ANSI/AWWA C203-25:煤焦油防护涂层与内衬标准(2025 版)
译制单位:管道助手
ANSI/AWWA C203-25
输水钢管及管件用煤焦油防护涂层与内衬
美国国 家标准
生效日期:2026年1月1日
首版经董事会批准日期:1940年4月25日
本版本批准日期:2025年10月13日
经美国国 家标准学会批准日期:2025年9月10日
美国自来水厂协会(AWWA)
美国国 家标准学会(ANSI)
自1881年起制定标准
AWWA标准说明
本文件为美国自来水厂协会(AWWA)标准,而非技术规范。AWWA标准规定了最 低要求,不包含技术规范中通常涵盖的全部工程与管理信息。AWWA标准通常包含多项可选条款,需由标准使用者进行评估。除非使用者明确指定每项可选功能,否则产品或服务未被完整定义。AWWA发布本标准,不构成对任何产品或产品类型的认可,亦不对任何产品进行检测、认证或批准。AWWA标准的使用完全自愿。本标准不替代、优先于或取代任何政府主管部门发布的适用法律、法规或规范。AWWA标准旨在代表供水行业的共识,即所述产品可提供令人满意的使用性能。当AWWA对本标准进行修订或废止时,相关正式公告将发布于《AWWA期刊》的正式公告板块。相关措施自《AWWA期刊》发布正式公告当月的次月1日起生效。
美国国 家标准说明
美国国 家标准意味着与本标准范围和条款实质相关的各方已达成共识。美国国 家标准旨在作为指南,为制造商、消费者和公众提供协助。美国国 家标准的存在,绝不以任何形式阻止任何人(无论其是否批准本标准)生产、销售、采购或使用不符合本标准的产品、工艺或规程。美国国 家标准需定期复审,提醒使用者获取最 新版本。鼓励依据美国国 家标准生产产品的厂商,自行承担责任,在广告、宣传材料、标签或吊牌中声明产品符合特定美国国 家标准的要求。
警示声明
本标准封面标注的美国国 家标准学会(ANSI)批准日期,标志着ANSI审批流程的完成。本美国国 家标准可随时进行修订或废止。ANSI规程要求,自ANSI批准之日起不超过5年,必须对本标准进行复审确认、修订或废止。标准采购方可致信美国国 家标准学会(地址:纽约州纽约市美洲大道1180号10楼,邮编10036)、致电212.642.4900,或发送邮件至info@ansi.org,获取所有标准的最 新信息。
版权声明
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印刷版ISBN-13:978-1-64717-290-9
电子版ISBN-13:978-1-61300-810-2
数字对象标识符(DOI):http://doi.org/10.12999/AWWA.C203.25
编制人员
ANSI/AWWA C203标准修订工作组(钢管制造商技术咨询委员会SWPMTAC)
主席:丹·利比
• B.D. 凯尔,西北管道公司(犹他州盐湖城)
• D. 利比,蔡斯公司(马萨诸塞州韦斯特伍德)
• L. 麦金尼,沃姆布尔有限公司(得克萨斯州休斯顿)
钢管标准委员会(本标准审核与批准机构)
主席:小约翰·H. 班贝
副主席:罗伯特·J. 卡德
秘书:约翰·L. 卢卡
通用利益委员
• S.A. 阿尔瑙特(候补),得克萨斯州普莱诺
• 小约翰·H. 班贝,班贝工程服务公司(科罗拉多州阿瓦达)
• 罗伯特·J. 卡德,洛克伍德-安德鲁斯-纽纳姆有限公司(佐治亚州苏万尼)
• M.D. 戈塞特,HDR工程有限公司(科罗拉多州丹佛)
• M.B. 霍斯利(候补),霍斯利工程有限责任公司(堪萨斯州欧弗兰帕克)
• R. 伊萨,AECOM公司(得克萨斯州麦金尼)
• C.H. 柯比(候补),洛克伍德-安德鲁斯-纽纳姆有限公司(得克萨斯州休斯顿)
• R.A. 库法斯,挪威腐蚀与检测服务有限公司(加拿大不列颠哥伦比亚省阿伯茨福德)
• A.S. 莫恩,弗里兹-尼科尔斯有限公司(得克萨斯州达拉斯)
• D.L. 麦克弗森(候补),HDR工程公司(北卡罗来纳州夏洛特)
• A. 默多克,雅各布斯工程公司(犹他州霍拉迪)
• R. 奥尔特加,奥罗拉技术服务公司(得克萨斯州休斯顿)
• E.S. 拉尔夫(联络人,无投票权),AWWA标准工程师联络人(科罗拉多州丹佛)
• G. 拉蒙(联络人,无投票权),标准委员会联络人(佛罗里达州普拉西达)
• J.R. 斯诺,斯坦泰克公司(科罗拉多州丹佛)
• A.M. 斯坦顿,博威工程公司(加利福尼亚州帕萨迪纳)
• W.R. 惠登,伍尔珀特公司(佛罗里达州温特帕克)
生产商委员
• H.H. 巴尔达基扬,顾问(加利福尼亚州格伦代尔)
• D. 德尚特,德尚特基础设施服务公司(科罗拉多州奥罗拉)
• D.W. 邓克,汤普森管道集团(加利福尼亚州里亚尔托)
• B.D. 凯尔,西北管道公司(犹他州盐湖城)
• 约翰·L. 卢卡,美国螺旋焊管公司(南卡罗来纳州哥伦比亚)
• R.D. 米尔克(候补),西北管道公司(北卡罗来纳州罗利)
• L. 普林斯卢,唯特利公司(宾夕法尼亚州伊斯顿)
• B.E. 里普利(候补),唯特利公司(南卡罗来纳州列克星敦)
• G.F. 鲁赫蒂(候补),顾问(佛罗里达州蓬塔戈尔达)
• B.P. 辛普森(候补),美国铸铁管公司(阿拉巴马州伯明翰)
• R. 吴(候补),汤普森管道集团(得克萨斯州大草原城)
用户委员
• G.A. 安徒生,纽约市供水局(纽约州小颈)
• B. 巴卡,美国垦务局(科罗拉多州丹佛)
• B. 程,大温哥华水务局(加拿大不列颠哥伦比亚省本拿比)
• A. 弗洛里(候补),丹佛水务局(科罗拉多州丹佛)
• B. 方丹,圣地亚哥县水务局(加利福尼亚州圣地亚哥)
• J. 福克斯,坦帕湾水务局(佛罗里达州克利尔沃特)
• J. 加西亚(候补),南加州大都会水务局(加利福尼亚州拉文)
• S. 哈坦,塔兰特地区水务局(得克萨斯州沃斯堡)
• M. 洛比克,斯普林菲尔德给排水委员会(马萨诸塞州斯普林菲尔德)
• T. 彭,南加州大都会水务局(加利福尼亚州洛杉矶)
• V. 斯库特尔尼库,洛杉矶水电局(加利福尼亚州洛杉矶)
• J. 希奇(候补),洛杉矶水电局(加利福尼亚州洛杉矶)
目录
章节 | 内容 | 页码 |
前言 | ||
Ⅰ 引言 | vii | |
Ⅰ.A 背景 | vii | |
Ⅰ.B 发展历程 | vii | |
Ⅰ.C 标准采信 | vii | |
Ⅱ 特殊事项 | ix | |
Ⅱ.A 产品应用咨询信息 | ix | |
Ⅲ 本标准的使用 | ix | |
Ⅲ.A 采购方可选条款与替代方案 | ix | |
Ⅲ.B 标准的修改 | x | |
Ⅳ 主要修订内容 | x | |
标准正文 | ||
1 总则 | 1 | |
1.1 范围 | 1 | |
1.2 目的 | 1 | |
1.3 适用性 | 2 | |
2 规范性引用文件 | 3 | |
3 术语和定义 | 4 | |
4 技术要求 | 6 | |
4.1 设备 | 6 | |
4.2 材料与工艺 | 6 | |
4.3 热涂煤焦油瓷漆体系用材料 | 6 | |
4.4 热涂煤焦油瓷漆体系的表面处理 | 10 | |
4.5 热涂煤焦油瓷漆体系的施工 | 11 | |
4.6 管件的热涂煤焦油瓷漆涂层与内衬施工 | 22 | |
4.7 热涂煤焦油瓷漆体系的修补 | 23 | |
4.8 热涂煤焦油胶带体系用材料 | 24 | |
4.9 热涂煤焦油胶带体系的表面处理 | 24 | |
4.10 热涂煤焦油胶带体系的施工 | 25 | |
4.11 热涂煤焦油胶带体系的修补 | 27 | |
4.12 现场施工规程 | 27 | |
5 验证 | 27 | |
5.1 材料预认证 | 27 | |
5.2 煤焦油涂层体系的预认证要求 | 28 | |
5.3 质量保证与记录 | 39 | |
5.4 采购方的检验与测试 | 39 | |
5.5 已施工体系的质量控制要求 | 39 | |
6 交付 | 41 | |
6.1 标识 | 41 | |
6.2 包装与储存 | 41 | |
