煤矿立井井筒装备防腐蚀技术规范.doc

中国煤炭行业标准系统 煤矿企业生产操作技术标准 煤矿立井井筒装备 防腐蚀技术规范 中国煤炭行业标准系统 中国煤炭行业标准系统 煤矿企业生产操作技术标准煤矿立井井筒装备防腐蚀技术规范 关于发布煤矿立井井筒装备防腐蚀技术规范的通知 煤基字[1996]第262号 根据第八个五年工程建设标准规范制订修订计划的安排，江苏省煤矿研究所对井筒装备防腐设计、施工及验收规范（试行）进行了修订，改名为煤矿立井井筒装备防腐蚀技术规范，已经有关单位会审，现批准煤矿立井井筒装备防腐蚀技术规范MT/T501796为推荐性行业标准，自1996年12月1日起施行。原井筒装备防腐设计、施工及验收规范（试行）同时废止。 本规范的管理和解释由煤炭工业部负责。 1 总 则 1.0.1 为了保证煤矿立井井筒装备的防腐蚀质量，延长其使用寿命，减少井筒装备因腐蚀给生产和安全带来的损失，提高经济效益，特制订本规范。 1.0.2 本规范适用于新建、改建、扩建和老井延深及维护的立井井筒装备、管道、连接件的防腐蚀设计、施工及验收；斜井的有关装备及钢结构井架、提升容器、井口、井底、装卸载硐室金属构件的防腐蚀处理可参照执行。 1.0.3 立井井筒装备必须采取防腐蚀措施或选择耐腐蚀材料制造。凡采用碳钢加工的装备，不包括钢轨罐道及钢丝绳罐道，必须采用涂层防护。涂层防护时，应进行严格除锈。 1.0.4 立井井筒装备的防腐蚀设计、施工及验收除应符合本规范的规定外，尚应符合国家现行的有关标准、规范的规定。 2 设 计 2.0.1在编制矿外设计时，必须明确提出井筒装备内的罐道、罐道梁、梯子间、各种管道及连接件所应采取的防腐蚀措施或选用的耐腐蚀材料。可供选择的耐腐蚀材料见本规范附录A。 2.0.2依据井筒水质分析的pH值、阴、阳离子类型及含量、煤质等项内容，结合国内的资源情况、可供选择的防腐蚀材料的类型及矿区的实际条件，应提出技术可行、经济合理的防腐蚀设计。 2.0.3 防腐蚀设计应确定选用的防腐蚀材料和相应的施工工艺。 2.0.4构件在涂装前必须进行严格的表面预处理。表面预处理宜采用喷砂（丸）除锈和酸洗除锈、钝化处理，不得采用人工除锈和带锈底漆。表面预处理的技术要求应达到国际通用的瑞典标准Sa2.5级。金属喷涂应达到Sa3级，其粗糙度应达到Rz4080/μm。金属表面预处理等级见本规范附录B。 2.0.5 根据矿井的实际条件，可选择涂料防护涂层、金属镀层或金属镀层加有机涂层的复合涂层。 2.0.6 当采用涂料防护时，应符合下列规定 a）在pH大于6的中、碱性水质条件下，宜优先选用环氧沥青类涂料。 b）在pH小于6的酸性水质条件下和地下水含盐量高的地区，宜选用氯化橡胶类涂料。 c）涂料防护宜选择环氧富锌底漆、氯化橡胶富锌底漆之一作涂料的底漆，涂刷12道。漆膜厚度可为3070μm。 d）防护面漆可选用相应的环氧沥青类防腐蚀涂料或氯化橡胶类防腐蚀涂料，至少涂刷3道。 e）漆膜总厚度不应小于200μm。 f）漆膜附着力用划格法测试不应低于85。 g）推荐使用的矿山防腐蚀涂料见本规范附录C，推荐使用的防腐蚀施工工艺见本规范附录D。 2.0.7 当采用金属镀层时，应符合下列规定 a 金属镀层可采用热喷涂锌（铝）工艺或热浸镀锌工艺。锌镀层适用于pH值为612水质条件的矿井，铝镀层适用于pH值为49水质条件的矿井。 b）采用热喷涂锌（铝）镀层，其镀层厚度可为100200/μm，且必须用有机涂料封闭，涂刷2道。 