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预应力钢筒混凝土管PCCP外防腐现场检测分析与探讨
作者：宋亮 龙波 刘加双
来源：《神州·中旬刊》2017年第04期
在PCCP管线设计时，必须要充分了解当地的气候条件，根据不同土质情况，相应采取不同的防腐措施，并注意在防腐措施技术运用的同时，掌握经济价值的合理性和可操作性。在铺设施工环节中，能够有效地把控质量关，保证砂浆保护层和附着在砂浆保护层外的防腐介质完好，一旦被破坏，等于钢材丧失了碱性环境，直接导至管道的损坏。本文通过现场防腐材料实际生产检测，为设计单位提供详细防腐设计的技术依据，用科学的方法来推动PCCP行业的健康发展。 一、试验依据
在新疆地区采用的预应力钢筒混凝土管输水项目的某工程中，如何合理的选用防腐工艺至关重要，根据地质腐蚀性的报告，我们考虑了四种方式施工工艺的防腐制作，即：1）直接在管子砂浆保护层外进行六油二布工艺防腐（管子编号：DN3200-1.2/4-46 ）；2）将管子砂浆保护层刮平后进行六油二布工艺防腐（管子编号：DN3200-1.2/4-28）3）采用三油干膜厚≥300μm防腐（管子编号：DN3000-0.6/4-1）；4）将管子砂浆保护层刮平喷涂环氧煤沥青后，测试附着力，取得后续如何进行防腐的有效数据（管子编号：DN3200-1.2/4-28）。 二、检测数据
1.根据实验要求，对四种施工工艺进行了附着力、漆膜厚度、电阻率和目测检测，现将检测数据整理如下：
1.1直接在管子砂浆保护层外六油二布工艺防腐和将管子砂浆保护层刮平后六油二工艺防腐后进行附着力检测， 根据招标文件要求的采用美国ASTM D4541-02检测方法对二种缠绕玻璃丝布喷涂方法进行检测。
1.2二种缠绕玻璃丝布喷涂方法检测结果直接拉脱，无法按照招标文件的要求检测附着力，空鼓地方多，玻璃丝布过密二层粘接不劳固。
2、对采用三油干膜厚≥300μm防腐的管子进行附着力、厚度和电阻率检测 采用中国GB/T5210-2006检测方法对三油干膜厚≥300μm防腐的管子进行检测。
采用美国ASTM D4541-02对三油干膜厚≥300μm防腐的管子进行检测二种方法对比，检测结果相同。
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对三油干膜厚≥300μm防腐的管子进行漆膜厚度检测。采用中国GB/T1410检测方法对三油干膜厚≥300μm防腐的管子进行体积电阻率检测。（见图1） 三、综合分析
1、理论依据；预应力钢筒混凝土管（简称PCCP）的水泥砂浆保护层对管材的防腐起到极为关键的作用，其防腐机理比埋地钢管要复杂的多。水泥砂浆保护层通过两个重要的防腐机理来保护PCCP中的预应力钢丝，一是屏障保护外壳，另一个是通过电化学反应使钢材钝化。 钝化是在钢材表面生成具有致密结构的水化氧化物薄膜（n-Fe2O3-mH2O），它是一种致密、稳定的共格结构，并紧密地覆盖在金属的表面，水和氧气不能渗透过去，使金属的表面转化为不易被氧化的状态。
2、实践证明；通过大量的工程实践证明，砂浆保护层是PCCP管最重要的防腐屏障，水泥砂浆保护层确实对PCCP内钢材的防腐蚀起到关键作用，只要钢材保持在碱性环境中，并且游离氧不存在，即使在很高的氯离子环境中钢材的腐蚀也不易发生。
3、防腐难度；六油二布防腐在PCCP应用中没有相应的国家标准和行业标准，在国际上也没有可以借鉴的标准执行，只能参考钢管制做的方法进行，对玻璃丝布缠绕的松紧、搭接等无法掌控，从检测结果看，明显二张皮的状态，形成空鼓。
4、刮平风险；为了期望对六油二布防腐达到玻璃丝布好缠的愿望，对外砂浆保护层进行刮平是不合理的，根据理论和实践分析，砂浆保护层刮平后，造成砂浆保护层的扰动，密实度大大降低，不能够有效地对预应力钢丝进行保护，在附着力检测中砂浆保护层强度只有1.2MPa，远远低于2.0MPa标准要求，用目测可观察明显看到凹坑、划痕增多，在喷涂环氧煤沥青后，与未刮平的环氧煤沥青喷涂相比有明显的差异，在表面张力作用下，凹坑内未喷进环氧煤沥青，对工程存在着极大的风险因素。
5、施工难度；玻璃布防腐工艺对管子存储及施工安装存在着极大的隐患，首先砂浆保护层外表面缠绕玻璃布后，经上述检测论证，无论刮平与否，均存在空鼓现象，空鼓面积不会低于50%。这样，在管道存储、吊装时很容易被破坏。同时管道在现场安装时，也因避免不了与沟槽垫层摩擦，造成玻璃丝布防腐层破坏，产生脱落、搭接分离等现象。玻璃布损坏后，修补效果很难得到保证，由此带来外部腐蚀介质会轻易进入第一层环氧煤沥青防腐与玻璃丝布夹层中，导至防腐能力的降低。 四、合理建议
通过现场全方位的对四种防腐制做施工工艺进行检测和综合分析，我们建议设计单位，在PCCP上采用六油二布工艺防腐是不可取的，而增加环氧煤沥青厚度（干膜厚≥800μm），同时加上阴极保护来实现特殊地段的防腐，完全能够满足当地地质环境的要求。
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