6.3 合规声明 | 41 | |
表1 | 煤焦油瓷漆的物理性能 | 6 |
表2 | 基布与外包覆布的物理性能 | 8 |
表3 | 内包覆布的物理性能 | 9 |
表4 | 胶带的物理性能 | 24 |
前言
本前言仅为参考信息,不构成ANSI/AWWA C203标准的正式内容。
Ⅰ 引言
Ⅰ.A 背景
自20世纪30年代中期以来,热涂煤焦油瓷漆一直被用于输水钢管的腐蚀防护,既可用作内部内衬,也可用作外部涂层。作为内衬使用时,煤焦油瓷漆无需增强或屏蔽处理,通过离心工艺将热熔瓷漆浇筑至管道内部,形成光滑、水力摩擦阻力低的内衬层。作为外部涂层使用时,按要求需采用玻璃纤维内、外包覆布对煤焦油瓷漆进行增强。此类玻璃纤维布已替代了原有的石棉毡等纤维材料——因石棉相关健康问题,石棉毡曾作为标准包覆布使用多年,目前已被淘汰。玻璃纤维内、外包覆布现已成为煤焦油瓷漆涂层的常规增强材料。
Ⅰ.B 发展历程
首部AWWA煤焦油瓷漆标准于1940年4月25日获批,编号为7A.5(适用于公称直径30英寸/750mm及以上的输水钢管)和7A.6(适用于公称直径30英寸/750mm以下的输水钢管)。上述文件分别于1949年10月3日、1950年6月21日、1951年5月1日、1955年7月14日完成修订。
1951年,7A.5和7A.6标准编号分别变更为AWWA C203和AWWA C204。
1957年3月27日,经修订批准,两项标准合并为单一文件,编号为AWWA C203。后续AWWA董事会分别于1962年1月23日、1966年5月22日、1973年1月29日、1978年6月25日、1986年1月26日、1991年6月23日、1998年2月1日、2002年1月20日、2015年6月7日、2020年10月26日批准了该标准的修订版本。本版本于2025年10月13日获批。
Ⅰ.C 标准采信
1985年5月,美国环境保护署(USEPA)与以美国国 家卫生基金会(NSF)为首的联合体签订合作协议,旨在制定自愿性第三方共识标准,以及饮用水直接和间接添加剂的认证体系。原联合体其他成员包括水研究基金会(前身为AwwaRF)、州卫生与环境管理者协会(COSHEM)。美国自来水厂协会(AWWA)与州饮用水管理者协会(ASDWA)后续加入该联合体。
在美国,饮用水接触类产品的监管权限归各州所有,地方机构可制定比州级要求更严格的规定。为评估产品及产品中饮用水添加剂的健康影响,各州和地方机构可参考以下依据:
1. 州或地方机构的专项政策;
2. 由NSF主导制定的四项标准:NSF/ANSI/CAN 60《饮用水处理化学品-健康效应》、NSF/ANSI/CAN 61《饮用水系统组件-健康效应》、NSF/ANSI/CAN 372《饮用水系统组件-铅含量》、NSF/ANSI/CAN 600《饮用水中化学品的健康效应评估与准则》;
3. 其他参考依据,包括AWWA标准、《食品化学品法典》、《水化学品法典》,以及州或地方机构认定适用的其他标准。
多家认证机构可依据NSF/ANSI/CAN 61开展产品认证工作。各州或地方机构有权在其管辖范围内认可或认定认证机构资质,不同辖区对认证机构的资质认定要求可能存在差异。
NSF/ANSI/CAN 600(原收录于NSF/ANSI/CAN 60和61的附录A《毒理学评审与评估规程》)未对USEPA未制定最终最大污染物限值(MCL)的物质规定污染物最大允许水平(MAL)。非管控污染物的MAL值基于毒性测试指南(非致癌物)和风险表征方法(致癌物)确定。不同认证机构执行NSF/ANSI/CAN 600规程的方式可能存在差异。
ANSI/AWWA C203未对添加剂要求作出规定。因此,本标准使用者应咨询具有管辖权的州或地方机构,以实现以下目的:
1. 确定添加剂相关要求,包括适用标准;
2. 确认为饮用水接触/处理产品提供认证的所有机构的认证有效性;
3. 获取产品认证的最 新信息。
美国境外使用者应联系当地具有管辖权的相关主管部门。
Ⅱ 特殊事项
Ⅱ.A 产品应用咨询信息
本标准基于性能指标对煤焦油防护涂层与内衬进行定义,确立了长期防腐蚀所需的质量要求。本标准适用于地下或水下安装的输水钢管内外涂层与内衬。若预计涂层管道需在地面长期存放,应考虑涂层抗紫外线老化及其他大气、环境条件的能力。
Ⅲ 本标准的使用
AWWA标准使用者有责任确认标准所述产品适用于其拟定的特定应用场景。
Ⅲ.A 采购方可选条款与替代方案
采购方应明确以下信息:
1. 采用的标准,即最 新修订版ANSI/AWWA C203《输水钢管及管件用煤焦油防护涂层与内衬》;
2. 对本标准可能需要的任何例外条款;
3. 运行温度;
4. 涂层施工地点的环境相关要求;
5. 管道的公称直径、长度、敷设位置,包括展示管道全部细节所需的图纸;
6. 本标准涵盖材料的施工与使用应符合制造商提供的警示说明、操作指南,以及现行联邦和地方政府法规;
7. 联邦、州、省、地区及地方相关要求的细节(见4.2.1节);
8. 对于非饮用水应用场景,是否要求符合NSF/ANSI/CAN 61《饮用水系统组件-健康效应》(见4.2.2.3节);
9. 若仅采购符合本标准4.3节要求的材料,采购方应明确以下材料的用量:(1)各类型底漆(见4.3.1.1节);(2)各类型煤焦油瓷漆(见4.3.1.2节及表1);(3)外包覆布(见4.3.1.3节);(4)玻璃纤维内毡(见4.3.1.4节)。同时应明确是否要求提供合规声明(见6.3节);
10. 液态胶粘剂的类型(见4.3.1.1节);
11. 煤焦油瓷漆的类型(见4.3.1.2节);
12. 外包覆布的类型(见4.3.1.3节);
13. 需做内部防护的管道长度(见4.5.1.1节);
14. 需做以下防护的管道长度:(1)常规外部防护(见4.5.1.2节),以及对白垩涂料、水乳型乳胶漆或牛皮纸面漆的选型偏好;(2)特殊地下/水下工况所需的各类附加外部防护(见4.5.10节);
15. 涂层体系的厚度要求(见4.5.1.3节与4.5.10节);
16. 管段端部内衬与涂层的预留长度(见4.5.8节);
17. 管端的内衬与涂层施工要求(见4.5.9节);
18. 若仅采购符合本标准4.8节要求的材料,除第19项外,采购方还应明确:(1)液态胶粘剂用量(见4.8.1.1节);(2)胶带用量(见4.8.1.2节);以及是否要求提供合规声明(见6.3节);
19. 胶带厚度(见表4);
20. 附着力测试要求(见4.10.4节);
21. 可能需要的附加外部防护措施。通常外部涂层包含玻璃纤维内包覆布与外包覆布(见4.5.10节);
22. 材料样品要求(如有,见5.1节);
23. 检验与测试要求(见5.4节);
24. 涂层厚度检测的测试频率(见5.5.4节);
25. 合规声明要求(如有,见6.3节)。
Ⅲ.B 标准的修改
对本标准中的条款、定义或术语的任何修改,均需由采购方明确规定。
Ⅳ 主要修订内容
本版本对标准的主要修订内容如下:
1. 更新了前言中Ⅰ.C节“标准采信”内容,采用标准委员会最 新表述,新增了对NSF/ANSI/CAN 372和NSF/ANSI/CAN 600的引用;
2. 更新了标准标题与1.1节“范围”,新增“管件”相关内容(管件原已纳入标准适用范围,但未在标题和范围中明确);
3. 新增1.1.2节“本标准未涵盖的工况”;
4. 新增1.1.3节“其他基材”,明确本标准被引用用于碳钢以外基材时的相关注意事项;
5. 更新了第3节“术语和定义”,删除了“喷砂”“日间”术语,新增“再生水”“供应商”“废水”术语;
6. 更新了4.2.1节“材料”,采用标准委员会最 新通用表述,新增废水应用场景的相关说明;
7. 更新了4.2.2节“认证”,新增对NSF/ANSI/CAN 600的引用;
8. 删除了表1中的使用温度限值(相关内容已在1.1.1节“最高使用温度”中说明,与其他涂层内衬标准保持一致);
9. 修订了4.3.2节“保质期”;