c）采用热浸镀锌镀层，其镀层厚度可为60100μm，可不用封闭涂层。 2.0.8 当采用复合涂层时，应符合下列规定 a）复合涂层的金属镀层可采用热浸镀锌或热喷涂锌（铝）防护层，镀层厚度为60200μm。 b）外部封闭涂层选用环氧沥青或氯化橡胶等类涂料.涂刷遍数不应少于3遍。 c）涂膜总厚度不应小于250μm。 d）金属镀层附着力的测试方法见本规范附录E。 2.0.9 已锈蚀的生产矿井井筒装备，可采用GS系列干湿两用防腐涂料进行防腐蚀维护。 3 施 工 3.0.1 防腐蚀施工应根据防腐蚀设计要求编制防腐蚀施工工艺和防腐蚀施工组织措施。施工组织措施中应提出明确的质量要求及质量控制措施。 3.0.2 井筒装备构件的防腐蚀工作应在机械加工完成后于地面进行。 3.0.3 防腐蚀施工所用的原材料必须符合设计与质量要求，具有产品合格证，并在其有效期内使用。 3.0.4 施工前必须对参加施工人员进行技术培训。保证由掌握施工技术的工人及管理人员从事防腐蚀施工和管理。 3.0.5施工现场不得堆放易燃、易爆物品，严禁吸烟。不得将食物、饮料等带入施工现场。存放涂料、溶剂及其他防腐蚀材料应符合国家有关规定，应备有消防器材，并应安排专人管理。 3.0.6 在施工期间，应参照国家的有关规定，对直接参加施工的有关人员发放必要的劳动保护用品和保健津贴。 3.0.7采用不同的防护涂层应采用不同的表面预处理方法，并应符合下列规定 a）当采用涂料防护时，可采用喷砂（丸）防锈，或酸洗除锈、钝化处理的工艺。 b）当采用金属镀层时，金属喷涂必须采用喷砂除锈，金属浸镀必须采用酸洗除锈工艺。 c）当采用复合涂层时，热浸镀锌层在涂装有机涂料前，还必须进行磷化或钝化处理。 d）必须保证除锈质量达到规定的要求，并应在要求的时间内进行涂装。 3.0.8当采用喷砂（丸）除锈时，必须采取有效措施，防止砂、尘的污染，并应符合环境保护和劳动保护的有关规定。 3.0.9喷砂（丸）除锈宜采用0.30.6MPa的压缩空气作动力，喷射磨料应选用0.32.0mm粒径的质地坚硬有棱角的石英砂粒或金属丸。压缩空气和磨料应干燥、清洁。 3.0.10采用酸洗除锈、钝化处理工艺时，应先除去构件表面的油污和其他可除去的污物。经酸洗后的金属表面，必须及时进行中和、钝化处理。酸洗除锈的整个过程应为除油→水清洗→酸洗→水清洗→中和钝化→晾干→及时涂刷富锌底漆。 3.0.11酸洗液必须按规定配方和顺序配制，称量准确，边搅拌、边将酸液慢慢倒入水中，严禁将水直接倒入酸内。在酸洗过程中，应定期测定酸洗液和钝化液的浓度，并及时作相应的补充和调整。 3.0.12 酸洗时间应根据工件表面锈蚀清除情况确定，直至锈蚀彻底除净，符合设计要求。并应防止工件过蚀和氢脆。 3.0.13 酸洗废液必须进行妥善处理，排放必须符合环境保护规定。 3.0.14 防腐蚀施工应严格按照设计要求进行，施工工艺应符合本规范附录D的规定，并应符合环境保护的有关规定。 3.0.15 不同厂家、不同品种的防腐蚀涂料不宜掺和使用。 3.0.16涂料涂装前，应先进行试涂。单组份涂料使用时应搅拌均匀，多组份涂料混合后应充分熟化，不得存在粒、块状物质。涂料开桶取料后，必须立即密封保存。施工工具应保持干净，用后应及时清洗。 3.0.17在进行涂料施工时，每涂一层都应进行质量检查。如发现涂层有针孔、气泡、流淌、漏涂、漏镀等缺陷和损伤，在下一道涂装之前，必须采取补救措施。并应符合下列规定 a）漆膜出现漏涂、针孔等缺陷，应直接复涂一遍；出现气泡、流淌等问题，一般应将这部分涂层铲除，再重新进行涂刷。 