高清PDF国标图集 14K207 管道设备防腐蚀设计与施工.pdf

国家建筑标准设计图集
管道、设备防腐蚀设计与施工
图集号：14K207
统一编号：GJBT-1311
组织编制：中国建筑标准设计研究院
批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部
批准文号：建质函[2014]318号
主编单位：中国人民解放军空军工程设计研究局
实行日期：二〇一五年一月一日

1相关定义
1.1主动防腐蚀技术active antisepsis technology
通过优化系统设计和运行方案、选用耐腐蚀的管材和设备等，使系统最大程度免受或少受腐蚀侵害的防腐蚀技术。
1.2被动防腐蚀技术passive antisepsis technology
当主动防腐蚀技术无法满足防腐蚀要求时，通过涂层保护或阴极保护等方式达到防腐蚀要求的技术。
1.3涂层保护coat protection
在物体表面能形成具有保护、装饰或特殊性能的固态涂膜的方法。
l.4阴极保护cathodic protection
通过阴极极化控制金属电化学腐蚀的技术。阴极保护有牺牲阳极法和强制电流法。
1.5牺牲阳极sacrificial anode
通过自身腐蚀的增加而提供阴极保护电流的金属或合金。
l.6强制电流impressed current
又称外加电流，通过外部电源施加阴极保护电流。
1.8涂料coating
涂于物体表面能形成具有保护、装饰或特殊性能的固态涂膜的一类液体或固体材料总称。在具体的涂料品种中可用“漆”字表示“涂料”，如防锈漆、耐酸漆等。
1.9涂装painting
将涂料涂布到被涂物表面，经固化成膜的过程，又叫涂料施工。涂装一般由涂前表面处理、涂布、千燥固化三个基本工序组成。
1.10涂层coat
涂料经涂装所形成的连续膜层。
1.11底漆或底层primer c0at
涂层系统中处于中间层或面层之下的涂层，或直接涂于基底表面的涂层。
1.12中间漆或中间层intermediate coat
涂层系统中处于底层和面层之间的涂层。
1.13面漆或面层topc0at
多层涂装时，涂覆于最上面的一层涂层。
1.14基底或基体substrate
涂有色漆涂层或要涂色漆的各种材料，主要指其表面。
1.15附着物adherend
主要包括焊渣、焊接飞溅物、可溶性盐类、油脂、污垢、氧化皮、铁锈和旧漆涂层等。
1.16附着力adhesion
涂层与基底间结合力的总和。
1.l7表面预处理surface preparation
为提高涂层与基底间结合力及防腐蚀效果，在涂装之前用机械方法或化学方法处理基体表面，以达到符合涂装要求
的措施。
1.18表面粗糙度surface roughness
金属表面经处理后所具有的较小间距和峰谷所组成的微观几何形状特性。
1.19喷射除锈compressed air blast cleaning
在压缩空气的驱动下，利用高速磨料流的冲击作用，净化和粗化基体表面的工艺过程。其表面除锈等级用Sa*表示。
1.20手工工具除锈handtool cleaning
利用手工工具除去基体表面锈层的工艺过程。其表面除锈等级用St*表示。
1.21动力工具除锈power too1 cleaning
利用动力（风机或电动)工具除去基体表面锈层的工艺过程。其表面除锈等级用St*表示。
1.22千膜厚度dry film thickness
指涂层固化后的漆膜厚度。单位一般为μm或mm。
1.23最小千膜厚度minima1 dry film thickness
指技术要求中规定的每道涂层的最小成膜厚度。单位一般为μm或mm。
1.24最大干膜厚度maximal dry film thickness