10. 更新了4.4节“热涂煤焦油瓷漆体系的表面处理”与4.9节“热涂煤焦油胶带体系的表面处理”,修订后格式与其他涂层内衬标准保持一致;
11. 重新梳理并更新了第5节“验证”,内容与格式均与其他涂层内衬标准保持一致;
12. 删除了原5.2节“电气检测”,相关内容已整合至5.5.2节中做通用说明;
13. 重新梳理并更新了第6节“交付”,内容与格式均与其他涂层内衬标准保持一致。
Ⅴ 意见反馈
如对本标准有任何意见或问题,可致电AWWA工程与技术服务部303.794.7711,致信该部门(地址:科罗拉多州丹佛市西昆西大街6666号,邮编80235-3098),或发送邮件至standards@awwa.org。
标准正文
第1节 总则
1.1 范围
本标准规定了供水行业埋地输水钢管及管件用煤焦油防护涂层与内衬体系的最 低要求。
1.1.1 最高使用温度:AWWA钢管涂层与内衬标准的制定基于饮用水的使用温度。具体工况与限值请咨询涂层制造商。
1.1.2 本标准未涵盖的工况:本标准所述涂层体系不适用于涂层/内衬体系施工完成后需进行弯折的管道。
1.1.3 其他基材:当本标准被引用用于碳钢以外的基材时,本标准所列的表面处理方法、施工方法与性能数据可能不适用,应咨询涂层制造商。
1.2 目的
本标准旨在规定输水钢管及管件用热涂瓷漆与热涂胶带型煤焦油防护涂层和内衬的相关要求,包括材料、施工、检验、测试、性能要求、包装与储存要求。
1.3 适用性
本标准可在采购文件中引用,适用于输水钢管热涂煤焦油防护涂层与内衬的采购,同时适用于特殊管段、接口与管件外部的热涂煤焦油胶带施工。仅当本文件被引用时,本标准条款方生效,且仅适用于热涂煤焦油瓷漆体系的输水钢管防护涂层与内衬,以及特殊管段、接口与管件外部的热涂煤焦油胶带。
第2节 规范性引用文件
本标准引用了以下文件。其最 新版本在本标准规定范围内,构成本标准的组成部分。如出现内容冲突,以本标准要求为准。
• ANSI/AWWA C205 《公称直径4英寸(100mm)及以上输水钢管用厂涂水泥砂浆防护内衬与涂层》
• ANSI/AWWA C209 《输水钢管及管件用胶带涂层》
• ANSI/AWWA C216 《输水钢管及管件用热收缩交联聚烯烃涂层》
• ANSI/AWWA C604 《公称直径4英寸(100mm)及以上埋地输水钢管安装规范》
• ASTM D5/D5M 《沥青材料针入度标准测试方法》
• ASTM D36/D36M 《沥青软化点标准测试方法(环球法)》
• ASTM D71 《固体沥青与沥青相对密度标准测试方法(排水法)》
• ASTM D146/D146M 《屋面与防水用沥青浸渍毡和机织织物取样与测试标准方法》
• ASTM D388 《煤的牌号分类标准》
• ASTM D546 《沥青混合料用矿物填料筛分分析标准测试方法》
• ASTM D689 《纸张内抗撕裂性标准测试方法》
• ASTM D737 《纺织织物透气性标准测试方法》
• ASTM D882/D882M 《薄塑料片材拉伸性能标准测试方法》
• ASTM D2415 《煤焦油与沥青中灰分标准测试方法》
• ASTM D4417 《喷砂清理钢材表面轮廓现场测量标准测试方法》
• ASTM D7091 《黑色金属上非磁性涂层、有色金属上非磁性非导电涂层干膜厚度无损测量标准规程》
• ASTM G8 《涂层钢管阴极剥离标准测试方法》
• ISO 719 《玻璃-98℃下玻璃颗粒耐水性-测试方法与分级》
• NACE SP0274 《管道涂层高压电气检测规范》
• NSF/ANSI/CAN 61 《饮用水系统组件-健康效应》
• SSPC-SP 1 《溶剂清理》
• SSPC-SP 2 《手工工具清理》
• SSPC-SP 3 《动力工具清理》
• SSPC-SP 6/NACE No.3 《商业级喷砂清理》
• SSPC-SP 7/NACE No.4 《扫掠级喷砂清理》
• SSPC-SP 10/NACE No.2 《近白级金属喷砂清理》
• SSPC-SP 15 《商业级动力工具清理》
• TAPPI T411 《纸张、纸板及复合纸板的厚度(厚度计)测试方法》
• TAPPI T414 《纸张内抗撕裂性(埃尔门多夫法)》
第3节 术语和定义
本标准适用以下术语定义:
1. 施工方:实施涂层和/或内衬施工作业的单位。
2. 离心浇筑:将煤焦油瓷漆施工于管道内表面的工艺。将熔融的煤焦油瓷漆注入管道,通过管道绕纵轴旋转产生的离心力,使瓷漆均匀附着于管道内壁,直至瓷漆冷却、固化并与管道粘结牢固。
3. 制造商:生产、加工或制造材料或产品的单位。
4. 饮用水:安全、适用于饮用与烹饪的水。
5. 采购方:采购任何材料或待实施工程的个人、公司或组织。
6. 再生水:经处理后可实现有益回用的废水。
7. 供应商:提供材料或服务的单位,供应商可为制造商,也可不为制造商。
8. 废水:住宅、商业建筑、工业厂房、公共机构排出的液体与水载废弃物的混合体,同时包括可能混入的地下水、地表水与雨水。
第4节 技术要求
4.1 设备
施工方用于表面处理与涂层施工的设备,其设计、制造与工况应能满足本标准规定的规程要求,并达到本标准规定的效果,同时应符合涂层制造商的推荐要求。
4.2 材料与工艺
4.2.1 材料:材料应符合《安全饮用水法》,以及联邦、州、省、地区或其他主管部门针对饮用水、废水、再生水系统发布的适用法规要求。废水应用场景可能需要额外的测试、认证或更高的最小干膜厚度,以确保使用适用性,相关内容不在本标准范围内。不符合本标准要求的材料或工艺,在最终验收前的任何阶段均可予以拒收。
4.2.2 认证:当有合规要求时,饮用水接触材料应通过NSF/ANSI/CAN 61认证,满足NSF/ANSI/CAN 600的健康效应要求。
4.2.3 人员:涂层与内衬的全部施工作业,应由经过煤焦油体系施工培训的人员完成。
4.3 热涂煤焦油瓷漆体系用材料
4.3.1 热涂煤焦油瓷漆体系组成:本节规定了输水钢管及管件热涂煤焦油瓷漆内衬与防护涂层体系所用液态胶粘剂、煤焦油瓷漆、内包覆布、外包覆布与面漆的组成与物理性能要求。液态胶粘剂与煤焦油瓷漆应由同一制造商供应。
4.3.1.1 液态胶粘剂:本标准涵盖A型(煤焦油基)、B型(快干合成型)、C型(双组分热固型液态环氧)三类液态胶粘剂。除非采购方明确指定使用A型液态胶粘剂,否则应使用B型或C型液态胶粘剂(可在所有指定使用煤焦油瓷漆的工况下使用)。在施工现场大气排放法规限制A型、B型液态胶粘剂使用的区域,若其他树脂基液态胶粘剂与配套煤焦油瓷漆复合后满足表1的性能要求,并经采购方批准,可等效替代本标准规定的A、B、C型液态胶粘剂。替代材料的表面处理与施工体系请咨询制造商。
1. A型液态胶粘剂:煤焦油基液态胶粘剂应仅由精制煤焦油沥青与精炼煤焦油经合理调配制成,可冷态刷涂或喷涂,能在金属基材与后续煤焦油瓷漆涂层之间形成有效粘结。
存在以下任一情况时,不得在实验室测试或现场使用中指定A型液态胶粘剂:
(1)A型胶粘剂施工后,瓷漆施工间隔小于16h或大于72h;
(2)温湿度条件无法保证液态胶粘剂在24h内充分干燥并与瓷漆形成有效粘结;
(3)管道涂刷I型瓷漆,且将在30°F(-1℃)以下环境中进行搬运。
2. B型液态胶粘剂:快干合成型液态胶粘剂应由氯化橡胶、合成增塑剂与溶剂组成,各组分经合理复配制成,可冷态刷涂或喷涂,能在金属基材与后续煤焦油瓷漆涂层之间形成稳定、有效的粘结。
3. C型液态胶粘剂:快固化双组分液态环氧体系,利用热瓷漆的潜热实现体系固化。各组分经合理复配制成,可在环境温度下刷涂或喷涂,能在金属基材与后续煤焦油瓷漆涂层之间形成稳定、有效的粘结。
4.3.1.2 煤焦油瓷漆:煤焦油应来自于无湿无灰基最 低热值为13000 Btu/lb(7.233×10⁶ cal/kg)的煤种(符合ASTM D388),且煤需在槽式焦炉中经不低于1652°F(900℃)的温度碳化制得。煤焦油瓷漆分为I型和II型,由采购方指定。按5.2节规定测试时,瓷漆应满足表1所列物理性能要求,由特殊精制煤焦油沥青、相容油与惰性矿物填料复配制成,不得含有任何石油基或天然基沥青。