b）金属镀层出现漏镀、裂纹等缺陷，应在大于缺陷三倍直径的面积内进行认真的表面处理，再喷涂相应的金属层。直至镀层质量达到设计要求。 3.0.18涂料涂刷时应注意施工环境温度。施工场所应通风良好，漆膜应充分干燥。应保证涂层之间相应的时间间隔。全部涂装完成后，必须自然干燥七天后方可使用。在风砂、雨、雾、雪天不得在室外施工。夏季施工应严防曝晒。 3.0.19 经防腐蚀处理后的构件；在运输存放和安装过程中，应采取措施保护涂层，防止碰、撞等损伤，如有损伤应及时处理。 3.0.20 安装后，焊缝及漆膜损坏处必须进行第二次防腐蚀处理，涂刷2道GS841干湿两用防锈漆，漆膜总厚度不应小于150μm。 3.0.21 生产矿井井筒装备防腐蚀维护应符合下列规定 a）必须搞好安全防护。 b）采用高压水或电动刷轮、刨、铲等工具，清除被涂表面的煤尘、重锈和松动的旧漆膜，并用水冲洗干净。 c）涂刷1道GS861干湿两用带锈底漆，2道GS841干湿两用防锈漆。其时间间隔应大于6h。 d）涂层总厚度应大于150μm。 4 验 收 4.0.1 防腐蚀质量应作为立井井筒装备验收的重要指标。防腐蚀涂层质量验收应分为两步进行 a）防腐蚀施工后的中间验收。 b）井筒装备安装后的工程竣工验收。 4.0.2 防腐蚀工作验收应具备下列资料 a）涂料或其他防腐蚀材料的出厂合格证或质量检验合格证。 b）防腐蚀设计说明书，施工组织措施，涂层测试数据及防腐蚀施工技术总结报告。 c防腐蚀设计变更时的设计变更通知单。 4.0.3防腐蚀质量分为合格、优良二个等级。根据测试结果，对工程防腐蚀质量进行评定。如抽检结果不合格，必须在安装前采取补救措施，直至合格。防腐蚀质量的评级标准见本规范附录F。 4.0.4 防腐蚀施工期间，应在现场检查是否符合防腐蚀施工条件及防腐蚀施工质量。 4.0.5 地面防腐蚀处理结束后的验收主要检查涂层厚度和附着力，并应符合下列规定 a）检查数量 1）涂层厚度抽检总件数的5，但不得少于5件，每个工件均匀取10个点进行测试。 2）涂层附着力抽检总件数的1，但不得少于3件，每个工件测一个点。如抽检结果不合格，此时再抽取总工件的10进行检查。 b）测试方法见本规范附录E。 4.0.6 采用玻璃钢复合材料加工制作的立井井筒装备，其构件质量的检查及验收，应符合复合材料构件质量检查评定标准。 4.0.7井筒装备防腐蚀工程竣工时，防腐蚀验收主要检查涂层损坏部位的修补情况，及玻璃钢复合材料构件的安装及连结情况。若发现质量不合要求，必须进行处理，直至合格。 附录A 推荐使用的耐蚀材料 A.1 推荐使用的耐蚀材料 表A.1 推荐使用的耐蚀材料 名 称用 途效 果 玻璃钢栅栏代替梯子间原金属网防腐蚀效果好 梯 子 间复合玻璃钢梁代替梯子间的钢梁 玻璃钢梯子、平台板代替梯子间原金属纹钢板、水泥板和钢结构梯子 A.2 玻璃钢制品的机械安全性能指标 表A.2 玻璃钢制品的机械安全性能指标 项 目单 位指标试验优 良合 格 机械性能抗拉强度玻纤纱MPa140120GB3354 玻纤布160130GB1447 抗压强度玻纤纱5035GB1448 玻纤布6040GB1448 弯曲强度玻纤纱9070GB33560 玻纤布10080GB1449 安全性能表面电阻Ω≤3108MT113 酒 精 喷 灯 火 焰 燃 烧 试 验有焰燃烧时间s当酒精喷灯移走后，每组6条试件的有焰燃烧时间总和不得超过18，其中任何试件的续燃时间不得超过10MT113试件置 于酒精喷灯火焰中燃 烧时间为30 无焰燃烧时间当酒精喷灯移走后，每组6条试件的无焰燃烧时间总和不得超 过120，其中任何一条试件的续燃时间不得超过60 附录B 金属表面预处理等级 金属表面预处理等级采用瑞典标准SIS055900除锈质量等级标准，该标准共分六个除锈等级，其中手工机械除锈分为二个等级，喷射除锈分为四个等级。