指不致于引起涂料或涂层体系性能出现不良后果的最大可以接受的干膜厚度。单位一般为μm或mm。
2.2腐蚀环境分类与防腐等级
2.2.1防腐等级确定的步骤
(1)确定工程所处的腐蚀环境类别；
(2)综合考虑确定防腐蚀体系的使用年限；
(3)查表确定防腐等级和相应做法。
2.2.2防腐蚀体系的使用年限
本图集中所指的使用年限并非指担保时间，仅作为业主制定
维护管理计划的技术性参考。使用年限应根据下列因素确定：
(1)应根据维修时间安排、维护难易程度和设计寿命确定防腐蚀体系的使用年限。当由于管理因素或工程使用场合的限制，导致工程投入使用后很难或不便对涂层进行定期维修时，建议设计使用年限适当延长；另外，防腐蚀体系的使用年限应与整个系统(或设备)的设计寿命相适应。大气腐蚀环境中防腐蚀体系的使用年限建议不小于10~20年，土壤和水腐蚀环境中防腐蚀体系的使用年限建议不小于20~30年。
(2)应根据工程重要性和初投资等因素，综合考虑确定防腐蚀体系的使用年限。进行防腐蚀系统设计时，应充分了解业主意图，并根据业主要求、投资安排等综合考虑确定防腐体系的使用年限。
2.2.3土壤腐蚀环境分类和防腐等级的确定
土壤腐蚀环境分类和防腐等级的确定详见表2.2.3。
2.2.4大气腐蚀环境分类和防腐等级的确定
大气腐蚀环境分类和防腐等级的确定详见表2.2.4。
表2.2.4大气腐蚀环境分类和防腐等级表
2.3主动防腐蚀技术
2.3.1主动防腐蚀技术
即通过优化系统设计和运行方案、选用耐腐蚀的管材和设备等，使系统最大程度免受或少受腐蚀侵害。
2.3.2常用的主动防腐蚀技术
(1)对于新建的供热、空调系统，应根据补水的水质情况、系统的规模、系统与冷热源的连接方式、定压方式以及设备和管道采用的材质等进行防腐设计。
(2)对于改扩建的供热、空调系统，应了解同一冷热源系统使用的设备、管道材质情况；如既有系统不符合防腐设计要求时，宜将新建系统和既有系统分开。
(3)供暖、空调水系统的设计，必须针对不同系统特点，采用有效的水处理方式，以降低金属的腐蚀速率。
(4)非供暖季，供暖系统应充水保养。
(5)在同一供热、空调系统中，设备、管道与冷热源的材质应尽量一致，当少量的金属设备无法避免混装时，其接
头应做防腐蚀绝缘处理。
(6)热水供暖系统（如系统中含有钢制散热器)有条件时宜和空调水系统（如系统中含有铜管制表冷段)分开设置，以避免不同金属设备混装引发电化学腐蚀。
(7)独立式户用燃气（油）炉的供暖系统应选用内置隔膜膨胀罐的燃气（油）炉。
(8)采用铝制（包括铸铝及铝合金)内防腐型散热器时，热水供暖系统宜与热水锅炉间接连接，其采暖水的pH值不应大于10，且其与钢制管件连接处应有可靠的防电化学腐蚀措施。
(9)在开式采暖系统中，不应采用钢制散热器（包括钢制柱式、板式、扁管散热器)
(10)对于钢制或铜质散热器，应优先选择增加散热器壁厚的主动防腐蚀措施；对于铝合金散热器，应选择内防腐型，而不能仅靠增加壁厚进行防腐蚀。
(11)热水地面辐射供暖系统应设置脱气除污器；毛细管网辐射系统应独立设置，并设置脱气除污器。
(12)热水地面辐射供暖系统敷设在地板内的管道，宜采用阻氧塑料管材。
(13)当对锅炉烟道或热风道采用补偿器进行热补偿时宜选用非金属补偿器。
(14)钢制烟囱出口的排烟温度宜高于烟气露点；钢质烟囱宜选用由专业厂家加工制造的焊制不锈钢烟囱，烟囱壁厚应考虑一定量的腐蚀裕度。
(15)当钠离子交换再生用的食盐采用湿法储存时，浓盐液池和稀盐液池宜各设1个，且宜采用混凝土建造，内壁贴防腐材料内衬。
(16)氢离子交换器及其出水、排水管道应选用防腐材料。
(17)储存氢离子交换器或阳离子交换器出水的中间水箱，由于该水呈酸性，有腐蚀性，故中间水箱的内壁应有防腐措施；其中间水泵应选用耐腐蚀泵。
