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马建华：大气暴露环境下潮湿表面选用涂料的技术要求

外表面， 既经常暴露于太阳光的强紫外线照射之下，
又时时刻刻出现水蒸气冷凝，比如架空的市政燃气管
道，在调压分段，其管道外表面会形成一层水膜。 在这
一类腐蚀环境下，要做到涂层防护，是极其困难的，而
业主提出的要求是：不黄化、不粉化、不起泡。 因此，如
何为潮湿表面选用合适的产品、 采用适当的涂装技
术，成为保护潮湿表面的两个难题。

1 架空燃气管道潮湿表面腐蚀环境分析

[1]
同济大学的朱彤 对钢质燃气管道温度场进行了
详尽的分析与计算，最后得出燃气管道温度场的分布
主要与管道埋设方式、 管道材料以及输送介质有关，
图 1 潮湿表面水珠生成微观模拟图
输送天然气，管道的整体温升( 或温降) 比输送人工燃
气时的幅度要大。 泰州中石油昆仑燃气有限公司的邵 陷。 主要是指面漆在长期的太阳光（主要是其中的紫外
雷 对天然气站场高压管道管壁冷凝水的产生原因进 线）照射下产生的如变色、粉化、失去光泽等现象，从而
[2]
行了详尽的分析，归纳总结为：天然气在进入站场前， 在整体上表现出颜色暗淡、外观不协调等。 出现此类缺
需要在上游管道进行降压调压，这一操作会对管道内 陷的原因是太阳光中紫外线对涂层高分子化学键的破
[3]
的高速气流产生明显的节流效应，使管道内的气体温 坏 。 潮湿与干燥交替的钢结构表面，如果处于大气暴
度骤降，通过热传递使管道外表面的温度下降，到达 露环境中，其特殊的地方，在于不同部位表面粉化程度
冷凝水的凝点 （实为露点）， 就会使管壁外产生冷凝 不一，没有水膜覆盖的外表面粉化严重，而有水膜覆盖
水，在过低的温度下会出现冰冻现象。 的表面会留存一些降解粉化的漆膜颗粒， 降低粉化的
根据 ISO 12944-2:2017 及其引用的腐蚀环境分 视觉呈现，粉化程度一般时，视觉上便难以察觉。 二是
析标准 ISO 9223， 大气暴露下潮湿表面的腐蚀环境， 耐久性缺陷。 主要是指整个防腐涂层体系（包括面漆）
既不同于纯粹的大气暴露腐蚀环境，又不是纯粹的浸 的开裂、剥落、鼓泡、甚至锈蚀等现象。 这些问题的出现
泡腐蚀环境，是一种介于冷凝高湿（C5）大气腐蚀环境 必然影响到钢结构的使用寿命。 出现此类缺陷的原因
与水性浸泡（淡水，Im1）环境之间的腐蚀环境。 其具体 主要是钢结构与外部环境因素综合作用的结果。 潮湿
表现为：当钢质燃气管道表面温度低于露点温度（空 与干燥交替的钢结构表面，由于长期处于浸泡状态，其
气相对湿度大）时，管道表面为冷凝水膜覆盖状态，即 最直观的表现为最外面一层面漆迅速形成鼓泡， 铲掉
使用抹布擦干，短时间内（如 1 min 内）表面也会逐渐 泡沫，流出微小水滴和中间涂层或者底涂层，严重处会
出现冷凝水膜覆盖的现象，就像人“出汗”一样，见图 出现剥落或者返锈，见图 2。
1。 反之，管道表面将无法形成冷凝水，而呈现一种低
温、干燥的状态。 管道内气体速度会影响到气体温度， 3干湿交替类型的潮湿表面防护涂料的选择
而气体温度会影响到钢质燃气管道的表面温度。 如果
外界温度高，则会影响到管道表面冷凝水膜的挥发速 考虑到潮湿表面的干湿交替服役环境，涂层的技
度。 由于管道内气体速度和外界温度变化较快，所以， 术要求应同时达到两个目标： 能够耐受紫外光的照
管道表面的腐蚀环境实质是在 C5 与 Im1 之间不断交 射；在潮湿环境下能够抵御水分子的侵蚀。
替与往复变化的。
3.1 干湿交替类型的潮湿表面典型涂料体系和产品

2 大气暴露下潮湿表面腐蚀环境的危害 根据 ISO 12944-5:2018，Im1 涂料 配 套的 可选 方
案，如表 1 所示。
钢质设备和管道的缺陷常分为两类，一是外观缺 根 据 ISO 12944-5:2018，C5 涂 料 配 套 的 可 选 方

2 腐蚀与控制 CORROSION AND CONTROL