，也可在焊接施工前进行涂装，但应将焊道留出，待试验合格后按要求进行涂装。
3）防腐蚀涂料质量证明文件应包括合格证、质量检验报告和产品技术文件。
（4）需涂装的钢材表面应进行表面处理。表面处理前，应先对钢材表面的锈蚀等级进行判断；表
面处理后应对钢材表面的除锈等级进行评定。
（5）涂漆前应对标识、焊接坡口、螺纹等特殊部位加以保护。
（6）除产品技术文件规定外，前一道漆膜表干后，方可涂下一道漆。
（7）涂层的施工可采用刷涂法、滚涂法、空气喷涂法和高压无气喷涂法。
（8）刷涂：主要以腕力进行操作刷漆，漆刷应蘸少许涂料，以刷毛浸入涂料的部分为1/3～1/2
为宜，蘸漆后将漆刷在料桶内边轻抹一下，去除多余的涂料，以防止产生流坠或滴落。刷涂轨迹
应纵横交错，避免漏涂或薄厚不均。
（9）滚涂：将涂料倒入装有辊涂板的容器中，
将辊子的一半浸入涂料，然后提起，在辊涂板上来回滚几次，
使辊子全部均匀浸透涂料，并把多余的涂料滚压掉。
把辊子按W形轻轻地滚动，将涂料大致地涂布在被涂面上，接着把辊子作上下密集滚动，将涂料
均匀分布开，最后使辊子按一定的方向滚动，滚平漆面。
（10）空气喷涂：喷嘴与被喷面应垂直，喷嘴与被喷面的距离应根据喷涂压力和喷嘴的大小确定，
使用大口径喷枪时宜为200～300mm，
使用小口径喷枪时宜为150～250mm。
喷幅搭接的宽度宜为有效喷幅宽度的1/4～1/3，
并应保持一致。
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（11）高压无气喷涂：喷嘴与被喷面应垂直，喷嘴与被喷面的距离宜为300～500mm。如果枪嘴
距离被涂表面太近，会引起涂料堆积，漆膜厚度过大甚至产生流挂；如果枪嘴距离被涂表面太远，
又会产生干喷或过喷，涂料不能有效地呈液态附着而形成连续有效的漆膜。喷幅搭接的宽度宜为
有效喷幅宽度的1/6～1/4，并应保持一致。
3.衬里
1）块材衬里
（1）设备接管内部衬管的施工，应在设备本体衬砌前进行。衬后应对衬管进行固定，直至胶泥固
化，衬管不得出现偏心或位移。
（2）当采用树脂胶泥衬砌块材时，应先在设备、管道表面均匀涂刷树脂封底料一遍。
（3）块材衬砌前，宜先试排。衬砌时，顺序应由低到高。
阴角处立面块材应压住平面块材，阳角处平面块材应压住立面块材。
（4）当在立面衬砌块材时， 一次衬砌的高度应以不变形为限，
待凝固后再继续施工。当在平面衬砌块材时，应采取防止滑动的措施。
2）纤维增强塑料衬里
（1）手工糊制：封底层和修补层自然固化时间不宜少于24h。
（2）间断法：上一层固化24h后，应修整表面，再铺衬以下各层。
（3）连续法：平面和立面1次连续铺衬的层数或厚度，
层数不宜超过3层，厚度以不产生滑移，
固化后不起壳或脱层进行确定。
（4）喷射法：将玻璃纤维无捻粗纱切成25～30mm长度，与树脂一起喷射到金属表面，喷射厚
度及纤维含量应符合规定。
3）橡胶衬里
（1）加热硫化橡胶衬里。（2）自然硫化橡胶衬里。（3）预硫化橡胶衬里。
4）塑料衬里
（1）从事塑料衬里焊接作业的焊工，
应经培训考试合格持证上岗。
（2）软聚氯乙烯板采用粘贴法施工，当胶粘剂不能满足耐腐蚀和强度要求时，应在接缝处采用焊
条封焊。
（3）氟塑料板焊接成型可采用热风焊、挤出焊或热压焊。
5）铅衬里
（1）衬铅法施工：塔、罐与槽等设备的人孔、进出料口的焊接、
铅板搭接方向应与介质流向一致。铅板与设备内壁应紧密贴合，不得凹凸不平。
（2）搪铅法施工：搪铅设备基体表面处理后应露出金属光泽；直接搪铅法搪铅不应少于2层。间
接搪铅法应先在被搪铅表面采用加热涂锡法进行挂锡，挂锡厚度符合要求。搪铅时，每层应进行
中间检查。厚度应均匀一致，不应有夹渣、裂纹、鼓泡、气孔、焊瘤等缺陷。
6）内衬水泥砂浆防腐钢管
（1）在水泥砂浆衬里施工前应完成清扫、组对、焊接、无损检测、强度试验、严密性试验、外防
腐层补口补伤并验收合格。焊缝和搭接部位应采用氯丁乳胶泥找平，氯丁胶乳水泥砂浆采用的水
泥强度不应小于32.5MPa。
（2）氯丁胶乳水泥砂浆边摊铺边压抹，宜一次抹平，不宜反复抹压。
当有气泡时应刺破压紧，表面应密实。在立面或仰面施工时，
当压抹面层厚度大于10mm时，应分层施工，分层抹面厚度宜为5～10mm。
待前一层干至不粘手时，再进行下一层施工。
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（3）水泥砂浆抹面后，表面干至不粘手时，即可进行喷雾或覆盖塑料薄膜等进行养护。塑料薄膜
四周应封严，并应潮湿养护7d，再自然养护21d后方可使用。
（4）埋地管水泥衬里补口施工：
①公称直径DN1000及以上的管道水泥砂浆衬里补口，可采用手工涂抹。
②采用单根预制生产的管道水泥砂浆衬里补口，可采用内衬短节法，如图。
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