(18)酸、碱再生系统的输酸、碱泵宜各设1台，并应选用耐酸、碱腐蚀泵；储存和输送酸、碱液的设备、管道、阀门及其附件，应采取防腐和防护措施。
(19)燃油系统附件严禁采用能被燃油腐蚀或溶解的材料。
(20)除尘器及其附属设施，应有防腐蚀和防磨损的措施。
(21)空调机组的冷凝水盘，宜采用不锈钢底盘。
(22)厨房灶台等输送空气中存在大量水蒸气的场合，其排风罩和风管等宜采用不锈钢板制作。
(23)游泳馆等含有水汽和氯离子的场合，其空调设备宜采用耐腐蚀涂膜的散热翅片，风管宜采用无机玻璃钢风管或耐腐蚀能力较好的彩钢板制作；在腐蚀性环境的水系统宜采用耐腐蚀的管材和配件。
(24)采用海水源热泵空调系统时，宜在海水进换热器前增加氯气处理装置，以防止藻类在换热器内滋生。
(25)土壤有较强的腐蚀性时，热力管道宜采用架空敷设。
(26)输送腐蚀性流体时（如腐蚀性地热流体、污水源热泵污水侧等)，宜同时采取下列防腐措施：
1)采用有换热器（如钛板换热器或不锈钢换热器）的间接式系统；
2)系统隔绝空气；
3)采用防腐材料。
(27)与有腐蚀性流体直接接触的管道或容器，宜采用非金属材料，并应符合下列要求：
1)室外输送流体的管道，宜采用适合该流体温度和压力的跛璃钢材料；
2)流体储存容器，宜采用玻璃钢材料或采用内衬防腐材料的钢罐。
(28)受流体高速冲击、易磨蚀的部件和转动的部件，其金属表面不应采用涂覆防腐涂料的防腐方法。
(29)新建供暖空调系统及既有系统改造时，宜在系统中预先设置金属腐蚀检查片，以便定期检查金属的腐蚀速率、评估金属被腐蚀的状况，并及时采取相应的水处理补救措施。
2.4涂层防腐蚀技术
2.4.1涂层防腐蚀机制
金属防腐蚀技术中最常用的方法就是在其表面涂覆防腐涂层，即采用不同的工艺将涂层材料涂覆在金属表面，利用自身的粘附性和固化能力形成与基体粘结牢固具有一定强度、连续的固态薄膜，即涂层，又称漆膜或涂膜。
防腐蚀涂层主要因为以下三种功能对钢铁起到防腐蚀作用：
(1)屏蔽：涂层隔离被保护基体与腐蚀介质的直接接触；
(2)缓蚀钝化：借助涂层中含有的防锈颜料，如防锈颜料铬酸盐、铅酸盐、磷酸盐等，在溶液中解离出缓蚀离子，使基体表面钝化，抑制腐蚀进程；
(3)阴极保护：考虑到电化学腐蚀因素，在涂料中加入一些比被保护基体更活泼的金属粉，如锌粉作填料，当电解质渗入到被防护金属表面发生电化学腐蚀时，涂料中的金属就作为牺牲阳极而被溶解，使得基体金属免遭腐蚀。
2.4.2涂料选择的原则
本图集中涂料的选择吸收了国内成熟、经济、高效、环保的常用涂料，又考虑暖通空调专业系统特点和习惯做法，体现了“经济、高效、环保、节能”的原则，可满足各种腐蚀环境和设计服务年限。
由于涂料行业日趋发展，产品类型多种多样，本图集无法涵盖其全部；对本图集未包含的其他防腐蚀设计环境、要求和做法，设计中需根据工程实际情况，由专业厂家或科研机构配合确定。
2.4.3防腐蚀涂层设计
(1)根据不同环境、使用年限要求等因素综合确定防腐等级；
(2)根据防腐等级、工程特点和业主要求确定相应等级下的防腐涂料；防腐涂料的选择应在业主经济承受能力内，设计时应取得业主的确认；
(3)根据选用涂料的性质和防腐等级，确定除锈等级及表面处理方案；
(4)形成防腐蚀涂层系统的整套结构做法，并在设计文件中予以明确。
2.4.4其他
(1)常用防腐蚀涂料的用途和性能见本图集“附录一”，常用防腐蚀涂料技术指标见本图集“附录二”；
(2)防腐涂层的施工工艺见本图集“施工与验收”章节。
2.5阴极保护设计
2.5.1通则
暖通空调系统的被动防腐方法主要有涂层和阴极保护，二者既可以独立使用，也可以联合应用。阴极保护是通过阴极极化控制电化学腐蚀的技术，有牺性阳极和强制电流法。
