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从SA Water 50年的涂料测试中吸取的经验教训

通过保罗·文斯
发布日期:2018年8月31日
关键的外卖

在一些最激烈的操作环境下,包含和运输压力水和腐蚀性废水的苛刻角色挑战了许多建筑材料,必须能够抵抗其环境的反应。

资料来源:澳大拉西亚腐蚀协会

SA Water拥有并管理市政水务基础设施超过150年,并提供水和废水服务到澳大利亚的160万人口香港有43个污水处理厂、24个污水处理厂、26,000公里的水管和8,500公里的污水渠,总资产价值达130亿元,因此必须考虑采取措施尽量减少污水排放恶化并最大化他们的使用寿命;并为未来的水基础设施设计提供知识。

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在一些最激烈的操作环境下,包含和运输压力水和腐蚀性废水的苛刻角色挑战了许多建筑材料,必须能够抵抗其环境的反应。

在本文中,“环境”被定义为候选材料在实际应用中所暴露的环境。测试场地模拟这些环境,并通常考虑:当地气候、管道铺设的土壤、所含物质或以上条件的组合。

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水性涂料试验的历史

在20世纪60年代初,选择经济和耐腐蚀涂料性能得到验证的产品得到认可。为了获得独立的性能测量结果,在1965年,在Murray河上建立了三个测试站点来测试涂层。这些浸泡试验网站利用大气状况,半浸渍和全浸入河水中,以代表候选涂料的应用环境。在前五年测试了300多个样品。产品呈现出令人满意的性能得到恢复到1971年的各种材料在摩根建立了类似的测试环境和防护涂料从那时起就在这些试验场被暴露。(有关葡萄牙类似测试的信息,请阅读现场效果:提高了水系统的效率和耐腐蚀性.)

在废水方面,Bolivar废水处理厂(WWTP)安装了一个污水/污水气体试验箱,在Glenelg WWTP建立了两个试验点。一个利用治疗污泥虽然另一个接触到局部轻度海洋气氛,但所有这些网站都在1965年开始测试涂料产品。玻利维尔测试持续到这一天,被认为是世界上最长的污水曝光测试设施。

20世纪60年代末,在玻利瓦尔污水处理厂修建了一个土壤掩埋场,以确定严重污染的影响腐蚀性的土壤材料和外部管道涂层。

1974年,在克里斯蒂海滩污水处理厂(christie Beach WWTP)的第八个试验场,在恶劣的海洋大气条件下开始测试。

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SA水测试计划的目的

  • 通过将其产品置于类似于其产品的测试条件下,来审查制造商规定的产品性能服务环境
  • 估算新基础设施和资产的可用运行寿命
  • 为现有基础设施和资产的可能寿命延长提供替代方法
  • 确保在SA水基础设施中使用的涂料和材料适合他们的预期应用。

在过去的50年里,超过600个产品和2300个测试样品参加了测试计划。SA Water公司的许多测试已经进行了20多年。目前有100多个样品在测试中。说到做到,SA Water对客户质量保证和持续服务的承诺是最重要的。

从八个环境测试地点产生的测试结果,实验室测试和特殊项目,一些关于产品性能的观察和结论如下。

涂层性能的关键发现

  1. 同一属类的产品(例如,环氧树脂)的表现有很大的不同。在某些情况下,一个品牌的运营寿命是另一个品牌的两倍。
  2. 产品成本并不是产品性能的有用指南。
  3. 应用在新结构和资产上的涂料比在翻新过的表面上的涂料性能更好。这通常是由于易接近性差,日常操作造成的表面污染,以及维护工作的优先级较低。
  4. 环氧树脂涂料,煤焦油环氧云母氧化铁特别是环氧树脂,最适合污水处理和河流浸泡。它们经济,易于使用,并可在故障点修复。环氧树脂也表现良好腐蚀性空气,尽管他们可能粉笔但这对耐久性几乎没有影响。(文章中详细讨论了大气腐蚀大气腐蚀的5个因素.)
  5. 无机锌硅酸盐在20世纪40年代首次应用于摩根·惠亚拉管道后,它们在大气条件下被证明是很好的。它可以作为一种原始的完整涂料或作为一种大衣延长寿命。它们不应用于浸渍服务,因为锌消耗很快。猛烈的当无机硅酸锌被大多数其他产品覆盖时发生。
  6. 在新钢电源上使用的“Sintakote”在耐腐蚀,变形,分裂和耐腐蚀性方面具有优于煤焦油搪瓷。垂钓.Sintakote目前的需求也很低阴极保护.(Sintakote是一种专有的熔合介质密度聚乙烯涂层).
  7. 凡油胶带效果很好,即使是在准备不充分的表面。
  8. 一些乙烯基涂料在所有环境下均表现良好,易于现场维修和维护。不过,它们的价格很低体积固体(将干燥至湿涂膜的大量体积)意味着需要四到六种涂层来获得所需的厚度,并且这会导致不经济的应用成本。因此,它们现在很少使用。
  9. 众多防锈治疗,转换涂料(将金属表面变成涂层的一部分)和维护涂料生锈的钢已经检查过了。这些产品中有许多在大气环境中具有令人满意的性能,但没有一种产品能在浸泡环境中提供长期保护。
  10. 铝色环氧胶泥维护涂料应用于手工清洁的含盐生锈钢表面优于传统金属底漆或面漆维护系统。的最小干膜构建由于低干膜构建(<150μm),必须至少为200μm的有效性导致非常早期的故障。(阅读更多关于环氧棉糖涂料的更多信息指定颜色和保护的金标.)
  11. 没有什么可以代替好的表面处理用于钢表面的长寿命涂层。磨料爆炸清洁按照AS 1627.4的要求,Sa 3级适用于浸泡暴露。
  12. 在外部发展丙烯画尽管后者仍然针对其油和汽油抗性的建筑物中的机械厂和管道工作仍然指定了醇酸珐琅的性能。
  13. 为确保合适的符合产品质量行业的一致产品质量行业,请在合适的情况下指定了认可标准。

