文/李东阳1,杜娟1,魏甲强1,宋丽芸2,姚腾飞3,徐珊3
1.国家管网集团北方管道有限责任公司管道科技研究中心;2.廊坊市科发管道技术服务有限公司;3.国家管网集团北方管道有限责任公司
摘要:为了更好地解读GB/T39636-2020《钢质管道熔结环氧粉末外涂层技术规范》。阐述了GB/T39636-2020的编制原则,并从检测项目、性能指标及检测方法等方面对比了GB/T39636-2020和SY/T0315-2013《钢质管道熔结环氧粉末外涂层技术规范》之间的差异。结果表明:GB/T39636-2020对于熔结环氧粉末涂料及涂层质量确认和熔结环氧粉末外涂层的涂敷及检验在内容上有较大调整。在GB/T39636-2020的执行过程中,从原材料控制、检测方法变化、送第三方检验等方面提出了相关建议,研究结果可为相关从业人员提供指导。
关键词:GB/T39636-2020;SY/T0315-2013;熔结环氧粉末;涂层
0 引言
熔结环氧粉末涂料是指由双酚A环氧树脂、酚醛环氧树脂、固化剂、填料及助剂经熔融挤出粉碎制备成的粉末状防腐涂料[1-3]。熔结环氧粉末涂料一般通过加热熔融固化并粘接到金属基底上[4]。所得涂层具有优良的抗腐蚀、耐老化性能,附着力优良,无阴保屏蔽,施工方便,广泛应用于油气长输管道及输水管道的内外壁防腐,为各种环境中的管道的长期安全平稳运行提供了可靠保证[5-9]。
作为钢质管道熔结环氧粉末外涂层的通用产品标准,《钢质管道熔结环氧粉末外涂层技术规范》(SY/T0315-2013)多年来为钢管熔结环氧粉末外涂层设计、施工提供了可靠的依据[10-11]。近年来,随着熔结环氧粉末涂料行业的发展以及对管道施工质量要求的不断提高,SY/T0315-2013中规定的性能指标和试验方法已无法完全满足工程建设的需要。2020年12月14日,国家市场监督管理总局和国家标准化管理委员会发布了《钢质管道熔结环氧粉末外涂层技术规范》(GB/T39636-2020),其将于2021年7月1日起实施。该标准规定了钢质管道熔结环氧粉末外涂层的技术要求,适用于钢质管道单层、双层结构熔结环氧粉末外涂层的设计、生产、施工及检验。标准起草过程中充分吸收了行业先进经验,既顾及国内行业龙头的实际质量控制情况,又充分考虑了引领国际主流发展理念的前瞻性,符合中国国情和技术要求,能够为管道工程建设提供技术支持,进一步提升FBE涂层的质量。
本文分析了GB/T39636-2020相比SY/T0315-2013发生的主要变化,结合工作实际,提出了熔结环氧粉末涂料及钢管防腐生产过程中的注意事项和应对措施,以便相关人员能够准确使用GB/T39636-2020。
1 GB/T39636-2020标准编制原则
GB/T39636-2020由全国石油天然气标准化技术委员会(SAC/TC)提出并归口。标准的编制遵循以下原则:以石油天然气行业标准《钢质管道熔结环氧粉末外涂层技术规范》(SY/T0315-2013)为基准,参考国际标准《石油和天然气工业管道运输系统用掩埋于地下或淹没于水下的管道外部覆盖层第2部分:单层熔接环氧涂层》(ISO21809-2-2014),对SY/T0315-013标准中规定的性能指标及要求进行了提高和细化,同时结合国内工程中熔结环氧粉末外涂层的应用效果,制定了钢质管道单双层常温型熔结环氧粉末外涂层技术规范。
2 GB/T39636-2020与SY/T0315-2013相比的主要变化
GB/T39636-2020较SY/T0315-2013在技术要求方面变化较大,技术要求有所提高和细化,主要表现在:增加了界面杂质污染率指标,增加了管道涂层的长期性能检验要求,对双层熔结环氧粉末外涂层的底层性能提出了推荐性要求,对原材料的批次进行了细化,提高了附着力、耐阴极剥离、断面孔隙率及粘接面孔隙率的指标要求,检测方法更加贴近国际标准。
2.1 检验项目的变化
对于熔结环氧粉末涂料及涂层质量确认和熔结环氧粉末外涂层的涂敷及检验,GB/T39636-2020与SY/T0315-2013检验项目相比发生的变化详见表1。