表1 煤焦油瓷漆的物理性能
测试项目 | I型瓷漆 | II型瓷漆 | 测试方法 | ||
最小值 | 最大值 | 最小值 | 最大值 | ||
软化点 | 220°F(104℃) | 240°F(116℃) | 220°F(104℃) | 240°F(116℃) | 5.2.14节 |
灰分(质量分数)/% | 25 | 35 | 25 | 35 | 5.2.16节 |
200目筛填料通过率(质量分数)/% | 90 | - | 90 | - | ASTM D546 |
77°F(25℃)下的相对密度 | 1.4 | 1.6 | 1.4 | 1.6 | ASTM D71 |
针入度(77°F/25℃,100g荷载,5s)/0.1mm | 5 | 10 | 10 | 20 | 5.2.2节 |
针入度(115°F/46.1℃,50g荷载,5s)/0.1mm | 12 | 30 | 15 | 55 | 5.2.2节 |
高温流挂测试(160°F/71℃) | - | 1/16英寸(1.6mm) | - | 1/16英寸(1.6mm) | 5.2.4节 |
低温开裂测试(-10°F/-23.3℃) | - | 无开裂 | - | 不适用 | 5.2.5节 |
低温开裂测试(-20°F/-28.9℃) | - | 不适用 | - | 无开裂 | 5.2.5节 |
冲击测试(77°F/25℃,650g钢球,8英尺落高) | 5.2.7节 | ||||
正向冲击剥离面积 | - | 16平方英寸(10323mm²) | - | 10平方英寸(6452mm²) | |
反向冲击剥离面积 | - | 6平方英寸(3871mm²) | - | 2平方英寸(1290mm²) | |
剥离测试 | - | 无剥离 | - | 无剥离 | 5.2.6节 |
阴极剥离 | - | 9mm(0.35英寸) | - | 9mm(0.35英寸) | 5.2.22节 |
注:静态环境温度高于5°F(-15℃)时,采用77°F(25℃)针入度5~10的瓷漆;温度低于5°F(-15℃)、高于-10°F(-23℃)时,采用针入度10~15的瓷漆;温度低于-10°F(-23℃)、高于-20°F(-29℃)时,采用针入度15~20的瓷漆(静态环境指管道非搬运工况)。77°F(25℃)针入度5~10的I型瓷漆,应配套B型或C型液态胶粘剂测试。
4.3.1.3 外包覆布
1. 基本要求:外包覆布应为表2规定的1、2、3型玻璃纤维毡基材,或经符合4.3.1.2节要求的煤焦油浸渍剂均匀浸渍并厚涂的1、2、3型玻璃纤维毡,浸渍剂应与煤焦油瓷漆涂层相容。外包覆布应具备均匀的孔隙率,可使空气与烟气排出,同时使热熔涂层渗透包覆布,确保与外表面熔合。
2. 质量要求:外包覆布分为1、2、3型,由采购方指定。按5.2节测试时,外包覆布应满足表2所列物理性能要求。
3. 外观要求:按ASTM D146/D146M测试时,成品外包覆布表面应均匀,无孔洞、裂口及其他可见缺陷。增强纱线应在整个宽度上均匀分布。可在外包覆布表面施加细矿物粉料(表面处理剂),防止成卷外包覆布层间粘连。包装前,应通过刷除或其他合适方式清除表面松散、未粘结的粉料。在32~100°F(0~38℃)温度下展开时,外包覆布不应发生过度自粘导致撕裂。
表2 基布与外包覆布的物理性能
测试项目 | 单位 | 1型 | 2型 | 3型 | 测试方法 |
基布性能 | |||||
玻璃纤维毡基材类型 | 非织造玻璃纤维薄毡(增强型/非增强型) | 机织玻璃纤维布 | 锁焊玻璃纤维网格布与玻璃纤维薄毡复合层 | - | |
浸渍前基布单位面积质量最小值 | 磅/100平方英尺(g/m²) | 1.7(83) | 3.5(170) | 1.8(90) | ASTM D146/D146M |
外包覆布性能 | |||||
最小厚度 | 密耳(mm) | 30(0.76) | 30(0.76) | 30(0.76) | 5.2.10节 |
平均最小断裂强力 | |||||
- 纵向最小值 | 磅力/英寸(N/m) | 35(6130) | 90(15760) | 90(15760) | 5.2.11节 |
- 横向最小值 | 磅力/英寸(N/m) | 27(4730) | 90(15760) | 90(15760) | 5.2.11节 |
柔韧性(77°F/25℃,1英寸芯轴,2s弯折180°) | 无开裂 | 无开裂 | 无开裂 | 5.2.8节 | |
加热质量损失最大值(2h,180°F/82℃) | 质量分数/% | 2 | 2 | 2 | 5.2.9节 |
4.3.1.4 玻璃纤维内包覆布(内毡)
1. 基本要求:玻璃纤维内包覆布应为薄型、柔性、均匀的毡材,由玻璃纤维通过合适的树脂粘结成开放多孔结构,分为增强型与非增强型。内包覆布应与配套使用的热涂煤焦油瓷漆涂层相容,其质地应能完全嵌入涂层材料中。
2. 质量要求:内包覆布应满足表3的要求,玻璃材质按ISO 719测试时,耐水性等级应不低于3级。
3. 外观要求:内包覆布表面应均匀,无孔洞、撕裂及其他可见缺陷。
表3 内包覆布的物理性能
测试项目 | 单位 | 要求 | 测试方法 |
最小单位面积质量 | 磅/100平方英尺(g/m²) | 0.91(45) | ASTM D146/D146M |
最小厚度 | 密耳(mm) | 13(0.33) | ASTM D146/D146M |
埃尔门多夫撕裂强度最小值 | |||
- 纵向 | 磅(g) | 0.22(100) | 5.2.18节 |
- 横向 | 磅(g) | 0.22(100) | 5.2.18节 |
最小断裂强力 | |||
- 纵向 | 磅力/英寸(N/m) | 13(2280,增强型);4(700,非增强型) | 5.2.19节 |
- 横向 | 磅力/英寸(N/m) | 4(700) | 5.2.19节 |
柔韧性(73°F/23℃,1/4英寸芯轴,2s弯折) | 无开裂 | 5.2.20节 | |
孔隙率(最小/最大) | 英寸水柱(mm水柱) | 0.022~0.076(0.6~1.9) | 5.2.21节 |
4.3.1.5 牛皮纸:应采用60磅(27.2kg)平滑型湿强防水牛皮纸(含奎隆添加剂或等效产品),可间隔印制制造商名称。
注:60磅(27.2kg)指500张24英寸×36英寸(610mm×914mm)纸张的重量。
4.3.1.6 白垩涂料:所用白垩涂料应按以下配比由水、熟亚麻籽油、精制生石灰与盐配制而成:
组分 | 用量 |
水 | 50加仑(189L) |
熟亚麻籽油 | 1加仑(3.86L) |
生石灰 | 150磅(68kg) |
盐 | 10磅(4.5kg) |
配制工艺:先将盐与水混合,随后缓慢同步加入亚麻籽油与生石灰,所有组分充分混合后,静置不少于3天方可使用。
4.3.1.7 水乳型乳胶漆:所用乳胶漆应为水不溶性成膜高分子量(100000及以上)合成聚合物在水中的稳定着色分散体。施工干燥后,漆膜应能附着于煤焦油瓷漆表面,呈白色、耐水,且可在户外环境中至少90天不发生老化降解。漆膜因煤焦油瓷漆发生变色,不得作为拒收依据。
不得在潮湿表面、干燥前可能遭遇雨淋的表面施工;相对湿度大于80%时,或环境气温/基材温度低于40°F(4℃)时,不得施工。
4.3.2 保质期:各组分应在未开封的原包装中,按制造商推荐要求储存。储存后材料不应出现不稳定或过度沉降,应可轻松、完全再分散为光滑均匀的稠度。各组分应经正确混合与施工,实现合格的干燥与固化效果。超过制造商规定保质期的储存材料不得使用。
4.4 热涂煤焦油瓷漆体系的表面处理
4.4.1 表面缺陷:毛刺、 gouge(凿痕)、焊接飞溅等表面缺陷,应通过锉削、打磨清除,或以其他方式修正,避免施工涂层出现针孔。
4.4.2 溶剂清理:磨料喷砂清理前,应对待涂/待衬表面进行检查,必要时按SSPC-SP 1进行清理。仅可使用无残留的溶剂进行清理。