牺牲阳极法是在被保护金属上电连接电位更负的金属或合金作为牺牲阳极，阳极在腐蚀环境下较被保护金属活泼而优先溶解，释放出电流对被保护金属进行阴极极化以实现保护。牺牲阳极法具有电流分散能力好、无需外加电源和专人管理、施工方便等优点。
牺牲阳极主要有镁、锌、铝合金牺性阳极。由于锌阳极与铝阳极驱动电位低，且极易钝化，故在淡水中只能使用镁阳极；因为锌、铝腐蚀产物沉积导致电位发生变化会带来严重后果，故在高温水中不宜采用；在海水中可使用铝、锌牺牲阳极。在土壤中可用镁、锌牺牲阳极，对于土壤电阻率在15~1502m范围的采用镁阳极，而锌阳极应用在土壤电阻率小于15Ω·m的环境中。
以埋地暖通管道为例，安装牺牲阳极方法如图2.5.1-1所示，将牺牲阳极通过导线直接焊接到管道上即可。用预包好的阳极对埋地管线进行阴极保护的典型图示详见本图集第13页图2.5.1-2.强制电流法是由外部直流电源直接向被保护金属通以阴极电流，使之阴极极化以达到保护目的，它由辅助阳极、参比电极、直流电源和连接电缆组成。辅助阳极的功能是把保护电流送入电解质流到被保护体上。按辅助阳极的溶解性能，可分为可溶性阳极（如钢、铝)、微溶性阳极（如高硅铸铁、石墨)、不溶性阳极（如铂、镀铂、金属氧化物)三大类。常用的直流电源有整流器、恒电位仪、恒电流仪、热电发生器、密闭循环蒸汽发电机、太阳能电池、大容量蓄电池等。
以埋地暖通管道为例，安装强制电流保护系统的方法如图2.5.1-3所示，该系统需要定期维护。初始阶段采取阴极保护是最经济的防腐措施，也可在使用后期作为修复措施来中止腐蚀发展。阴极保护方式是否采用取决于暖通系统部件所处环境和设计寿命。阴极保护方法中的牺牲阳极和强制电流方法均可采用。牺牲阳极用于保护较小的设备，如换热器、给水罐。大型设备主要应用强制电流保护，在防爆安全等相关法规有特殊规定时，可以应用牺牲阳极。
2.5.2埋地管道阴极保护
(1)先决条件。管道的电阻负荷（管道单位长度的电阻)和漏泄负荷（单位长度管道接地电阻的倒数)必须尽量低，可采取的方法有：
1)去除额外增加纵向电阻的管件（如连管节、膨胀节、带法兰的阀门)，或用金属导线跨接。
2)管道涂覆良好的防护层，减少防护层缺陷，管道不应与那些提高漏泄负荷的、已经接地的装置，如管道、套管、阀门支座等电连接。
3)在较短管道接地端点以及在较长管道的受保护范围端点加入绝缘接头。
(2)阴极保护设计前需要搜集的资料：
1)总图，指出管线位置、阀门、加压站、套管、河流、绝缘接头及膨胀节等情况，说明输送介质和运行条件。
2)管线长度、直径、壁厚和材质、管子连接类型以及埋设年代。
3)防腐层类型。
4)铁路线路走向、变电站与负极馈电点的位置、占用土地情况、平行的轨道、大于100kV的高压输电线路交叉跨越情况。
(3)设计过程：
1)选择阴极保护方法。依据如下因素选择阴极保护方法：
①土壤电阻率：当土壤电阻率较高（>1002m)时，牺牲阳极发射电流太小，不宜采用。
②管道覆盖层情况：当管道覆盖层很差时，需要保护电流很多，不宜采用牺牲阳极法。
③工程规模：管道短，不宜采用强制电流法。
④电源情况：应用电源困雅的场合不宜采用强制电流法。
阴极保护方法的选择要从总体上评估经济上是否合理。
2)保护参数的选择。对已建管道进行实际参数的测量，包括土壤电阻率、覆盖层电阻、纵向连续导电性、被保护管道与非保护金属的电绝缘性、干扰影响。对新建管道有些参数无法测量，则依据经验和标准进行设计，设计时留有调整余地，在管道埋设后根据实测参数进行调整。
保护电流的确定依据不同防腐材料的电阻或相关标准进行估计，进而求出电流需要量。在选择保护电流时有不确定因素时，适度增加余量。如可能，在已经规划要提供保护装置的地区进行馈电试验确定保护电流。
保护电位应依据《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T21448-2008中的相关规定确定.
