專利名稱：一種用于管道補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)的表面處理液及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于管道修復(fù)領(lǐng)域，涉及一種用于管道補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)的表面處理液及制備方法。
背景技術(shù)：
在外界環(huán)境和輸送介質(zhì)的作用下，油氣鋼質(zhì)管道會逐漸發(fā)生化學(xué)、電化學(xué)腐蝕，將會出現(xiàn)腐蝕、裂紋等管體缺陷，導(dǎo)致管道運(yùn)行的安全性能下降，最終引發(fā)管道爆裂、泄漏等事故。為此美國運(yùn)輸部規(guī)定，當(dāng)管道運(yùn)行壓力超過其指定最小屈服強(qiáng)的40%時，必須對管道的缺陷及各類損傷采用合適的方法進(jìn)行修復(fù)。如何對檢測到的管體缺陷進(jìn)行有效地修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)是確保管線安全運(yùn)行和提高輸送效益的關(guān)鍵技術(shù)措施。纖維復(fù)合材料修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)是二十世紀(jì)九十年代發(fā)展起來的一種結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)。該技術(shù)由于施工安全方便、不停輸、不需要焊接作業(yè)、具有很好的可設(shè)計性和耐腐蝕性等優(yōu)點(diǎn)在國際上深受重視，已廣泛應(yīng)用于鋼質(zhì)管道結(jié)構(gòu)修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)。鋼管表面處理是纖維復(fù)合材料修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，直接決定修復(fù)層和管體粘結(jié)力的好壞，表面處理不好將直接會造成修復(fù)材料與管體脫粘。缺陷表面及補(bǔ)強(qiáng)處管體表面處理參照國家標(biāo)準(zhǔn)《GB/T 8923-1988涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》，被修復(fù)表面應(yīng)確保無油、無水，完全去掉缺陷部位的污物和氧化皮雜質(zhì)，一般來說，目前各公司或研究單位均要求現(xiàn)場管道表面處理標(biāo)準(zhǔn)為打磨除銹St 3級或噴砂除銹Sa 2. 5級。表面處理是否能達(dá)到施工規(guī)范要求直接影響工程質(zhì)量的好壞。而現(xiàn)場表面處理時常見問題有(I)打磨工具很難接觸到彌散腐蝕或腐蝕溝槽坑中的銹點(diǎn)并打磨干凈。(2)腐蝕嚴(yán)重的氧化皮很難徹底打磨去除。(3)實(shí)際施工時，現(xiàn)場很難達(dá)到打磨除銹St3級，而現(xiàn)場噴砂除銹很難實(shí)現(xiàn)或無法實(shí)現(xiàn)。(4)對電動鋼絲刷難以打磨的部分表面，現(xiàn)場往往采用電動砂輪片打磨，在除銹的同時也損傷了管道本體，造成新的管道風(fēng)險。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對彌散腐蝕或腐蝕溝槽坑中的銹點(diǎn)、氧化皮難打磨、電動砂輪片打磨除銹容易損傷管體等技術(shù)問題。為解決上述問題，本發(fā)明提供一種可以提高效率、減低成本、修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)和防腐效果的表面處理液及制備方法。具體技術(shù)方案如下 一種用于管道補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)的表面處理液，包括磷化液和成膜液，其中，所述磷化液包括磷酸、亞鐵氰化鉀和溶劑1，所述成膜液包括聚乙烯醇縮丁醛、環(huán)氧樹脂、脫水蓖麻油、滑石粉、硫酸鈷、二氧化錳和溶劑2，所述磷化液與所述成膜液重量比為2-3 1，所述磷化液和所述成膜液具體配比關(guān)系分別如下
磷化液磷酸70-90重量份亞鐵氰化鉀10-30重量份溶劑1 100重量份成膜液