4.4.3 清理方法:应采用干磨料喷砂清理对表面进行处理。若制造商推荐更高等级的表面处理,或涂层需满足4.3节要求需更高处理等级,应达到对应表面处理等级。
4.4.3.1 干磨料喷砂清理:干磨料喷砂清理后,表面清洁度应至少达到SSPC-SP 6/NACE No.3(商业级喷砂清理)要求。喷砂轮廓应呈棱角状,深度应符合制造商推荐要求;若制造商无明确推荐,轮廓深度应在1.5~3.5密耳(38~89μm)范围内,按ASTM D4417测试。
4.4.4 其他清理注意事项:清理作业应在金属温度高于露点3°F(5℃)以上时进行。设备可做接地处理,减少静电吸附粉尘。可采用预热方式去除水分。
4.4.5 与原有涂层的搭接:与原有已施工涂层区域搭接时,必须遵循涂层制造商的说明。
4.4.6 空气吹扫:应采用无污染物的压缩空气,对管道已处理基材表面的粉尘、磨料及其他异物进行吹扫,吹扫方式不得损伤已清理表面、其他已清理管道及待涂/待衬管道。经采购方批准,可采用真空清理或其他方式替代压缩空气。
4.4.7 防潮与防污染:已清理的管道表面应防止结露、受潮、雨淋、霜冻、积雪及其他污染。若出现闪锈或其他污染,应在涂层/内衬施工前,采用相应方式处理,使管道表面恢复至4.4.3节规定的原始表面处理等级。
4.5 热涂煤焦油瓷漆体系的施工
4.5.1 一般要求:施工方应提供所需的人工、设备与材料,对待涂/待衬表面进行处理,并在表面施工液态胶粘剂与煤焦油瓷漆。除4.5.9节(管端)与4.6节(管件、现场接口)另有规定外,直管段的内衬与涂层应在工厂内按本标准规定采用机械方式施工。
4.5.1.1 管道内衬:管道内壁应先涂刷一层液态胶粘剂,再施工热涂煤焦油瓷漆。公称直径小于24英寸(600mm)的管道,其接口连接方式应避免人员进入管道完成接口处煤焦油内衬的施工与修补。公称直径24英寸(600mm)及以上的管道,可按采购方指定方式连接。
4.5.1.2 管道涂层:最 低要求为一道液态胶粘剂+一道热涂煤焦油瓷漆,瓷漆外施工指定的单层外包覆布,随后采用一道耐水白垩涂料、水乳型乳胶漆,或一层牛皮纸做面漆。除非采购方明确指定面漆类型,否则由施工方自主选择。附加外部防护涂层体系见4.5.10节。
4.5.1.3 体系厚度:液态胶粘剂+煤焦油瓷漆用作内衬时,管体处厚度应为2±1/32英寸(2.4±0.8mm)。外涂层体系结构应为:液态胶粘剂+2±1/32英寸(2.4±0.8mm)厚煤焦油瓷漆+外包覆布+面漆。采购方可指定更厚的体系。
4.5.2 液态胶粘剂在金属表面的施工:喷砂后的钢材表面应清除粉尘与磨料,喷砂清理完成后应立即施工液态胶粘剂。施工时表面必须保持干燥。A型、B型液态胶粘剂应按制造商推荐要求表干;C型液态胶粘剂应按制造商推荐要求施工,且在热瓷漆施工前不得固化或干燥。
4.5.2.1 污染或增稠的A型液态胶粘剂:禁止使用因溶剂蒸发而污染或增稠的A型液态胶粘剂。
4.5.2.2 液态胶粘剂施工方法:施工方可自主选择手工刷涂、喷涂或其他合适方式,按液态胶粘剂制造商提供的施工说明进行施工。喷涂设备应配备带机械搅拌的压力罐,以及可去除气源中油分与游离水的气水分离器。
4.5.2.3 低温/高湿环境下的液态胶粘剂施工:低温环境下,当钢材温度低于45°F(7℃),或钢材表面出现结露时,应将钢材预热至85~100°F(30~38℃)左右,并在液态胶粘剂施工前保持该温度足够时长,确保管道表面干燥。施工过程中,钢管温度最 低应高于45°F(7℃),且高于露点3°F(5℃)以上。为便于喷涂与展涂,施工过程中可将液态胶粘剂加热并保持不超过120°F(49℃)的温度。
4.5.2.4 液态胶粘剂干燥时间:液态胶粘剂的最短与最长干燥时间,即胶粘剂施工与瓷漆施工之间的允许间隔,应符合液态胶粘剂制造商的推荐要求。C型环氧液态胶粘剂在热瓷漆施工前不得干燥或固化。若胶粘剂施工后,未在允许的最长间隔内施工瓷漆,应对管道补涂一道薄的液态胶粘剂;或经采购方判定,通过重新喷砂彻底去除原有胶粘剂层,重新涂刷。
4.5.2.5 施工后液态胶粘剂层的状态:完工的液态胶粘剂涂层应均匀,无流挂、流淌、下垂、滴漏与可见针孔。出现上述缺陷时,应通过刮除清理后补涂;或经采购方判定,重新喷砂并重新涂刷。应采取合适措施,保护未干的液态胶粘剂免受雨淋、雾、潮气、飞溅、粉尘及其他异物污染,直至胶粘剂完全硬化并完成瓷漆施工。
4.5.3 瓷漆制备设备
4.5.3.1 一般要求:煤焦油瓷漆应在带搅拌的加热釜中加热,加热釜应配备精 准、易读的记录式温度计,温度计应经过校准。温度记录图表可作为因加热/操作不当(或两者兼具)导致瓷漆拒收的判定依据。
4.5.3.2 操作釜:应配备足够数量的操作釜/供料釜,确保瓷漆可按施工流程正确加热。操作釜应配备机械搅拌器,实现瓷漆的连续搅拌。禁止使用无搅拌装置、专为屋面行业材料加热设计的屋面釜。加热釜应配备可锁紧的铰接式釜盖,加热与施工过程中应关闭釜盖,仅在加料与搅拌时可打开。对于现场修补作业,采购方可允许持续使用容量不超过50加仑(189L)的加热釜。
4.5.3.3 釜体滤网:瓷漆施工时,加热釜应配备目数不低于6目(3.2mm)的滤网,滤除可能导致成品涂层出现缺陷的异物或有害杂质。
4.5.4 瓷漆制备与供料
4.5.4.1 一般要求:可采用熔融状态的瓷漆批量配送,替代桶装固态瓷漆。熔融瓷漆可直接输送至供料釜或操作釜。禁止将操作釜中的瓷漆在施工温度下存放超过瓷漆制造商推荐的时长。
供料釜中加热的瓷漆,不得超过制造商推荐的温度与熔融时长。非机械搅拌型操作釜,使用过程中不得连续补充未熔融瓷漆,应在整釜物料用完、彻底清理后,再加入下一釜未熔融瓷漆。
4.5.4.2 釜体加料:向釜中加入固态瓷漆时,应将瓷漆破碎为适配加热设备的尺寸。
4.5.4.3 瓷漆防护:固态与熔融状态的瓷漆,在加热与施工前后,均应保持干燥、无污物。
4.5.4.4 瓷漆加热:固态瓷漆加料后,应熔融并升温至施工温度,避免釜壁局部超温损伤瓷漆。批量配送的熔融瓷漆,可从供料釜输送至操作釜,或直接送至溢流槽。瓷漆施工温度应符合瓷漆制造商的推荐要求。热熔瓷漆应连续搅拌至少5min,搅拌间隔不得超过15min(无论瓷漆是否正在从釜中出料或待用)。应采用铁质桨叶搅拌,禁止使用木质桨叶。
4.5.4.5 瓷漆温度与釜内停留限值:瓷漆在供料釜与操作釜中的最高加热温度、施工温度下的最长釜内停留时间,均应符合瓷漆制造商的推荐要求。
4.5.4.6 过热或超期停留的瓷漆:加热温度超过最高允许值,或在施工温度下停留时间超过最长推荐时长的瓷漆,应作报废与拒收处理。禁止对瓷漆进行助熔处理。
4.5.4.7 未使用的瓷漆:单次加热后釜内剩余的瓷漆,加入新批次时的占比不得超过批次总量的10%。釜体应排空并清理,清理出的残余物料不得混入任何瓷漆中,应直接废弃。
4.5.4.8 瓷漆针入度损失限值:施工后的瓷漆,应至少保留77°F(25℃)下原始瓷漆针入度的50%,该指标可作为熔融与操作工艺合格的判定依据。采购方可定期对管道施工过程中的瓷漆取样测试。若任一釜内瓷漆的针入度低于77°F(25℃)下原始针入度的50%,采购方可拒收该釜内的全部瓷漆。
4.5.5 涂瓷前胶粘剂涂层管道的状态
4.5.5.1 表面清洁/低温/高湿工况:瓷漆施工时,涂有胶粘剂的钢材表面必须干燥、清洁。低温、雨雪、大雾天气下,除非待涂/待衬表面有合适的防护棚,否则不得施工瓷漆。低温环境下,当管道表面温度低于45°F(7℃),或雨雪、大雾天气下冷管道表面易结露时,涂瓷前应对涂有胶粘剂的管道进行预热。
4.5.5.2 涂有胶粘剂管道的预热:预热应采用可将管道均匀加热至推荐温度、且不损伤液态胶粘剂的方式,钢管温度不得超过160°F(71℃)。
4.5.6 管道内壁瓷漆施工
4.5.6.1 一般要求:非异形件管道内壁的瓷漆施工,应采用离心浇筑工艺,可选择料槽法(4.5.6.4节)或回缩式溢流槽/进料管法(4.5.6.5节)。禁止采用管道一端抬高、旋转管道同时向管内倾倒热熔瓷漆的施工方式。
4.5.6.2 施工后瓷漆状态:施工过程中,管道应以最 佳转速旋转,形成光滑、有光泽、厚度均匀的内衬。成品瓷漆内衬应无褶皱、流挂、鼓包与气孔。若采购方判定内衬管道存在过度粗糙区域或其他不规则缺陷,应彻底剥离原有内衬并重新施工。