每个等级的质量要求如下 St2级，手工机械除锈。要求除去钢铁表面松动的氧化皮，疏松的铁锈和其他污物。 St3级，动力机械除锈。要求除去钢铁表面松动的氧化皮，疏松的铁锈和其他污物，钢铁表面呈现明显的金属光泽。 Sa1级，轻度喷射除锈。应除去疏松的氧化皮、锈蚀及污物，在基底金属上显露大量均匀散布的金属斑点。 Sa2级，工业喷射除锈。应除去几乎所有的氧化皮、锈蚀及污物，最后用干燥的压缩空气清理表面，表面稍呈灰色。 Sa2.5级，接近出白级喷射除锈。金属表面清除到仅有轻微的点状或条纹痕迹的程度，并用干燥的压缩空气或其他工具清理表面，表面呈银灰色。 Sa3级，出白级喷射除锈。应完全除去金属表面的氧化皮、锈蚀及污物。用于燥的压缩空气或其他工具清理表面，其外观具有均匀一致的金属光泽。 附录C 推荐使用的矿山防腐蚀涂料 表C 推荐使用的矿山防腐蚀涂料种类涂料名称色泽防腐蚀性能适用条件 底漆环氧富锌底漆银灰优良适用于中、碱性水质的矿井，5℃以上的气温条件施工 氯化橡胶富锌底漆各种水质的矿井，-20℃以上的气温条件施工 无机富锌底漆各种水质的矿井，10℃以上的气温条件施工，须喷砂除锈 防护涂料环氧沥青厚浆型防腐涂料 环氧玻璃鳞片防腐涂料 黑色及深褐色优良中、碱性水质的矿井中使用，5℃以上的气温条件施工 低温固化环氧（沥青）涂料适用于中、碱性水质，-5℃以上的气温条件施工 氯化橡胶系列防腐涂料黑色、 深褐色及其他 颜色在各种淋水的矿井中均可使用，-20℃以上的气温条件下施工 维护 修补 涂料干湿两用系列 防腐涂料棕褐色及其他 颜色优 良在潮湿、有水的现场使用 附录D 推荐使用的防腐蚀施工工艺 表D 推荐使用的防腐蚀施工工艺 涂层名称表面处理方法底部涂层防护涂层涂层总厚（μm）涂装时间间隔 （h）施工环境涂层涂装方法涂装遍数涂层厚度（μm）涂装涂装方法涂装遍数涂层厚度（μm）有机涂层酸洗除锈钝化处理或喷砂除锈富锌底漆 刷涂123070氯化橡胶系列防腐涂料刷涂或喷涂34150180≮2006-20℃以上的气温条件下施工 环氧沥青厚浆型防腐涂料3180220≮2508245℃以上气温条件下施工 低温固化环氧沥青涂料3180220≮25024-5℃以上的气温条件下施工 金属镀层喷砂除锈热喷镀锌热喷12100200氯化橡胶类涂料刷涂或喷涂26-20℃以上气温条件下施工 环氧类涂料285℃以上气温条件下施工 酸洗除锈热浸镀锌热浸160100 复合涂层喷砂除锈热喷镀锌热喷12100200氯化橡胶类涂料刷涂或喷涂3150200≮2506-20℃以上的气温条件下施工 环氧沥青类涂料3150200≮25085℃以上的气温条件下施工 复合涂层酸洗除锈热浸镀锌热浸160100磷化底漆刷涂11020≮2508245℃以上的气温条件下施工 环氧沥青涂料刷涂或喷涂23150200 低温固化环氧沥青涂料23150200≮25024-5℃以上的气温条件下施工 焊缝或漆膜损坏部位修补干湿两用系列防腐涂料刷涂21506淋水或干燥环境均可 附录E 涂层质量测试方法 E.1 涂层厚度 涂层厚度是保证防腐蚀效果的一项重要质量指标，在施工中必须严格控制涂层厚度的测定，一般采用涂层测厚仪。