文丨胖仔研究社

编辑丨胖仔研究社

前言

非金属管道耐腐蚀性能好，但在介质酸碱度较高时，其耐腐蚀性能就会下降。因此，对非金属管道进行防腐处理是非常有必要的。那么非金属管道该如何进行防腐适应呢？

非金属管道常用的耐蚀材料主要有玻璃纤维、聚乙烯、聚氯乙烯、玻璃钢和高分子聚合物等。其中，聚乙烯和玻璃钢是非金属管道的常用材料。

由于聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等树脂均为非水解聚合物，且分子结构中含有活泼的碳氢官能团，使其在酸、碱等介质中极易发生水解，造成树脂固化不良。

非金属管道

化学成分：（1）树脂：非金属管道的主要原料是树脂，树脂的品种很多，有天然橡胶、合成橡胶、酚醛树脂等。其中最常用的是环氧树脂、酚醛树脂。

（2）填料：填料分为无机填料和有机填料两大类，无机填料主要有粘土、石英砂、石粉、硅灰石等，有机填料主要有沥青和油毡。在选择时应根据具体情况进行选择。

无机填料应具有一定的机械强度，不易被介质磨损和粉化；有机填料应具有良好的粘结性，且无毒，不影响产品的卫生性能。

（3）玻璃纤维是以石英砂为原料，经熔融挤出而制成的，主要用于增强非金属管道，也可用于其他材料（如玻璃布、玻璃纤维布、石棉绳等）与天然纤维复合而成的制品。

当玻璃钢用增强材料是玻璃纤维时，其性能与天然纤维基本相同，但玻璃纤维本身不具有耐腐蚀性能。目前国内使用的玻璃纤维一般为连续玻璃纤维带。

玻璃纤维：玻璃纤维是一种无机非金属材料，是由玻璃熔融纺丝后的纤维，经过制丝、拉丝、短切、拉丝成纱等工序制成的，具有耐腐蚀、耐热、耐磨、高强、抗拉等性能，且具有耐老化等优良性能。

（1）玻璃纤维的主要用途：①制造飞机轮胎骨架材料和耐蚀材料；②制造各种耐热压力容器；③制造耐腐蚀管道和管路。

（3）玻璃纤维的主要性能：①耐高温性能：具有优良的抗氧化能力，不会因高温而变质；②耐化学性：对酸、碱、盐等腐蚀介质都有良好的抵抗能力，不会发生化学变化；③耐老化性能：可在高温、高湿、潮湿环境下使用，还具有很强的抗老化能力，可长期使用。

填料：（1）填料种类：常用的有石英粉、活性氧化镁、滑石粉等。其中，活性氧化钙在石油化工和化学工业中应用最广。

它可以和介质中的硫化氢发生化学反应生成氢化钙，将硫化物转变为不溶性的钙盐，阻止其对金属基体的腐蚀。在石油化工中，常用活性氧化镁和滑石粉作为填料。

（2）填料用量：一般为30~40%，最高可达50%。主要与树脂用量有关，如聚乙烯的含量在80%左右时，加入滑石粉可增加其弹性模量；而聚乙烯含量在90%左右时，加入滑石粉可增加其刚性。为达到提高弹性模量的目的，可在树脂中加入填料。

（3）填料方法：填料填充法是一种新的填料使用方法。它是先将填料加到基体材料中，然后将其与树脂混合搅拌均匀，最后通过挤出成型或缠绕成型等方法制成制品。此法可提高基体材料的弹性模量，并增加其与填料的接触面积。

非金属管道的应用特点

（1）具有良好的耐酸、碱、盐腐蚀性能。

（2）耐高温、耐腐蚀，可用于蒸汽和热水管道。

（3）具有较好的抗冲击性能，可用于压力较低的液体输送。

（4）重量轻，可减轻管道的重量，降低工程造价。

（5）施工方便，耐老化、使用寿命长。

（6）无毒、无污染，卫生性能好。

非金属管道是指由玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂制成的管道。其产品结构主要由增强材料、基体材料和界面粘结材料构成。其中增强材料起增强作用，基体起支撑作用。

界面粘结材料具有耐化学腐蚀、抗微生物侵蚀、抗电化学腐蚀、机械强度高等特点，因而广泛用于非金属管道的生产。增强材料主要有玻璃纤维、金属等。

非金属管道在使用中的主要优点有：

（1）具有良好的耐腐蚀性能，可耐多种介质的腐蚀，并可用于输送腐蚀性介质。

（2）具有良好的柔性，能适应管线的热胀冷缩。

（3）具有较好的抗冲击性能，可以承受较大的外力冲击，而且可以通过调整材料配方来适应不同工况下对管道使用寿命和安全性的要求。

（4）具有良好的耐老化性能，可长期在阳光下使用。

（5）具有较好的卫生性能。由于非金属管道无菌、无毒、不含重金属等有害物质，因而可以保证饮用水及食品等各种饮品安全卫生。

由于非金属管道主要采用玻璃纤维为增强材料，因而其化学稳定性很好。在大多数情况下，只需添加少量添加剂就可满足使用要求。如遇特殊情况需要添加某些化学物质时，必须由具有相应资质和经验的专业人员进行操作。