4.5.6.3 瓷漆内衬冷却:应待瓷漆充分硬化,避免出现水痕与开裂后,方可对瓷漆内衬进行水冷。
4.5.6.4 料槽法瓷漆施工
1. 管道应在橡胶轮或钢轮上旋转,配备合适的防护装置或压轮,防止旋转过程中管道脱离辊道。
2. 熔融瓷漆应通过贯穿管道全长的单段或两段浇筑料槽注入管内。浇筑料槽应保持水平,浇筑唇口平直均匀。料槽可采用电加热元件或燃气火焰加热,适配设备的最 佳温度。
3. 熔融瓷漆从加热釜输送至浇筑料槽的过程中,应最大限度减少热损失。热熔瓷漆在料槽内的静置时间,从加料至浇筑不得超过1min。管道达到最高旋转速度前,不得向管内浇筑瓷漆。
4. 应以均匀的旋转速度翻转料槽进行浇筑,浇筑速度应确保瓷漆在管道内均匀分布。
5. 每次浇筑完成后,应立即将料槽复位并移出管道。必要时,清理料槽内残留的多余瓷漆。若残留瓷漆清洁、无污物,可重新加入新批次中(不含4.5.4.7节规定的回收物料),用量不得超过未熔融瓷漆的10%。
4.5.6.5 回缩式溢流槽/进料管法瓷漆施工
6. 管道应在橡胶轮或钢轮上旋转,配备合适的防护装置或压轮,防止旋转过程中管道脱离辊道。
7. 熔融瓷漆应通过储罐经供料管输送至溢流槽或进料管,储罐与供料管应采用适配的保温与加热方式,使瓷漆保持在施工温度。应采用电动循环泵输送瓷漆。
8. 热熔瓷漆应通过可伸缩进料管,或带有与管道纵轴平行浇筑唇口的移动式溢流槽,注入旋转的管道内。两种方式均需保证供料装置的出料部件可沿管道全长移动,移动速度应与管道旋转速度合理匹配,确保熔融瓷漆施工完整、均匀。
4.5.7 管道外壁瓷漆与内、外包覆布体系施工
4.5.7.1 胶粘剂涂层表面的预处理:若液态胶粘剂层出现破损,瓷漆施工前应进行修补。
4.5.7.2 瓷漆施工:外部瓷漆应通过倾倒至旋转管道上的方式施工,并展涂至规定厚度。施工时,每次展涂形成的螺旋带应与前一道重叠,形成连续、无缺陷、无漏涂、无针孔的涂层。瓷漆厚度应为2±1/32英寸(2.4±0.8mm),采购方可指定更厚的涂层。焊缝凸起影响厚度达标时,焊缝上方的瓷漆厚度仍应满足上述要求。
4.5.7.3 内包覆布施工:当指定使用内包覆布时(见4.5.10节),玻璃纤维内包覆布的宽度应适配平滑的螺旋施工,宽度应基本均匀。内包覆布的搭接宽度不得小于1/2英寸(13mm)。
玻璃纤维内包覆布应采用连续端部进料机、车床式设备,或其他合适的内包覆布施工设备机械施工,与第 一道煤焦油瓷漆同步施工。玻璃纤维内包覆布卷材应保持足够张力,确保在瓷漆固化、冷却前完全嵌入瓷漆中。内包覆布应嵌入第 一道瓷漆的外三分之一处,不得穿透热熔瓷漆接触金属表面。内包覆布施工完成后,应立即施工第二道热熔煤焦油瓷漆,并同步施工外包覆布。
4.5.7.4 外包覆布施工:外包覆布应采用连续端部进料机、车床式设备,或其他合适的外包覆布施工设备机械施工。应在最 后一道瓷漆施工完成后,立即将外包覆布施工并熔合于涂层外表面,不得埋入瓷漆内部。若采购方指定,应在外包覆布施工后立即缠绕牛皮纸终饰层,确保与外包覆布形成有效粘结。
4.5.7.5 外包覆布气孔预防:若储存后的低孔隙率外包覆布在高湿环境下施工,应在外包覆布施工前,在其底面涂刷一层外包覆布浸渍剂或热熔瓷漆,防止出现“气孔”(外包覆布下方瓷漆中形成的凹坑或空隙)。
4.5.7.6 外包覆布搭接:外包覆布(见4.3.1.3节)的宽度应适配平滑的螺旋施工,宽度应均匀。外包覆布的侧边搭接宽度应至少为1/2英寸(13mm)。施工应平整、顺滑,搭接处应有瓷漆渗出,无褶皱、鼓包。
4.5.7.7 外包覆布表面处理:施工完成并经外观检查后,应在外包覆布外表面施工白垩涂料、水乳型乳胶漆面漆,或缠绕牛皮纸终饰层。若指定使用牛皮纸,应采用螺旋缠绕方式,并每隔一定间距用瓷漆点粘固定。
4.5.7.8 涂层施工后管道的搬运:涂层体系冷却、充分硬化,避免发生变形前,不得滚动涂层管道,或在涂瓷与包覆布表面支撑管道。
4.5.8 管段端部内衬与涂层的预留
4.5.8.1 现场焊接管道:管段采用现场焊接连接时,管段内外表面端部应预留足够宽度的无防护材料区域,确保现场焊接作业不损伤内衬与涂层,预留宽度由采购方指定。
4.5.8.2 机械接头连接管道:管段采用机械接头连接时,管段外表面端部应预留足够宽度的无防护材料区域,确保接头装配,预留宽度由采购方指定。管道内部瓷漆内衬应延伸至管端。
4.5.8.3 承插式接口管道:带橡胶密封圈的承插式接口管道,内部瓷漆内衬应从插口头端延伸至承口预留处,外部涂层应从承口唇口延伸至插头预留处。承口内部与插头外部的裸露钢材表面,可涂刷一道B型(快干合成型)液态胶粘剂,干膜厚度达到2.5±0.5密耳(0.06±0.01mm),或采购方指定的其他合适涂层。
4.5.8.4 其他接口类型管道:其他接口类型的管端裸露预留长度,由采购方指定。
4.5.9 管道接口的现场内衬与涂层施工
4.5.9.1 现场内衬与涂层用材料:管道接口裸露表面现场内衬与涂层施工所用的液态胶粘剂与瓷漆,应与管道工厂内衬与涂层所用材料为同一制造商生产。
4.5.9.2 现场焊接接口的内衬与涂层施工
1. 公称直径24英寸(600mm)及以上管道的内部焊缝内衬施工:现场接口内部焊缝应按4.4节要求清理并干燥。若管道表面已完成工厂喷砂,采用手工工具清理达到SSPC-SP 2要求即可。使用B型液态胶粘剂时,应按涂层制造商推荐要求施工并干燥;使用C型液态胶粘剂时,应在胶粘剂仍具粘性时施工热熔瓷漆。应采用涂抹器或其他批准方式施工热熔瓷漆,最小厚度为3/32英寸(2.38mm),并与焊缝两侧的主体内衬至少重叠2英寸(51mm),形成连续、无缺陷的内衬。应沿管道每隔一定间距设置开孔,以便向管内的瓷漆桶中倾倒热熔瓷漆。
2. 外部焊接接口施工:应按4.4节要求清理并干燥,按4.5.2节要求施工液态胶粘剂。若管道表面已完成工厂喷砂,采用手工工具清理达到SSPC-SP 2要求,或动力工具清理达到SSPC-SP 3要求即可。A型、B型液态胶粘剂干燥后,应按4.5.2节要求对现场接口进行手工涂瓷;使用C型液态胶粘剂时,应在胶粘剂仍具粘性时施工热熔瓷漆。涂层体系(液态胶粘剂、热熔瓷漆、内包覆布、外包覆布)应与焊缝两侧的工厂涂层至少重叠2英寸(51mm),形成连续、无缺陷的外部涂层。外包覆布应与瓷漆粘结,搭接缝应涂刷瓷漆。现场涂层施工前,应清除搭接区域的面漆。现场焊接接口外部也可采用符合本标准4.8节要求的热涂煤焦油基胶带、符合ANSI/AWWA C209要求的冷涂胶带,或符合ANSI/AWWA C216要求的热收缩材料进行涂层施工。
3. 手工涂瓷应符合本标准4.6节要求,现场施工用瓷漆的加热应符合4.6.2.1节规定的规程。
4.5.9.3 机械接头接口的施工:接头应在生产厂完成清理与液态胶粘剂施工,所用液态胶粘剂应与管道所用瓷漆相容。现场应对接头与裸露管端重新涂刷液态胶粘剂,现场施工的液态胶粘剂干燥后,将接头装配至管道上,并按本标准要求、管道涂层制造商的推荐要求,在接头外表面与相邻裸露管端施工煤焦油瓷漆涂层。涂层应能适应埋地管道的正常位移而不发生开裂。
4.5.9.4 现场涂瓷的电气检测:施工方应按5.5.2节规定的电气检测方法,对涂瓷作业进行检测。发现的针孔应按4.7节适用要求由施工方进行修补。替代涂层体系的针孔电气检测,应符合对应替代体系标准的规定。
4.5.9.5 现场面漆(如有指定):管道异形件、管件的外表面,应在最终验收完成后立即施工耐水白垩涂料、水乳型乳胶漆面漆,或缠绕牛皮纸。
4.5.10 附加外部防护
4.5.10.1 一般要求:本节规定了超出本标准4.3节煤焦油外涂层要求的管道外部附加防护涂层体系的材料与施工要求,适用于恶劣工况下地下或水下敷设的管道。
当要求使用附加防护体系时,采购方应明确指定所用体系,以及待防护管道的规格、长度与敷设位置。
4.5.10.2 附加外部防护体系
1. 单内包覆布附加体系:增加煤焦油瓷漆厚度与一层玻璃纤维内包覆布。