井筒装备防腐蚀涂层测试宜用磁性测厚仪。测试时，具体操作方法可参考产品使用说明书。 E.2 有机涂层附着力 附着力是考核漆膜性能的最重要指标之一。 有机涂层附着力，现场测试用划格法。划格法规定，在已防腐蚀处理好的钢构件上，在离开边沿20mm以上的立置，用单面刀片划1mm1mm小格100个以上，然后用手轻轻擦抹漆膜。若85以上的漆膜不脱落为合格，95以上不脱落为优良。 E.3 金属镀层附着力 E.3.1 热浸镀层附着力 金属镀层附着力采用弯曲试验法测定。用碳钢制作试片，其厚度为a，宽度b2a2mm，且不得小于10mm，长度l5a150mm，按规定进行表面处理和涂装金属镀层。然后在台钳、压力机或弯曲试验机上进行附着力的测试，具体测试方法如下 首先将试样放在支撑辊上，两辊距离等于d2.1a，用弯曲辊（宽度为d）下压，使试样的弯曲角达到一定角度后，再用弯曲机或台钳使试样弯曲到180。 试样弯曲到180后，用肉眼检查弯曲的外沿，若金属层既无脱落，也没出现B8显的裂纹，则为优良；若距试样边缘5mm以上的地方出现金属镀层脱落，或出现了露出钢基体的大裂纹，则认为附着力不合格。 E.3.2 热喷涂层附着力 现场按划格法试验，划格刀具刃口与涂层表面保持90切割后，涂层基体须完全切断，划痕间距3mm，在格子状涂层表面贴上粘胶带，用500g负荷辊子或手指压紧，以手持粘胶带一端，按与涂层表面垂直方向，以迅速又突然方式将粘胶带拉开，涂层不剥落为合格。若要定量测涂层结合力，应按相应的国家标准执行。 附录F 防腐蚀质量的评级标准 F.1 防腐蚀质量的评级按防腐蚀涂层及金属镀层，工件防腐蚀和防腐蚀工程三部分进行。 F.2 防腐蚀涂层的质量标准主要包括涂层厚度质量标准和涂层附着力质量标准。并应符合下列规定 a）涂层厚度的质量标准应符合下列规定 1）合格80以上测试点的涂层厚度的测试数据大于或等于规定厚度，且最小厚度不低于规定厚度的75。 2）优良95以上测试点的涂层厚度的测试数据大于或等于规定厚度，且最小厚度不低于规定厚度的90。 3）20及以上测试点的涂层厚度测试数据低于规定厚度，或有10以上测试点涂层厚度较规定厚度低25以上，则评为不合格。 b）涂层附着力的质量标准应符合下列规定 1）合格80以上测试点用划格法测试出的附着力数据大于95，且没有低于85的测试数据。 2）优良所有测试点用划格法测出的附着力数据均大于95。 3）若出现低于85的测试数据，则要求加倍复测，若仍有低于85的数据，则定为不合格。 F.3 金属镀层的质量标准 金属镀层的质量标准主要包括镀层厚度质量标准和镀层附着力质量标准。其镀层附着力测试在现场做试件，依照相应的测试方法进行。镀层厚度和附着力质量标准的评定依照F.2的规定进行。 F.4 工件防腐蚀的质量标准 工件防腐蚀质量的等级按涂层厚度和附着力所评定等级的最低等级确定。 F.5 防腐蚀工程的质量标准应符合下列规定 a）合格所检测各类工件的防腐蚀质量全部合格。 b）优良所检测各类工件的防腐蚀质量全部合格，其中50及其以上为优良。 附录G 名词解释 1.腐蚀材料在周围环境的作用下所引起的破坏或变质称为腐蚀。腐蚀对象包括各类材料，但习惯上往往只把金属材料的破坏称为腐蚀。对于非金属材料则有另外的称呼。例如橡胶、塑料、玻璃钢等称为“老化”，砖石、混凝土称为“风化”，木材等称为“腐烂”。 2.