从表1可以看出:(1)对于熔结环氧粉末涂料,GB/T39636-2020将不挥发物含量更改为湿含量,这与ISO21809-2-2014、CSA Z245.20-2018等国际标准规定一致,便于更好地与国际接轨;
(2)对于实验室涂敷试件的涂层,GB/T39636-2020将涂层耐磨性测定方法由落砂法改为旋转橡胶砂轮法,便于人员更好地进行操作和质量控制,同时与ISO21809-2-2014国际标准规定一致;
(3)对于熔结环氧粉末涂料的检验,GB/T39636-2020标准规定,首检中,实验室涂敷试件检测项目包括涂层性能指标全项,较SY/T0315-2013标准增加了外观、热特性、弯曲后涂层耐阴极剥离(28天)、耐化学腐蚀(90天);复检中,包括熔结环氧粉末涂料性能指标全项,此外,实验室涂敷试件检测项目有所差异,新增了阴极剥离(28天)等项目。其中需要注意的是阴极剥离(28天)、弯曲后涂层耐阴极剥离(28天)、耐化学腐蚀(90天)为长期项目;
(4)对于工艺评定试验,GB/T39636-2020将短期阴极剥离由24h增加至48h,新增阴极剥离(65℃或最高运行温度±3℃,28 天,-1.5V)、界面杂质污染率、附着力(75±3℃,28天)3项检测项目。其中,阴极剥离(65℃或最高运行温度±3℃,28天,-1.5V)、附着力(75±3℃,28 天)为长期项目;
(5)对于涂敷施工,GB/T39636-2020对回收粉的使用进行了限制;(6)对于成品管取样检验,GB/T39636-2020抽样规定更为细致。同时直管检测包括长期项,弯管检测项目不包括长期项。
2.2 性能指标的变化
对于环氧粉末涂料及涂层质量确认、涂敷及检验过程中两个标准规定的性能指标变化详见表2。
从表2可以看出:
(1)对于熔结环氧粉末涂料,GB/T39636-2020规定Tg2≥最高运行温度+40℃,且不低于95℃,对于粉末生产厂商提出了更高的要求;
(2)对于实验室涂敷试件的涂层,GB/T39636-2020将双层涂层的抗冲击、抗弯曲和耐划伤性能指标分为普通级和加强级;提高了抗冲击、断面孔隙率、粘接面孔隙率及附着力的指标要求,对原材料的质量控制更为严格;
(3)对于工艺评定试验,GB/T39636-2020提高了阴极剥离、抗冲击、断面孔隙率、粘接面孔隙率及附着力的指标要求,对原材料的质量控制更为严格;
(4)对于生产质量检验,GB/T39636-2020规定检测时涂层温度低于65℃,检测电压按设计涂层厚度乘以5V/μm计算确定,检漏探头相对移动速度应不大于0.2m/s,较SY/T0315-2013规定更加细致合理;
(5)对于补口质量检验,GB/T39636-2020细化了外观、厚度及漏点检测指标和方法,较SY/T0315-2013规定更加细致合理,易于操作。
2.3 检测方法的变化
环氧粉末涂料及涂层质量确认、涂敷及检验过程中两个标准规定的检测方法变化见表3。
从表3看出:
(1)外观、磁性物含量、电气强度、体积电阻率的检测方法保持不变;
(2)固化时间、热特性、抗冲击、孔隙率、附着力及弯曲后涂层耐阴极剥离项目的检测方法仍然为附录方法,不过两项标准之间有较大差异,由于篇幅有限,在此不再叙述;
(3)阴极剥离、抗弯曲、耐划伤、耐化学腐蚀等项目的检测方法由SY/T0315-2013中附录方法更改为SY/T4113系列标准试验方法,吸收了行业最新研究成果,与行业最新检测标准保持一致;
(4)新增了附录C环氧粉末的湿含量试验方法、附录J涂层的界面杂质污染率试验方法;
(5)胶化时间、粒度分布、密度及耐磨性试验方法做了更改,与国际标准ISO 21809-2-2014 规定基本一致。
3 标准实施相关建议
3.1 原材料控制
GB/T39636-2020提高了熔结环氧粉末涂料及其涂层的热特性、阴极剥离、抗冲击、抗弯曲、断面孔隙率、粘接面孔隙率及附着力的指标要求,新增了界面杂质污染百分率指标和管道涂层的长期性能检验要求,细化了涂层底层和面层的指标要求,对原材料的抽检批次进行了细化。以上指标的调整和增加从源头上强化了对原材料的质量控制。环氧粉末涂料及涂层质量确认是在环氧粉末使用前进行的,建议厂商采取更加严格的质量控制措施,增加原材料的送检频次,才能生产出质量高、性能优的熔结环氧粉末涂料。