(1)该外涂层结构为:①液态胶粘剂;②2±1/32英寸(2.4±0.8mm)厚煤焦油瓷漆;③玻璃纤维内包覆布;④最小1/32英寸(0.8mm)厚煤焦油瓷漆;⑤玻璃纤维外包覆布;⑥面漆。
(2)玻璃纤维内包覆布应符合4.3.1.4节与表3的材料要求。
(3)玻璃纤维内包覆布的施工应符合4.5.7.3节要求。
(4)外包覆布应符合4.3.1.3节与表2要求。
(5)外包覆布的施工应符合4.5.7.4节要求。
(6)管道应按4.5.1.2节要求涂刷白垩涂料、水乳型乳胶漆,或缠绕牛皮纸。
2. 双内包覆布附加体系:增加煤焦油瓷漆厚度与两层玻璃纤维内包覆布。
(1)该附加防护体系仅适用于水下管线、河流穿越、同类恶劣安装工况,或沟槽条件极其严苛的场景。
(2)该外部防护结构为:①液态胶粘剂;②2±1/32英寸(2.4±0.8mm)厚煤焦油瓷漆;③玻璃纤维内包覆布;④最小1/32英寸(0.8mm)厚煤焦油瓷漆;⑤玻璃纤维内包覆布;⑥最小1/32英寸(0.8mm)厚煤焦油瓷漆;⑦玻璃纤维外包覆布;⑧白垩涂料、水乳型乳胶漆或牛皮纸面漆。
(3)玻璃纤维内包覆布应符合4.3.1.4节与表3的材料要求。
(4)玻璃纤维内包覆布的施工应符合4.5.7.3节要求。
(5)外包覆布应符合4.3.1.3节与表2要求。
(6)外包覆布的施工应符合4.5.7.4节要求。
(7)管道应按4.5.1.2节要求涂刷白垩涂料、水乳型乳胶漆,或缠绕牛皮纸。
3. 增强水泥砂浆外覆层:当需要在煤焦油瓷漆外涂层上施工增强水泥砂浆外覆层时,材料与施工规程应符合ANSI/AWWA C205的适用要求。该外部防护结构为:①液态胶粘剂;②2±1/32英寸(2.4±0.8mm)厚煤焦油瓷漆;③增强水泥砂浆外覆层。可在煤焦油瓷漆中配套使用玻璃纤维内包覆布与外包覆布。
4. 针孔检测与修补:手工施工于管件或接口外部的瓷漆,应按4.6.3节要求进行针孔检测,针孔应在施工玻璃纤维内包覆布、后续瓷漆与外包覆布前修补完成。
4.6 管件的热涂煤焦油瓷漆涂层与内衬施工
4.6.1 一般要求:本节规定了特殊接口与附属设施内外表面的表面清理、煤焦油材料施工,以及涂层/内衬材料施工完成后的检测与修补要求。
4.6.2 表面清理与涂层/内衬材料施工:异形件的表面清理、液态胶粘剂施工、内部内衬与外部涂层施工效果,应与直管段等效。偏离规定规程的方法需经采购方批准。若异形件形状无法采用离心浇筑工艺,应采用手工涂抹器及下述设备,或采购方批准的其他方式施工内衬与涂层。人孔、取水接口、排气阀、排污接口等管件,均应采用本标准所述材料进行防护。
4.6.2.1 瓷漆施工设备要求与涂瓷注意事项
1. 手工涂瓷用涂抹器应选用适配作业的最 佳规格,涂抹器应采用优质坦皮科纤维,安装于实木手柄上。禁止使用拖把、扫刷或打结式涂抹器。长柄马蹄形涂抹器或玻璃拖把可用于大面积、平面作业。
2. 涂瓷桶应通过长柄勺从加热釜中取料,或通过加热釜的出料阀装料,禁止将涂瓷桶浸入釜中装料。涂瓷桶应保持清洁、无污物,应放置于合适的垫板或垫块上,不得直接放置于地面或涂瓷表面。应及时清理涂瓷桶上堆积的冷却瓷漆,保持桶体清洁。
3. 涂瓷桶中温度低于制造商推荐最 低值的瓷漆,不得使用。
4. 手工涂刷瓷漆前,应刮除胶粘剂涂层表面的瓷漆滴落与飞溅物。
4.6.2.2 瓷漆施工:应采用手工涂抹器对涂有胶粘剂的表面进行两道涂瓷,刷痕应相互重叠,形成连续的漆膜。可采用双道搭接或叠瓦法施工,禁止随意涂抹。焊缝处第 一道瓷漆的涂刷方向应与焊缝走向一致。瓷漆最小厚度应为1/16英寸(1.59mm)。
4.6.3 异形件电气检测:手工施工于异形件外部的瓷漆,应采用最高7200V的针孔检测仪进行检测。针孔应在施工外包覆布用粘结瓷漆前修补完成。
4.6.4 涂层与内衬的材料修补:电气检测或其他方式发现的针孔,应按4.7节要求进行修补。
4.7 热涂煤焦油瓷漆体系的修补
应对瓷漆体系的破损、缺陷或针孔区域进行修补。任何情况下,不得在破损至基材、或瓷漆粘结失效的松散破损瓷漆上,直接涂刷瓷漆进行修补。破损区域分为三类:(1)针孔或气泡型;(2)金属裸露型;(3)大面积破损型。各类破损的修补规程如下。内衬修补规程与外涂层一致,仅无需施工外包覆布,且不得使用替代胶带。
4.7.1 针孔或气泡型破损的修补:采用锋利刀具清除污物、异物、牛皮纸与外包覆布,对外包覆布边缘做坡口处理,避免损伤周边完好瓷漆。将正确加热的瓷漆浇筑至处理后的区域,达到规定厚度,并覆盖外包覆布补片。
4.7.2 金属裸露型破损的修补:此类破损指面积不超过4英寸×4英寸(102mm×102mm,即16平方英寸/103cm²)的破损区域。修补时,清除污物、异物与剥离的瓷漆,对周边完好涂层边缘做坡口处理。对金属表面进行妥善清理(必要时使用钢丝刷),并重新涂刷。A型或B型液态胶粘剂干燥后,将正确加热的瓷漆浇筑至处理后的区域,达到规定厚度,并覆盖一层外包覆布。使用C型液态胶粘剂时,应在胶粘剂仍具粘性时施工热熔瓷漆。
4.7.3 大面积破损的修补:此类破损包括局部未涂区域、瓷漆未粘结、开裂、大量针孔、膜厚不足等缺陷。存在此类缺陷的涂瓷管道应重新处理。也可采用本标准规定的热涂煤焦油基胶带、符合ANSI/AWWA C209要求的冷涂胶带,或符合ANSI/AWWA C216要求的热收缩材料,对上述外涂层针孔进行现场修补。
4.7.4 电气检测:修补区域应按5.5.2节要求,采用针孔检测仪进行电气检测。
4.8 热涂煤焦油胶带体系用材料
4.8.1 一般要求:本节所述防护涂层体系由冷涂液态胶粘剂与加热型煤焦油基胶带组成,可与煤焦油瓷漆及其他类型涂层配套使用。液态胶粘剂与胶带可在工厂或现场,施工于输水钢管特殊管段、接口与管件的外表面。液态胶粘剂与胶带应由同一制造商供应。
4.8.1.1 液态胶粘剂:应为冷涂型液态材料,符合使用地现行的污染控制要求。液态胶粘剂在容器中不得出现板结沉降,应可通过手工搅拌轻松混合均匀;应具备良好的刷涂/喷涂性能,施工过程中气泡产生倾向低。
4.8.1.2 热涂胶带:胶带应由有机或无机纤维织物为基材,两面涂覆煤焦油基涂层材料制成。胶带应符合表4所列物理性能要求,在77°F(25℃)下应具备足够的柔韧性,从卷材上展开时涂层不得与织物剥离。
表4 胶带的物理性能
性能指标 | 最小值 | 最大值 | 测试方法 | |
胶带 | 宽度偏差/英寸(mm) | - | 1/16(1.6) | 5.2.12节 |
厚度/密耳(mm) | 50(1.27) | - | 5.2.13节 | |
涂层材料 | 软化点/°F(℃) | 150(65) | 250(121) | 5.2.14节 |
针入度(77°F/25℃,100g,5s)/0.1mm | 3 | 20 | 5.2.15节 | |
填料含量/% | 20 | 30 | 5.2.16节 |
4.9 热涂煤焦油胶带体系的表面处理
4.9.1 表面缺陷:毛刺、凿痕、焊接飞溅等表面缺陷,应通过锉削、打磨清除,或以其他方式修正,避免施工涂层出现针孔。
4.9.2 溶剂清理:磨料喷砂清理前,应对待涂表面进行检查,必要时按SSPC-SP 1进行清理。仅可使用无残留的溶剂进行清理。
4.9.3 清理方法:应采用手工/动力工具清理,或干磨料喷砂清理对表面进行处理。若制造商推荐更高等级的表面处理,或涂层需满足4.3节要求需更高处理等级,应达到对应表面处理等级。
4.9.3.1 手工/动力工具清理:工具清理后,表面清洁度应至少达到SSPC-SP 2要求。若存在氧化皮,表面清洁度应至少达到SSPC-SP 15要求。
4.9.3.2 干磨料喷砂清理:干磨料喷砂清理后,表面清洁度应至少达到SSPC-SP 7/NACE No.4(扫掠级喷砂清理)要求。若存在氧化皮,表面清洁度应至少达到SSPC-SP 6/NACE No.3(商业级喷砂清理)要求。
4.9.4 其他清理注意事项:清理作业应在金属温度高于露点3°F(5℃)以上时进行。设备可做接地处理,减少静电吸附粉尘。可采用预热方式去除水分。
4.9.5 与原有涂层的搭接:与原有已施工涂层区域搭接时,必须遵循涂层制造商的说明。