聚乙稀■縮丁酸 70-90重量份環(huán)氧樹脂 5-10重量份 脫水霞麻油 1_5重量份滑石粉 1-5重量份
硫酸鈷0. 1-0. 5重量份二氧化錳 0. 1-0. 5重量份
溶劑2 4-10重量份。優(yōu)選地，所述磷化液和所述成膜液配比關(guān)系分別如下磷化液磷酸89重量份亞鐵氰化鉀11重量份溶劑1 100重量份成膜液
聚乙稀■縮丁酸 80重量份環(huán)氧樹脂 8重量份 脫水蓖麻油 2重量份滑石粉 2. 5重量份
疏酸鈷G. 2重量份二氧化錳 G. 3重量份
溶劑2 7重量份。優(yōu)選地，所述磷化液和所述成膜液配比關(guān)系分別如下磷化液磷酸70重量份亞鐵氰化鉀30重量份溶劑1 100重量份成膜液
聚乙烯醇縮丁醛 70重量份環(huán)氧樹脂 10重量份 脫水蓖麻油 1重量份滑石粉 5重量份
疏酸鈷G. 1重量份二氧化錳 G. 5重量份
溶劑2 4重量份。優(yōu)選地，所述磷化液和所述成膜液配比關(guān)系分別如下磷化液磷酸90重量份亞鐵氰化鉀10重量份溶劑1 100重量份成膜液聚乙稀目f·縮丁醒· 90重量份環(huán)氧樹脂 5重量份脫水蓖麻油 5重量份滑石粉 I重量份
疏酸鈷O. 5重量份二氧化錳 O. I重量份
溶劑2 10重量份。優(yōu)選地，所述磷化液與所述成膜液重量比為2 I。進(jìn)一步地，所述溶劑I為水、乙醇、異丙醇或正丁醇的任一一種。進(jìn)一步地，所述溶劑2為二甲苯和丁醇的混合液。進(jìn)一步地，所述溶劑2為2-5重量份的二甲苯和2-5重量份的丁醇的混合液。優(yōu)選地，所述聚乙烯醇縮丁醛的質(zhì)量濃度為10%。一種表面處理液的制備方法，包括如下步驟A將70-90重量份的磷酸和10-30重量份的亞鐵氰化鉀加入到反應(yīng)器I中，然后加入100重量份的溶劑1，攪拌，直至完全溶解，即得磷化液。B將70-90重量份的聚乙烯醇縮丁醛、5_10重量份的環(huán)氧樹脂、1-5重量份的脫水蓖麻油、1-5重量份的滑石粉、O. 1-0. 5重量份的硫酸鈷和O. 1-0. 5重量份的二氧化錳加入到反應(yīng)器2中，再加入溶劑2，攪拌，直至溶解，即得成膜液。C將步驟A得到的所述磷化液和步驟B得到的所述成膜液按重量比為2-3 I的配比關(guān)系混合均勻，即得。優(yōu)選地，所述磷化液和所述成膜液配比關(guān)系分別如下磷化液磷酸89重量份亞鐵氰化鉀11重量份溶劑I 100重量份成膜液
聚乙稀目f·縮丁醒· 80重量份環(huán)氧樹脂 8重量份脫水蓖麻油 2重量份滑石粉 2. 5重量份
疏酸鈷O. 2重量份二氧化錳 O. 3重量份
溶劑2 7重量份。優(yōu)選地，所述磷化液和所述成膜液配比關(guān)系分別如下磷化液磷酸70重量份亞鐵氰化鉀30重量份溶劑I 100重量份成膜液聚乙烯醇縮丁醛 70重量份環(huán)氧樹脂 10重量份 脫水蓖麻油 1重量份滑石粉 5重量份
疏酸鈷0. 1重量份二氧化錳 0. 5重量份
溶劑2 4重量份。優(yōu)選地，所述磷化液和所述成膜液配比關(guān)系分別如下磷化液磷酸90重量份亞鐵氰化鉀10重量份溶劑1 100重量份成膜液
聚乙稀■縮丁酸 90重量份環(huán)氧樹脂 5重量份 脫水蓖麻油 5重量份滑石粉 1重量份
疏酸鈷G. 5重量份二氧化錳 G. 1重量份
溶劑2 10重量份。優(yōu)選地，所述磷化液與所述成膜液重量比為2 1。進(jìn)一步地，所述溶劑1為水、乙醇、異丙醇或正丁醇的任一一種。進(jìn)一步地，所述溶劑2為二甲苯和丁醇的混合液。進(jìn)一步地，所述溶劑2為2-5重量份的二甲苯和2-5重量份的丁醇的混合液。優(yōu)選地，所述聚乙烯醇縮丁醛的質(zhì)量濃度為10%。本發(fā)明提供的用于管道補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)的表面處理液可有效解決管道修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)現(xiàn)場表 面打磨處理不徹底和修復(fù)后修復(fù)層與管體發(fā)生脫粘等問題，大大減少補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)管道表面處 理工序，提高施工效率，降低人工打磨成本，有效增加修復(fù)層與管體的粘結(jié)力和防腐性能， 以提高修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)的有效性及修復(fù)工程質(zhì)量，確保修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)效果和防腐效果的可靠性。