关键词：球墨铸铁管；粉末涂装；防腐

0 前言

铸铁管大量用于城市自来水和生活污水的输送，为了防止管内积垢，减缓腐蚀，管内壁通常衬涂 水泥砂浆。但从应用情况来看存在一定缺点，因管 道施工回填后变形，引起砂浆爆裂，部分脱落，以及水泥砂浆经长期浸泡、冲刷，水泥成分渗出流失，以 致引起水泥砂浆结构松散，部分脱落的水泥砂浆流至用户表前，有的甚至导致阀门不能启闭。据美国 (AWWA ) 报导，如处理不当渗出物会恶化水质。小康住宅产业工业项目居住区水质保障技术专题组研究 测定，也发现溶解性物质有一定上升，产生浊度物 质，存在硬度变化和 NH ，渗出等问题。随着经济的发 展，家庭生活条件的改善，家用洗涤、去污、杀菌化学 药剂的使用量逐渐增多，水泥砂浆衬里层已逐渐不 适应生活污水日益恶劣的腐蚀条件。因此必须开发 一 种新的衬里层保证水质防止铸铁管腐蚀，环氧粉末涂层是一种很好的保护涂层。

1 国外应用情况

日本于 1973 年开发了铸铁管环氧粉末涂装技 术，在关西地方城市开始采用。 1977 年日本铸铁管 协会 ( 现为球墨铸铁管协会 ) 制定了涂装标准 JDPAZ 2006 “自来水用球墨铸铁异型管环氧树脂粉末涂装 (Dg 75 ～ 250 mm) ”。在那以后对直管也采用环氧树脂粉末涂装，使用城市也增加了。为了扩大应用范围，当时要求扩大适用口径。 1979 年日本铸铁管协会制定了 JDPA Z 2016 “球墨铸铁管用内面环氧树 脂粉末涂装 ( Dg 75 ～ 350 mm) ”。 1980 年，作为直管、 异型管的通用标准， 日本自来水协会制定了 JWWAC 112 “自来水用球墨铸铁管内面环氧树脂粉末涂装 ( Dg 75 ～ 350 mm) ”。 1982 年，日本自来水协会制定标准 JWWA G 113 “自来水用球墨铸铁管”，环氧树脂粉末涂装与砂浆衬里均作为标准化内面防腐法。在自来水以外的领域，例如容易发生硫化氢的排水管路及工业用水管路也可以采用环氧树脂粉末涂装。 1984 年，日本排水协会标准 JSWAS G-1 附录 4 “排水用球墨铸铁管内面环氧树脂粉末涂装” 即为自来水系统以外的生产适用标准， 日本工业规格也制定了 JIS G 5528 “球墨铸铁管内面环氧树脂粉末涂装 (DN75-600) ”。最近， JWWA G 112 、 113 改年号为 2004 ， JDPA Z 2016 改年号为 2003 。其它球墨铸铁管的涂层标准有 JWWA K 135 — 2004 “自来水用液体环氧树脂涂料涂装方法”、 JWWA K 139 “自来水用球墨铸铁管合成树脂涂料”、 JDPA Z 2005 — 2001 “球墨铸铁管用聚乙烯套管”、 JDPA Z 2009 — 2002 “球墨铸铁管外面特殊涂装”、 JDPA Z 2010 — 2003 “球墨铸铁管合成树脂涂装”、 JDPA 之 2011— 2001 “球墨铸铁管内面液状环氧树脂涂装。

自 20 世纪 80 年代起，美国出现了能对铸铁管 提供更好保护的环氧陶瓷衬里，其产品名称为 Protecto401 ， 1981 年美国工业规模使用，其后陆续在中东、南美和加勒比地区的数百公里球墨铸铁下水管内衬使用，无一失败记录。美国 Madison 化学公司生产的 100 ％ 固体含量聚氨酯弹性涂料，产品牌号为 CORROPIPE TX - 15 ，是一种球墨铸铁管及其管件专用的防腐涂料。早在 1973 年，该涂料即在北美用于球墨铸铁管的防腐。瑞士 VONROLL 铸管厂开发了内外涂覆聚氨酯涂层的球墨铸铁管，用于输送天然气、煤气和化工介质。美国标准中涉及球墨铸铁管环氧粉末涂装的是 ANSI ／ AWWA C116 “用于供水球墨铸铁和灰铸铁管件的内、外表面防腐熔融粘合环氧涂层”，另外的铸铁管涂层标准有 ANSI ／ AWWA C105 “用于球墨铸铁管系统聚乙烯外壳”和 ASTM A 674 “用于水和其它液体球墨铸铁管聚乙烯外壳”，一般是指聚乙烯胶带外防腐。美国 SFI 公司专门涂装球墨铸铁管件的环氧粉末涂料采用美国 3M 公司牌号 Scotchkote206N 和北美粉末涂料牌号 Durvel 加热熔融粘合涂装。美国西雅图公众公用事 业 (SPU) 新建的水管路主要使用球墨铸铁管，外防腐最初使用多层聚乙烯 (PE) 胶带系统，但是对于不平表面，例如弯头、十字管、阀体、三通和接头施工很不方便，不能顺利完成，由于土壤压力和管子移动而损坏。并且日光引起胶带降质。 1998 年 5 月， SPU 开始考虑取水管管体使用一种粘合热塑性塑料涂层，该涂层牌号为 PPA571 ，是由英国提供的，已在英国、瑞典、沙特阿拉伯和日本的水公用事业公司推广使用。结果表明：没有土壤应力开裂、没有回填损坏或针孔 腐蚀。现在西雅图的城市管道已经使用这种涂层并制定了产品和质量规范。