（6）可采用电熔、热熔或机械连接等方式连接，施工方便快捷，无需采取额外措施即可达到要求。

（7）可根据用户需要制成各种不同形状和尺寸规格的产品。

（8）制造成本相对较低。

（9）对环境污染少，是理想的绿色产品。

（10）价格适中。与金属管道相比，非金属管道具有重量轻、成本低、运输方便等特点；与塑料管道相比，非金属管道具有耐腐蚀性好、使用寿命长等特点。

与铸铁管道相比，非金属管道具有耐高温、耐腐蚀、质量轻等特点；与其他材料相比，非金属管道具有保温节能等特点；与其他机械设备相比，非金属管道具有质量轻、运输方便等特点。

防腐适应性分析

根据上述分析，我们可以得到以下结论：

1、当非金属管道的介质中含有高浓度的硫酸、硝酸、盐酸、氢氟酸时，聚乙烯和玻璃钢不能有效地发挥其耐蚀性能。而聚丙烯和聚氯乙烯等树脂却能在其中发挥其优异的耐蚀性能。

2、当介质的PH值大于10时，非金属管道中的树脂易发生水解，造成树脂固化不良，玻璃钢材料尤其如此。这一点是众所周知的事实。

3、在酸、碱等介质中，由于聚乙烯胶原树脂在碱性介质中易发生水解，而聚氯乙烯在中性环境中能保持其原有的耐腐蚀性能。

4、非金属管道与金属管道相比，其耐腐蚀性能较差，这一点在金属管道中已有充分体现。因此，采用非金属管道对金属管道进行保护，要比采用金属管道对非金属管道进行保护更加经济合理。

5、由于玻璃钢和聚乙烯等树脂在碱性介质中易水解，因此要想使其耐腐蚀性能得到充分发挥，必须采用改性树脂作为玻璃钢和聚乙烯等树脂的改性剂来增强其耐腐蚀性能。

6、通过以上分析可知，在非金属管道的防腐蚀处理中，应根据不同介质的特点分别采用不同的防腐蚀方法。

对于腐蚀性较强的介质，应采用防腐性能好、强度高的玻璃钢或聚氯乙烯等材料进行防护；对于腐蚀性较弱的介质，则可采用较好地耐腐蚀性能和强度高的聚乙烯或聚丙烯等材料进行防护。

7、当非金属管道中含有浓度很高且不能被水解的酸或碱时，其防腐处理也就显得极为困难。所以对于这样的非金属管道只能采用化学处理方法来解决问题。这是因为在这种情况下，如果仅用物理方法进行处理，很难达到理想效果。

8、我们可以通过以下三个方面来解决非金属管道上出现的腐蚀问题：首先是加强非金属管道材料本身对金属材料的抗腐蚀作用；其次是选择性能好且耐腐蚀性能强的金属材料进行增强；最后是选择具有一定强度但同时又有较好耐腐蚀性能和耐热性的材料进行防护。

非金属管道的应用前景

随着我国国民经济的发展，城市建设对管道的需求将越来越大。这一巨大的需求不仅体现在城市供水、燃气、供热等市政工程方面，还体现在供水、燃气等市政工程方面。

据有关专家预测，今后几年内我国城镇供水管道建设将保持每年20多亿米的增长速度，城镇燃气管道建设也将保持每年5亿米的增长速度，在未来20年内，我国城市供水管道建设的市场需求将达亿米以上。

玻璃钢管道是以玻璃纤维为增强材料，以环氧树脂为基体材料，在一定温度下固化成型的复合材料。

目前国内市场上所用玻璃钢管道大部分是以玻璃纤维作为增强材料，其力学性能可以达到钢管的水平。但是玻璃纤维增强塑料管道还不能完全替代钢管，原因是：①玻璃钢管道与钢管相比还存在着密度偏低、易碎、耐冲击性能差等缺陷。

②玻璃钢管道生产工艺复杂；③玻璃钢管道生产周期长；④玻璃钢管道价格偏高等。

另外，在城市燃气管道中还存在着一些问题：①燃气管道材料选择不当；②燃气管道施工不当；③燃气管网泄漏监测技术不够完善。目前国内生产的非金属复合管基本是以玻璃纤维增强塑料作为增强材料，没有充分发挥出复合材料的优势。

笔者观点

目前，对非金属管道的腐蚀控制方法有很多，但大多数都是以牺牲阳极保护为基础，采用离子交换、电化学保护等方法对其进行防腐处理。

但是，这些方法的使用会有一定的局限性，且对非金属管道的防护效果并不理想。因此，非金属管道应采取更有效、更安全的防腐措施。

对于非金属管道而言，可以采用电化学保护方法进行防腐处理。电化学保护是利用电解反应使金属产生腐蚀电流，并使金属材料失去腐蚀作用。其特点是设备简单、操作方便，价格便宜。

参考文献

1、《工程塑料防腐技术》，化学工业出版社，2。

2、《非金属管道防腐蚀工程设计与施工》，中国建筑工业出版社，8。

3、《非金属管道防腐工程施工规范》，中国建筑标准设计研究院（标准）有限公司。

4、《城镇燃气管道工程施工及验收规范》（CJJ2-4），城镇燃气管道工程施工及验收规范编写组。

5、《非金属管道防腐蚀工程设计与施工》，中国建筑工业出版社。

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