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述，給出的實(shí)施例僅為了闡 明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1本實(shí)施例提供的一種用于管道補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)的表面處理液，具體配比關(guān)系如下磷化液磷酸89g 亞鐵氰化鉀llg 乙醇100g成膜液10%聚乙烯醇縮丁醛(西安長城樹脂公司)80g E-44環(huán)氧樹脂(西安長城樹脂公司)8g 脫水蓖麻油 2g滑石粉 2.5g
硫酸鈷O. 2g二氧化錳 O. 3g
二曱苯 3. 5g丁醇 3. 5g。本實(shí)施例提供的一種用于管道補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)的表面處理液的制備方法，具體步驟如下A將89g磷酸和Ilg亞鐵氰化鉀加入到反應(yīng)器I中，然后加入IOOg乙醇，攪拌，直至完全溶解，即得磷化液；B將80g聚乙烯醇縮丁醛、8gE-44環(huán)氧樹脂、2g脫水蓖麻油、2. 5g滑石粉、O. 2g硫酸鈷和O. 3g二氧化錳加入到反應(yīng)器2中，再加入3. 5g二甲苯和3. 5g丁醇，攪拌，直至溶解， 即得成膜液；C將磷化液和成膜液按重量比為2 I的比例配制，即得表面處理液。使用首先，被施工工件用鋼絲刷去除浮銹和污物，用毛刷掃去灰塵等；其次，用毛刷蘸120號溶劑汽油，擦凈，晾干；再次，用聚乙烯容器按比例配制轉(zhuǎn)化液，充分?jǐn)嚢杈鶆?；然后，用塑料噴槍或毛刷向工件均勻噴涂或刷涂轉(zhuǎn)化液，根據(jù)銹層情況，控制轉(zhuǎn)化液量， 不宜太厚，太厚容易使轉(zhuǎn)化膜起泡，也不能太薄，太薄轉(zhuǎn)化不完全。銹層局部嚴(yán)重地方，可再補(bǔ)刷一次；最后，根據(jù)環(huán)境溫度高低，室溫晾干后，就可進(jìn)行下道底膠及纖維復(fù)合修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)施工。為了證明本發(fā)明的有益效果，分別對本發(fā)明所制備而來的表面處理液進(jìn)行表面處理液附著力測試、陰極剝離測試和表面處理液剝離強(qiáng)度測試。具體如下第一、表面處理液附著力測試。按GB9286-88《清漆和色漆漆膜的劃格試驗》進(jìn)行劃格法附著力試驗，自制鋼板尺寸為150 X 75 X 2mm，表面打磨處理干凈光滑后置于室外7天，使其表面產(chǎn)生銹斑。試驗時用鋼絲刷去除浮銹，并用毛刷掃去灰塵，再用毛刷蘸120號溶劑汽油，擦凈，晾干，將按實(shí)施例 I配制均勻的轉(zhuǎn)化液用毛刷均勻刷涂于試片上，室溫分別固化24小時，48小時和168小時， 按GB9286-88進(jìn)行劃格法附著力試驗為O級。從實(shí)驗情況可以看出，切口的邊緣完全光滑，格子邊緣沒有任何剝落，說明按實(shí)施例I制備的表面處理液能降低人工打磨成本，有效增加修復(fù)層與管體的粘結(jié)力。第二、陰極剝離測試。按根據(jù)GB/T 23257-2009附錄D進(jìn)行陰極剝離性能測試，自制鋼板尺寸為 150X 150X6mm，表面打磨處理干凈光滑后置于室外7天，使其表面產(chǎn)生銹斑。試驗時用鋼絲刷去除浮銹，并用毛刷掃去灰塵，再用毛刷蘸120號溶劑汽油，擦凈，晾干，將配制均勻的轉(zhuǎn)化液用毛刷均勻刷涂于試片上，室溫晾干2小時后在其表面進(jìn)行碳纖維修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)，固化 48小時后按GB/T23257-2009附錄D進(jìn)行陰極剝離性能測試，試驗結(jié)果為合格。第三、表面處理液剝離強(qiáng)度研究。根據(jù)GB/T 23257-2009附錄J進(jìn)行剝離強(qiáng)度測試，試驗管道直徑為323. 9mm,實(shí)際壁厚為6. 4mm，材質(zhì)為L360MB，長度為3800mm。