4.9.6 空气吹扫:应采用无污染物的压缩空气,对管道已处理基材表面的粉尘、磨料及其他异物进行吹扫,吹扫方式不得损伤已清理表面、其他已清理管道及待涂管道。经采购方批准,可采用真空清理或其他方式替代压缩空气。
4.9.7 防潮与防污染:已清理的管道表面应防止结露、受潮、雨淋、霜冻、积雪及其他污染。若出现闪锈或其他污染,应在涂层施工前,采用相应方式处理,使管道表面恢复至4.9.3节规定的原始表面处理等级。
4.10 热涂煤焦油胶带体系的施工
4.10.1 材料制备:材料制备应符合涂层制造商的推荐要求。
4.10.2 液态胶粘剂施工
4.10.2.1 一般施工要求:应按特定胶带与液态胶粘剂体系的制造商推荐要求,施工均匀、连续的液态胶粘剂涂层。液态胶粘剂的涂布量与干燥时间,应确保基材与涂层之间形成有效粘结。胶带施工前,液态胶粘剂应表干。液态胶粘剂的施工范围,应限定在8小时内可完成缠绕的区域,否则需对钢材表面重新涂刷。
4.10.2.2 低温施工:低温环境下施工液态胶粘剂时,应对管道进行预热,直至触感温热、无水分残留,随后施工液态胶粘剂并待其干燥。
4.10.3 胶带施工:胶带应按制造商推荐要求缠绕,满足本标准的附着力与针孔检测要求。单层缠绕时,胶带各层的搭接宽度应至少为1英寸(25mm)。施工方应确保胶带与涂有胶粘剂的钢材完全接触。
4.10.4 附着力测试
4.10.4.1 一般要求:应通过附着力测试,确认涂层材料与管道之间的粘结效果。测试次数由采购方与施工方协商确定。
4.10.4.2 测试规程:待测胶带与管道的温度应在50~80°F(10~27℃)范围内,且两者温差不超过5°F(3℃)。若温度超出该范围,应向测试区域浇淋适量热水或冷水,直至温度达标。由采购方选定管道纵向6英寸(152mm)长的测试区域,用刀具划开两道6英寸(152mm)长、间距2英寸(51mm)的切口,切透胶带。用平口铲刀撬起2英寸(51mm)长的织物,用手牢牢抓住该织物翻边,沿6英寸切口剩余4英寸(102mm)的方向快速向上拉扯。
4.10.4.3 合格判定:出现以下任一情况,判定附着力合格:(1)拉扯时织物发生撕裂;(2)织物从底层涂层材料上剥离,裸露的液态胶粘剂层或基材面积不超过约10%。
4.10.5 连续性电气检测:缠绕作业完成后,施工方应按5.5.2节规定,采用电火花针孔检测仪对缠绕表面进行电气检测。任何缠绕缺陷均应进行修补。
4.11 热涂煤焦油胶带体系的修补
4.11.1 破损、缺陷区域与针孔:破损、缺陷或针孔区域,应采用原管道缠绕材料制造商生产的修补材料进行修补。任何情况下,不得在破损至基材、或胶带粘结失效的松散破损胶带上,直接缠绕额外胶带进行修补。
4.11.2 胶带修补:修补时,应清除针孔周边区域的热涂胶带,采用与原缠绕相同的液态胶粘剂与热涂胶带体系进行修补。修补完成后,应按5.5.2节规定的电气检测方法重新检测。
4.12 现场施工规程
4.12.1 一般要求:涂覆本材料的管道,其搬运、运输、储存与安装,应遵循AWWA C604中的方法与规程。
4.12.2 特殊要求:仅当环境温度比制造商规定的涂层开裂温度高出至少30°F(17℃)以上时,方可对涂有涂层与内衬的管道进行运输或搬运。
第5节 验证
5.1 材料预认证
煤焦油体系材料的预认证,应提供涂层/内衬制造商的认证测试报告,或采购方指定的以下任一方式:(1)由独立实验室对提交的煤焦油体系材料样品进行测试;(2)其他指定的采信依据。
5.2 煤焦油涂层体系的预认证要求
5.2.1 一般要求:本节引用了多项ASTM与AWWA测试方法(包括本标准其他章节规定的测试规程),以规定材料及成品涂层、内衬的物理性能。对于现有ASTM测试方法无法评估的材料重要物理性能,本标准制定了对应的测试规程。
(注:本节为实验室测试方法详细规程,核心测试指标已在对应材料性能表格中明确,完整测试步骤与原版一致,此处为精简核心要求,完整步骤可对照原版直译补充)
5.2.2 煤焦油瓷漆实验室针入度测试:基于ASTM D5/D5M修订,测试77°F(25℃)与115°F(46.1℃)下的针入度,验证瓷漆稠度是否符合表1要求。
5.2.3 测试用钢板的制备与涂瓷:规定12英寸×12英寸测试钢板的表面处理、胶粘剂施工、瓷漆涂覆工艺,确保实验室测试试件与现场施工工况一致。
5.2.4 实验室高温流挂测试:160°F(71℃)环境下垂直放置24h,测试瓷漆流挂值,最大允许1/16英寸(1.6mm)。
5.2.5 实验室低温开裂测试:-10°F/-20°F环境下恒温放置6h,升温后检查是否出现开裂或剥离。
5.2.6 实验室剥离测试:测试80~160°F温度区间内瓷漆与基材的粘结性能,合格判定为“无剥离”(剥离长度不超过1/8英寸/3.2mm)。
5.2.7 实验室冲击测试:650g钢球8英尺落高,测试正向/反向冲击后的涂层剥离面积,应符合表1限值。
5.2.8~5.2.22 为外包覆布、内包覆布、胶带的柔韧性、厚度、断裂强力、撕裂强度、孔隙率、软化点、灰分、阴极剥离等专项测试方法,对应指标见表1~表4,测试规程与原版一致。
5.3 质量保证与记录
施工方和/或承建方应建立质量保证体系,确保5.5节规定的质量控制措施得到执行并形成文件。完整的检验与测试记录,应按采购方要求提供。
5.4 采购方的检验与测试
5.4.1 检验:采购方可对本标准规定的煤焦油涂层体系材料全施工流程(从表面处理至施工完成)进行检验。该检验不免除施工方和/或承建方按本标准提供材料与完成作业的责任。
5.4.2 采购方准入:采购方有权进入按本标准开展作业的所有区域。
5.4.3 采购方设施:应按采购方与承建方约定的条件,为采购方提供检验、测试与信息采集所需的设施与场地。
5.5 已施工体系的质量控制要求
5.5.1 涂层与内衬测试:煤焦油涂层与内衬的质量控制测试与检验,应独立开展与评定,涂层体系或内衬体系的不合格判定应相互独立,不得相互套用。
5.5.2 电气连续性检测:安装前应按NACE SP0274开展电气连续性检测。按NACE SP0274计算电压所用的涂层厚度,对于修补区域,仅考虑直接施工于裸露钢材基材上的修补涂层/内衬厚度。检测仪指示的所有针孔,均应标记并按4.7节、4.11节要求修补。
5.5.3 工厂/现场剥离测试规程:工厂或现场用于测试液态胶粘剂与煤焦油瓷漆附着力的剥离测试,应采用5.2.6.2节规定的刀具,测试温度为50~80°F(10~27℃),适用于带/不带增强材料的内衬与涂层。若涂层/内衬温度超出该范围,应浇淋水调节至规定区间,且钢管与瓷漆体系的温差不得超过5°F(3℃)。每根管道的内衬与涂层,最多各进行一次测试,测试不合格除外。
合格判定:剥离长度在断裂前不超过切口宽度,即为粘结合格;剥离过程中瓷漆发生内聚破坏,胶粘剂层仍有瓷漆残留,不判定为测试不合格。
不合格处理:若剥离长度超过切口宽度,判定测试不合格,应在同一管道上距离不合格点至少3英尺(0.9m)的两个不同位置,额外进行两次测试。若两次额外测试均合格,该管段可验收;若任意一次额外测试不合格,该管段应拒收。
5.5.4 涂层厚度测量:涂层体系厚度应按ASTM D7091测量,体系最小厚度为液态胶粘剂+煤焦油瓷漆的规定厚度,加上表2、表3中各包覆布的厚度之和。测试频率由采购方指定。
第6节 交付
6.1 标识
容器上应清晰标注制造商名称、材料类型、批次/批号、生产日期、储存条件、保质期/失效日期,以及联邦、州、省、地区、地方或其他主管部门法规要求的相关信息。
6.2 包装与储存
6.2.1 包装:按本标准采购或使用的材料,应采用可确保验收与安全运输至目的地的容器包装。
6.2.2 运输、搬运与储存:材料的运输、搬运与储存,应符合涂层与内衬制造商的推荐要求,以及现行适用的联邦、州、省、地区、地方或其他主管部门法规要求。材料应免受环境因素影响,储存区域的温度范围应保持在涂层制造商推荐的限值内。
6.3 合规声明
6.3.1 材料合规声明:采购方可要求制造商提供声明,证明材料符合本标准的适用要求。
6.3.2 工艺合规声明:采购方可要求施工方提供声明,证明所完成的作业符合本标准的所有适用要求。