防腐蚀人们采取许多不同的手段或方法来防止或减轻腐蚀的发生，称防腐蚀。主要包括采用耐蚀金属或合金材料，发展耐蚀非金属材料，进行表面保护和电化学保护，进行介质处理，改善和控制腐蚀环境等。 3.防腐涂料是指一系列涂在金属表面上能防止或延缓金属腐蚀的涂料。 4.pH值介质酸碱度的表示方法。其值为溶液中H浓度的负对数，-1g[H]其大小为114，数值越小，酸性越强。 5.表面预处理为提高防护涂层的质量，在防腐涂装前，需采取适当措施和工艺清除工件表面的锈蚀、氧化皮和各种污物，或转化成稳定的形式，称表面预处理。 6.磷化处理使钢铁工件表面获得一层不溶于水的磷酸盐薄膜的表面处理工艺，磷化膜厚约515μm，与基体结合牢固，多孔，适于作涂料的底层。 7.喷砂（丸）除锈利用压缩空气作动力，将砂石（金属丸）等磨料喷向金属表面，靠磨料的冲击和摩擦作用，除去表面的锈层、氧化皮、旧漆膜及其他污物，可得到高质量的金属预处理表面。 8.酸洗除锈利用酸溶液与金属锈层发生化学反应而除去金属表面锈蚀、氧化皮的表面预处理方法。 9.钝化处理酸洗后的钢铁构件需立即放入含有氧化剂和成膜物质的碱性溶液中，中和除去残酸，并在钢铁表面生成一层具有保护作用的膜，可防止构件发生二次锈蚀，称为钝化处理。 10.粗糙度是指预处理后工件表面的粗糙程度，用RZ表示，有些被涂装的表面既要求表面的清洁度，又要求表面的粗糙度，以提高涂层的附着力。 11.涂层附着力是指保护涂层在被涂物体表面的粘结力，它直接关系到涂层的使用寿命和防护效果。 12.金属镀层是指在容易锈蚀的金属表面上覆镀一层耐腐蚀的金属保护膜，可保护内部金属不再生锈。常用的涂装方法有电镀、热喷涂、热浸镀、化学镀等。 13.玻璃钢复合材料煤炭系统讲的玻璃钢复合材料是指以钢结构为基本骨架，以合成树脂为粘结剂，玻璃纤维及其制品为增强材料，按不同的配方及成型方法而制成的玻璃钢包覆钢结构的材料。 14.富锌底漆是指干漆膜中超细锌粉含量达到85（重量比）以上的高效防锈底漆，具有牺牲阳极的电化学保护功能。富锌底漆可分为有机富锌底漆和无机富锌底漆两大类，有机富锌底漆一般是采用环氧树脂、氯化橡胶和聚氨酯等作粘合剂，无机富锌底漆一般以硅酸盐或硅酸酯作粘合剂。 15.氢脆是指在酸洗除锈过程中，酸与金属分子反应产生的氢原子很容易向金属内部扩散，当渗入到金属内部的夹层、孔隙和位错等缺陷部位的氢原子复合成氢分子时，将会产生极大的压力，有时甚至达到几十万个大气压，从而使金属材料的机械性能受到严重损害。例如，使金属的韧性、延展性和塑性降低，硬度、脆性提高，有时甚至会造成细微的裂纹。这种由于渗入金属内部氢的作用而使金属材料机械性能下降的现象叫氢脆。 在酸洗液中添加适量缓蚀剂，可防止氢脆的发生。 附录H 本规范用词说明 一、为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下 1.表示很严格，非这样做不可的 正面词采用“必须”； 反面词采用“严禁”； 2.表示严格，在正常情况下均应这样做的 正面词采用“应”； 反面词采用“不应”或“不得”。 3.表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的 正面词采用“宜”或“可”； 反面词采用“不宜”。 二、条文指定应按其他有关标准、规范执行时，写法为“应按执行”或“应符合规定”。 附加说明 本规范主编单位和主要起草人名单 主编单位江苏省煤矿研究所 主要起草人员程瑞珍 段慎修 武宜寅 12