材料性能的关键发现

  1. 316型奥氏体钢是污水和饮用水中浸入服务的最低要求。303型,304, 431和3CR12都遭受了严重的腐蚀,SAF 2304在污水系统中也表现很差,因此不应指定。
  2. 所有等级的铝在墨累河中都有很好的效果,在沿海大气中也表现得很好,尽管有些表面点蚀和氧化发生。在污水环境中,铝受到严重腐蚀。由于铝对大多数其他金属具有阳极性,应尽量避免直接接触电化学腐蚀.也必须避免碱性环境,包括接触潮湿的混凝土。
  3. 玻璃纤维增强与间苯二聚酯拉挤在所有测试环境中都有很好的结果,在紫外线照射下只有一些树脂的表面损失。
  4. 使用LLDPE(线性低密度聚乙烯)套管套管套管,并以高电阻率铺设,在侵蚀性土壤环境中的五年试验中,自由流动的回填砂在侵略性的土壤环境中进行了良好,与铺设的混合物相比相同的回填砂和天然土壤。自由袖子的重要性从测试中也显而易见;随着迅速腐蚀发生在故意制造的套筒缺陷中。
  5. 管道用非金属材料,如uPVC(未增塑聚氯乙烯)、玻璃增强聚酯和聚乙烯,对水和污水环境具有优异的耐腐蚀性能。在运输、搬运和安装过程中必须小心谨慎,因为损坏可能会缩短它们的使用寿命。机械性能,无论是短期还是长期,都需要被设计师和那些指定他们的人考虑和理解。

涂料与材料测试的未来

测试项目的结果将用于指导SA的水标准,并为主要水基础设施的供应和安装提供投标文件的编制指导。从涂料制造商和其他测试机构(如APAS)所做的测试中获得的信息被用来补充SA Water项目的数据。

在部署产品的实际环境中测试仍然提供了优秀的产品性能知识。这种可靠性可靠性对于污水应用尤为重要。(污水应用程序讨论打击卫生系统腐蚀.)不幸的是,污水试验室在过去两年的大部分时间里已经关闭了,但不久将恢复正常,以进行未来的测试。污水环境仍然是最苛刻的,由于复杂的组合硫化氢气体,湿度,酸,细菌和污染物。

涂料、衬垫、胶凝产品、化学品和抗菌产品都已进行了试验,并均显示出一定的成功。SA Water不断地学习、调整和实施通过测试项目学到的经验教训。最终的目标是使SA Water的资产寿命最大化,测试计划正在做出积极的贡献。随着联邦政府和其他州政府开始着手生产更可持续的基础设施,来自SA水暴露测试站点的性能数据可能会成为国家性能标准。在一个理想的世界里,在南澳大利亚州经过这么多年的腐蚀缓解承诺和服务后,看到这些长期监测和评估项目的大量投资回报将是很好的。

参考

DJ Ellis, GC Moore(1992)《给水和排水系统的材料和涂层选择——资产管理的重要组成部分》,腐蚀澳大利亚,第18卷第4期。

P Vince(2009)废水涂层的加速测试,腐蚀与预防,2009,澳大利亚腐蚀协会,Coffs港,论文13。


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写的保罗·文斯WSP副材料工程师

保罗·文斯的头像

Paul Vince是一名WSP的副材料工程师,主要集中在水工业内的条件评估和耐用性。他拥有南澳大利亚大学的学士学位,以及蒙纳士大学材料工程学院学士学位。他的第一个重要作用是澳大利亚潜艇公司作为高级材料工程师(2000-2008)。在这一角色中,他负责澳大利亚海军的柯林斯级潜艇的涂层规格。他还负责金属损失评估和修复规范,用于船体,内部罐和管道。

2008年,保罗被任命为南澳大利亚自来水公司首席材料工程师。他负责条件评估各种资产,包括混凝土结构,治疗厂,水储物和管道。他特别致力于混凝土修理,并开发了对混凝土劣化机制和康复技术的良好理解。2017年,保罗被任命为他当前职位,担任WSP的助理材料工程师。

他在ACA会议和技术研讨会以及NACE和EFC会议上发表了许多论文。主题包括海洋船舶涂料、受微生物影响的腐蚀、泵和下水道应用涂料等。2012年,他在ACA会议上获得了AC Kennett奖,获得关于非金属腐蚀的最佳论文奖。2011-2015年,Paul担任澳大利亚腐蚀协会主席。

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