3)阴极保护设计计算。依据《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T21448-2008或行业标准计算，获得阳极的类型、型号，数量，电源型号等阴极保护系统参数。
4)设定测试点。设定测试点测量管地电位、管中电流、绝缘接头电阻等。测试点之间最大距离为1~2km,每5个测试点应设计一个管中电流测试点。在建筑物较多地区，测试点距离应为0.5km。
(4)阴极保护系统监测与管理。每两个月检查一次强制电流阴极保护装置的运行功能，每一个月检查一次杂散电流保护站，每年对管道的阴极保护效果至少检查一次，需要测量通电电位。保护电流和保护电位发生变化时，应进行断电电位测试。阴极保护管网分布广时应考虑采用远距离监控，24h一次。
(5)设计实例：某热电厂埋地供热管线采用钢套钢管线输送热水，钢管外径1420mm,4根并行，管外壁距离为600mm,管线长度约1500m,防护涂层选用高性能FBE涂层，设计寿命30年。依据涂层性能，设定涂层不同时期的破损率为：初期1%，末期7%，平均4%。
当前保护对象距离较短，使用寿命年限长，如采用强制电流投资和维护难度大。另外，管线密集，易彼此干扰，因此选用牺性阳极方法。现场测得土壤电阻率20Ω·m,考虑到运行过程中管线周围土壤可能存在高温度，选用锌阳极不仅效率明显下降，且有出现极性反转的危险，因此选用镁合金阳极。
依据以上阴极保护设计条件，按照阴极保护标准设计。设计结果为：依据标准选用22.68kg梯形截面镁阳极，每两只组成1组，间隔30m水平安放，经寿命核算，满足要求。
2.5.3槽体、罐体阴极保护
(1)先决条件。被保护的槽体和罐体必须有良好的外防腐层，
3涂层防腐蚀系统
3.1管道防腐涂层
3.1.1埋地不保温管道外防腐涂层做法（石油沥青）

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目录 5
编制说明 7
1 相关定义 8
2 防腐蚀设计 10
2.1 防腐蚀工程设计步骤 10
2.2 腐蚀环境分类与防腐等级 11
2.3 主动防腐蚀技术 13
2.4 涂层防腐蚀技术 15
2.5 阴极保护设计 16
3 涂层防腐蚀系统 20
3.1 管道防腐涂层 20
埋地不保温管道外防腐涂层做法 石油沥青 20
埋地不保温管道外防腐涂层做法 环氧煤沥青 21
埋地不保温管道外防腐涂层做法 聚乙烯胶粘带 22
埋地不保温管道外防腐涂层做法 改性厚浆型环氧涂料 23
埋地不保温管道外防腐涂层做法 无溶剂环氧涂料 24
埋地不保温管道外防腐涂层做法 熔结环氧粉末涂料 25
埋地不保温管道外防腐涂层做法 三层聚乙烯 26
埋地保温管道外防腐涂层做法 预制直埋保温管 27
地上不保温管道外防腐涂层做法 普通A级 28
地上不保温管道外防腐涂层做法 普通B级 29
地上不保温管道外防腐涂层做法 加强级 30
地上不保温管道外防腐涂层做法 特加强级 31
地上不保温管道外防腐涂层做法 重防腐A级 32
地上不保温管道外防腐涂层做法 重防腐B级 33
地上保温管道外防腐涂层做法 普通A级 34
地上保温管道外防腐涂层做法 普通B级 35
地上保温管道外防腐涂层做法 加强级 36
地上保温管道外防腐涂层做法 特加强级 37
地上保温管道外防腐涂层做法 重防腐A级 38
地上保温管道外防腐涂层做法 重防腐B级 39
普通钢板风管内防腐涂层做法 40
3.2 管道防腐涂层的现场补口、补伤 41
3.3 管道附件防腐涂层 42
管道配件 弯头、三通等 防腐涂层做法示意 42
管道支吊架防腐涂层做法示意 43
3.4 设备防腐要求和做法示意 44
室内地上设备防腐要求和做法示意 44
室外地上设备防腐要求和做法示意 46
3.5 罐体、箱体防腐要求和做法示意 48
储油罐防腐要求和做法示意 48
地上水箱 罐 防腐要求和做法示意 50
4 施工、验收与腐蚀监测、鉴别 52
4.1 施工与验收 52
4.2 腐蚀监测 56
4.3 既有系统防腐蚀状况鉴别与改造 58
5 附录 60
5.1 附录一:常用防腐蚀涂料的用途和性能 60
5.2 附录二:常用防腐蚀涂料技术指标 64

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