3.2 检测方法变化
GB/T39636-2020作为一项产品标准,涵盖了熔结环氧粉末涂料及其涂层的各项性能指标及检测方法。
由表3可以看出, 各项检测方法较SY/T0315-2013有了较大变化,新的检测方法更加贴近国际标准ISO 21809-2-2014 及CSA Z245.20—2018,对于国内熔结环氧粉末涂料走出国门具有重要意义。因此,各原材料生产商、防腐厂及检测机构人员应积极组织标准宣贯培训,以强化标准落实,提升产品质量。
3.3 送第三方检验
对于熔结环氧粉末涂料的检验,GB/T39636-2020规定,首检中,实验室涂敷试件检测项目较SY/T0315-2013增加了外观、热特性、弯曲后涂层耐阴极剥离(28天)、耐化学腐蚀(90天);复检中,较SY/T0315-2013增加了熔结环氧粉末涂料性能指标全项,实验室涂敷试件检测项目新增了阴极剥离(28 天)等项目;对于工艺评定试验,GB/T39636-2020将短期阴极剥离由24h增加至48h,新增阴极剥离(28天)、界面杂质污染率、附着力(28天)3项检测项目;对于涂敷施工,GB/T39636-2020规定回收粉需送检后方可继续使用;对于成品管取样检验,GB/T39636-2020抽样规定更为细致。同时直管检测包括长期项。
GB/T39636-2020实施后,厂商不仅要考虑送检项目增加带来的成本的升高,还需要考虑由此带来的时间成本的增加。建议原材料生产厂商和防腐厂商在进行成本测算时,提前考虑送检成本,另外,需将原材料和防腐成品提早送检,以免耽误招投标等时间节点。
4 结论
(1)通过对比检测项目、性能指标和检测方法3方面的变化,梳理了GB/T 39636-2020相比SY/T0315-2013发生变化的主要内容,为在生产中准确使用GB/T39636-2020提供了保证。
(2)GB/T39636-2020提高了熔结环氧粉末涂料及其涂层的热特性、阴极剥离、抗冲击、抗弯曲、断面孔隙率、粘接面孔隙率及附着力的指标要求,新增了界面杂质污染百分率指标和管道涂层的长期性能检验要求,细化了涂层底层和面层的指标要求,对原材料的抽检批次进行了细化。标准中的检测方法更加贴近国际标准ISO21809-2-2014及CSA Z245.20-2018。厂家应采取更加严格的质量控制措施,提高熔结环氧粉末涂料的质量。
(3)厂商应综合考虑送检成本和时间因素,提早做好由具有资质的第三方检验机构完成的熔结环氧粉末涂料和涂层的质量确认工作。
参考文献:
[1] 南仁植. 粉末涂料与涂装技术[M].第3 版. 北京:化学工业出版社,2014.
[2] 陈群尧,金庆国,张伟. 中国长输油气管道外防腐及补口技术进展及展望[J]. 石油工业技术监督,2020,36(08):13-18,24.
[3] 张耿涛, 胡思堑, 徐飞鹏, 等. 熔结环氧粉末涂料热特性△ H 影响因素研究[J]. 中国涂料,2020,35(09):37-41.
[4] 师立功. 管道用熔结环氧粉末涂层长效防腐的关键[J]. 涂料工业,2017,47(02):73-80.
[5] 毕学振. 熔结环氧粉末涂料的应用与施工介绍[J].中国涂料,2006(12):43-45,49.
[6] 郝朋,闫林森,东继莲. 环氧粉末涂层对金属基材附着力的影响因素[J]. 涂料工业,2020,50(04):26-30.
[7] 陈平,刘胜平,王德中. 环氧树脂及其应用[M]. 北京:化学工业出版社,2011.
[8] 潘向东,巴旭民. 高温运行管道用热熔结环氧粉末的施工[J]. 涂层与防护,2018,39(03):27-29.
[9] 师立功. 管道用熔结环氧粉末涂层长效防腐的关键[J]. 涂料工业,2017,47(02):73-80.
[10] 任春霞. SY/T0315-2013与SY/T0315-2005 标准的对比研究[J]. 焊管,2015,38(10):61-64.
[11] 吴希革.SY/T0315-2013《钢质管道熔结环氧粉末外涂层技术规范》解析及解决方案( 之一)[J]. 涂层与防护,2018,39(04):26-31.
本文转载自《标准建设》2022年第5期