為何要用被覆防蝕工程
管路運輸是能源、物質大量輸送主要方法。自來水、石油、瓦斯、及其他種種液體都藉著它達成輸送目的。管線可以說是現代社會的生命動脈,若發生洩漏,不僅浪費資源,更可能造成重大災害。追究洩漏事故原因,大多是由於管線腐蝕,因此要防止洩漏事故,就必須做到完全防蝕。
被覆防蝕是完全防蝕措施當中最重要的一環,亦是最經濟有效的防蝕方法之一,因此,披覆防蝕可以說是管路防蝕措施中最基本的方法。
甚麼是被覆防蝕
被覆防蝕就是利用塗料和膠帶,熱塑或熱固型高分子物質等包覆材料來遮護金屬。塗料就是我們一般所稱的”油漆”,常用於遮護露出地面管線,它是一種液狀物質,由樹脂、防蝕顏料、溶劑等組成,利用刷塗或噴塗等方法將塗料塗在乾淨的金屬表面上,待其硬化後便會在金屬表面形成一層薄保護膜。環氧柏油漆,粉體環氧樹脂塗裝也都是塗料。其他地下管路常用的被覆防蝕材料,包括:瀝青質批覆、防蝕膠帶、聚乙烯被覆等都是常用的被覆材料;管件被覆防蝕材料目前最常用者為PE熱收縮套。
被覆防蝕之防蝕原理
被覆防蝕的防蝕原理有四: 阻絕、絕緣、抑制及附著。
阻絕:就是將金屬與外界的腐蝕性離子、水、
氧氣隔絕開來,使腐蝕反應無法進行。
絕緣:利用被覆材料良好的絕緣性,阻礙陽極
與陰極間電子及離子的流動,降低腐蝕
反應速率。
抑制:利用塗料內或被覆材料浸含之腐蝕抑制
劑即可減緩腐蝕速率。
附著:保持塗料或被覆材料等與金屬完全密著,
無空隙可容納水、腐蝕生成物、腐蝕性離子,
並抵抗腐蝕所造成的剝離現象。
常用的被覆防蝕材料
塗料塗裝(Organic Coating):常用厚塗型重防蝕塗料或環氧柏油漆來保護管路露出地面部份。環氧柏油漆的抗蝕性比瀝青、媒焦膏較好,使用方便,可在現場施工是其特點。
瀝青質被覆材料(Asphalt, Coal Tar):將柏油或煤焦膏熔融塗覆在鋼管,現場施工容易又經濟,為增強塗覆層,近來多利用玻璃纖維布或塑膠布浸泡柏油、煤焦膏後包覆鋼管。其缺點是高低溫下會軟化變形或脆化,且吸濕性大,防蝕性差,現已甚少採用。
PE防蝕膠帶(Corrosion Protection Tape):防蝕膠主要成份是石油腦添加抑制劑、防水劑、搖變劑、填充料等;若再以聚酯、耐龍等纖維做纖物狀摻攪則形成防蝕膠帶,非常適用於形狀複雜的管線,對前處理程度適應性佳、適合天候不良的環境下施工,耐蝕性,維修簡便,近年來已研發出將防蝕底劑預先塗敷於防蝕膠帶上,並具抗紫外線(UV)照射,適用範圍更廣。
聚乙烯被覆( PE Coating):將高密度乙烯塑膠粒(HDPE),將加熱熔融押出,使其被覆在預先噴砂或酸洗的管線上,被覆厚度在1.5mm~2.5mm之間,依管徑而異,屬遮斷阻絕型的防蝕被覆材料;機械強度佳,對埋設管可防止回土造成塗膜破損;地上管則可添加適當的抗老劑及碳黑提高耐紫外線照射老化,與陰極防蝕相容性佳,副作用少,可有很長的使用壽命,為西歐、日本、國內最常採用的方式,修補時可使用專用之修補帶。
a. 纏繞被覆式(T模):使用於12”~72”管徑。
B. 一體成型無接縫式(O模):使用於1/2”~16”管徑。
C. 熔合噴塗環氧樹脂粉被覆(Fusion Bonded Epoxy Powders):為美、英、澳等國最常採用的方式,目前國內尚無此技術及設備。
D. PE熱收縮防蝕套( PE Sleeve):配合聚乙烯及熔合噴塗環氧樹脂粉普遍做為管線防蝕被覆材料,提昇防蝕被覆品質,於管件部分世界各國及國內目前均採用施工容易防蝕品質佳的PE熱收縮防蝕套,以達整體防蝕被覆品質一致。
要百分之百完全發揮被覆材料的防蝕效果,就必須完成施工前、施工中及施工後各項之注意事項:
1. 做好前處理,將金屬表面上所有的鐵銹、油污等,完全清乾淨,並依被覆材料之需求提供適當的粗糙度及潔淨度.
2. 仔細施工,依規範一步一步施工,不偷工、不減料。
3. 嚴格品管,詳細檢查每一步驟之結果,合格後才可繼續進行下一步驟,確保金屬百分之百完好被遮護住,以達無針孔或疏漏處。
4. 小心搬運及回填避免損傷塗裝,遇有破損,一定依照規範完成修補。
5. 與陰極防蝕複合使用,更可強化防蝕效果,降低陰極防蝕所需之電流。
今後地下管線防蝕系統發展趨勢
1. 近年來,為結合PE及環氧樹脂粉兩大材料優點,提高防蝕品質,故世界各國皆致力於研發三層被覆(Epoxy Primer + Polymeric Intermediate + PE Top Coating)之技術。
2. 上述方式自1985年來,已漸由歐洲、中東及亞洲各國所採用,大部分被覆加工者亦因採用三層加工所增費用不高,而紛紛轉向新三層被覆方式,目前國內亦有業者已研發成功,並開始量產。
3. 將環氧樹脂粉使用於傳統PE被覆系統中,可大幅改善附著力與化學性,而將來隨著其他Polyolefin之發展,將有助於提昇地下管線被覆的耐用性及耐用溫度。