在瑞典哥德堡 1986 年就开始将牌号为 PPA571 的粉末涂料用于球墨铸铁管，它是一种酸改性聚烯烃弹性涂层，长久耐用，无卤素、低播烟、无毒、能耐应力开裂、耐不利气候条件、耐盐雾、耐洗涤剂和空降的污染物，涂层对金属基底保持优良的附着力，无需涂底漆，并具有良好的电绝缘性、耐磨损、耐冲击性，基本性能优于聚乙烯涂层。

2 国内应用情况

国内铸铁管应用粉末涂料涂装现在刚刚开始，中国船舶工业船舶工艺研究所下属良星钢塑复合管道厂，对铸铁件环氧粉末涂装已积累了丰富的经验，现正在开发聚乙烯粉末涂层铸铁管，并已将技术转 让给上海市伟邦铸铁管公司。上海吴力涂塑钢管公 司也已在开发涂塑铸铁管方面取得了成功。

新兴铸管公司独立开发的球墨铸铁管聚氨酯涂层、环氧粉末涂层、聚乙烯粉末涂层、环氧陶瓷涂层、环氧树脂涂层，把铸铁管防酸碱能力、抗电解能力、单位口径输送能力提高到一个更高的层次。

北京科美新防腐技术有限公司针对出口西欧、北美楼房下水道用铸铁管的内涂层需要，开发了性能优良的不含煤沥青的双组分聚酰胺环氧防腐涂料。其特点是具有优良的耐水性、耐盐水性、耐热性，且毒性低、污染小、施工性好，适宜预混合、内混合喷头和外混合喷头的喷涂。适用于各种楼房下水及类似介质工况管路、容器的内涂层。该产品的技术指标见表 1 。  

表1 聚酰胺环氧防腐涂料技术指标

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2002 年 4 月，科威特公共工程部对中国的铸管企业提出数份用环氧陶瓷衬里的球墨铸铁管订单，管径从 50 ～ 1200 mm ，总重达 4 ． 5 万 t( 总长约 125 km) ，并要求当年底开始分批交货。国内铸管行业的规模完全可以接受订单，关键在于能否按相应美国标准的要求，在工业规模上实现铸管的环氧陶瓷衬里。

廊坊市东化防腐工程有限公司接受了这项挑战，依靠自身雄厚的技术力量和近 20 年的管道防腐涂料研制、生产和工程施工的实践经验，只用半年时间，研制出全部采用国产原材料，达到美国同类产品性能，价格极具竞争力的高石英砂含量环氧陶瓷涂料，采用一次喷涂可达 1 mm 以上的双组分热喷涂专用喷涂机械，喷涂出的样品管内衬层粘结牢固、坚硬致密、表面光滑如镜，使科威特贸易官员称赞不已，首创环氧陶瓷衬里大口径铸铁管大批量向中东出口的先例。涂覆作业自 2002 年 11 月开始以来，克服了气温低达-15 ℃ 以 下所带来的不利影响，作业 运行越来越顺利，内衬质量越来越稳定，至2003 年 5 月底，已有近 2 万 t 的铸铁管运抵科威特，管道工程施工在当地进行，现已完成。

环氧陶瓷涂料由环氧树脂、石英砂、流平剂、防沉剂、增韧剂、固化剂组成，经化学固化形成涂层。 因其组成中石英砂体积含量高达 20 ％以上，涂层坚 硬、致密、抗冲击、耐磨，适用于钢质管道、铸铁管道的内涂层和外涂层。

总之，国内用粉末涂料涂装铸铁管防腐刚刚开始，随着粉末涂料涂装技术的发展，铸铁管粉末涂层防腐将大量应用，前景无限美好。