為了對比，在試驗管段上選擇2段軸向長度為300mm區(qū)域進(jìn)行打磨處理，一處采用電動鋼絲刷手工除銹打磨，保證達(dá)到GB/T 8923-1988要求的St3標(biāo)準(zhǔn)，隨后立即無帶銹轉(zhuǎn)化液的碳纖維修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)。另一處表面打磨處理干凈光滑后置于室外7天，使其表面產(chǎn)生銹斑。試驗時用鋼絲刷去除浮銹，并用毛刷掃去灰塵，再用毛刷蘸120號溶劑汽油，擦凈，晾干，將按實(shí)施例I配制均勻的轉(zhuǎn)化液用毛刷均勻刷涂于試片上，室溫晾干2小時后在其表面進(jìn)行碳纖維修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)。固化48小時后按 GB/T 23257-2009附錄D進(jìn)行陰極剝離性能測試。無帶銹轉(zhuǎn)化液的碳纖維修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)剝離強(qiáng)度達(dá)190N/mm，而有帶銹轉(zhuǎn)化液的碳纖維修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)剝離強(qiáng)度達(dá)170N/mm，均大于標(biāo)準(zhǔn)要求的 100N/mm,符合標(biāo)準(zhǔn)要求。從實(shí)驗結(jié)果可以看出，按實(shí)施例I制備的表面處理液，能確保復(fù)合材料修復(fù)體系與鋼質(zhì)管體之間具有良好的粘結(jié)力，避免修復(fù)層和管體發(fā)生脫粘，提高修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)施工質(zhì)量。實(shí)施例2本實(shí)施例還提供的一種用于管道補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)的表面處理液，具體配比關(guān)系如下磷化液磷酸70g 亞鐵氰化鉀30g 異丙醇IOOg成膜液
10%聚乙烯醇縮丁醛(西安長城樹脂公司)70g E-44環(huán)氧樹脂(西安長城樹脂公司)IOg 脫水蓖*麻油 Ig
滑石粉 5g硫酸鈷O. Ig二氧化錳 O. 5g
二曱苯2g丁醇2g。A本實(shí)施例還提供的一種用于管道補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)的表面處理液的制備方法，具體步驟如下B將70g磷酸和30g亞鐵氰化鉀加入到反應(yīng)器I中，然后加入IOOg異丙醇，攪拌，
直至完全溶解，即得磷化液；C將70g聚乙烯醇縮丁醛、IOg環(huán)氧樹脂、Ig脫水蓖麻油、5g滑石粉、O. Ig硫酸鈷和O. 5g 二氧化錳加入到反應(yīng)器2中，再加入2g 二甲苯和2g 丁醇，攪拌，直至溶解，即得成膜液；將磷化液和成膜液按重量比為3 I的比例配制，即得表面處理液。實(shí)施例3本實(shí)施例還提供的另一種用于管道補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)的表面處理液，具體配比關(guān)系如下磷化液磷酸90g 亞鐵氰化鉀IOg 正丁醇IOOg成膜液10%聚乙烯醇縮丁醛(西安長城樹脂公司)90g E-44環(huán)氧樹脂(西安長城樹脂公司)5g 脫水蓖*麻油 5g
滑石粉 Ig 硫酸鈷O. 5g二氧化錳 O. Ig
二曱苯5g丁醇5g。本實(shí)施例還提供的一種用于管道補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)的表面處理液的制備方法，具體步驟如下A將90g磷酸和IOg亞鐵氰化鉀加入到反應(yīng)器I中，然后加入IOOg正丁醇，攪拌，
直至完全溶解，即得磷化液；B將90g聚乙烯醇縮丁醛、5g E-44環(huán)氧樹脂、5g脫水蓖麻油、Ig滑石粉、O. 5g硫酸鈷和O. Ig 二氧化錳加入到反應(yīng)器2中，再加入5g 二甲苯和5g 丁醇，攪拌，直至溶解，即得成膜液；C將磷化液和成膜液按重量比為3 I的比例配制，即得表面處理液。最后所應(yīng)說明的是，以上具體實(shí)施方式
僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制， 盡管參照實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種用于管道補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)的表面處理液，其特征在于，包括磷化液和成膜液，其中，所述磷化液包括磷酸、亞鐵氰化鉀和溶劑1，所述成膜液包括聚乙烯醇縮丁醛、環(huán)氧樹脂、脫水蓖麻油、滑石粉、硫酸鈷、二氧化錳和溶劑2，所述磷化液與所述成膜液重量比為2-3 1，所述磷化液和所述成膜液具體配比關(guān)系分別如下磷化液磷酸 70-90重量份亞鐵氰化鉀10-30重量份溶劑I 100重量份成膜液聚乙稀目f·縮丁醒· 70-90重量份環(huán)氧樹脂 5-10重量份脫水霞麻油 1_5重量份滑石粉 1-5重量份硫酸鈷O. 1-0. 5重量份二氧化錳 O. 1-0. 5重量份溶劑2 4-10重量份。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的表面處理液，其特征在于，所述磷化液和所述成膜液配比關(guān)系分別如下磷化液磷酸 89重量份亞鐵氰化鉀11重量份溶劑I 100重量份成膜液聚乙稀目f·縮丁醒· 80重量份環(huán)氧樹脂 8重量份脫水蓖麻油 2重量份滑石粉 2. 5重量份疏酸鈷O. 2重量份二氧化錳 O. 3重量份溶劑2 7重量份。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的表面處理液，其特征在于，所述磷化液和所述成膜液配比關(guān)系分別如下磷化液磷酸 70重量份亞鐵氰化鉀30重量份溶劑I 100重量份成膜液聚乙烯醇縮丁醛 70重量份環(huán)氧樹脂 10重量份脫水蓖麻油 I重量份滑石粉 5重量份疏酸鈷O. I重量份二氧化錳 O. 5重量份溶劑2 4重量份。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的表面處理液，其特征在于，所述磷化液和所述成膜液配比關(guān)系分別如下磷化液磷酸 90重量份亞鐵氰化鉀10重量份溶劑I 100重量份成膜液聚乙稀目f·縮丁醒· 90重量份環(huán)氧樹脂 5重量份脫水蓖麻油 5重量份滑石粉 I重量份疏酸鈷O. 5重量份二氧化錳 O. I重量份溶劑2 10重量份。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的表面處理液，其特征在于，所述磷化液與所述成膜液重量比為 2 : I。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的表面處理液，其特征在于，所述溶劑I為水、乙醇、異丙醇或正丁醇的任一一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的表面處理液，其特征在于，所述溶劑2為二甲苯和丁醇的混合溶液。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的表面處理液，其特征在于，所述的溶劑2為2-5重量份的二甲苯和2-5重量份的丁醇的混合液。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的表面處理液，其特征在于，所述聚乙烯醇縮丁醛的質(zhì)量濃度為 10% O
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述的表面處理液的制備方法，其特征在于，包括如下步驟A將所述磷酸和所述亞鐵氰化鉀加入到所述反應(yīng)器I中，然后加入所述溶劑1，攪拌， 直至完全溶解，即得所述磷化液。B將所述聚乙烯醇縮丁醛、所述環(huán)氧樹脂、所述脫水蓖麻油、所述滑石粉、所述硫酸鈷和所述二氧化錳加入到所述反應(yīng)器2中，再加入所述溶劑2，攪拌，直至溶解，即得所述成膜液。C將步驟A得到的所述磷化液和步驟B得到的所述成膜液按重量比為2-3 I的配比關(guān)系混合均勻，即得。
全文摘要
本發(fā)明公開一種可以修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)和防腐的表面處理液及使用方法，包括磷化液和成膜液，其中，磷化液包括磷酸、亞鐵氰化鉀和溶劑1，成膜液包括聚乙烯醇縮丁醛、環(huán)氧樹脂、脫水蓖麻油、滑石粉、硫酸鈷、二氧化錳和溶劑2，磷化液與成膜液重量比為2-3∶1，本發(fā)明提供的帶銹轉(zhuǎn)化表面處理液及方法可有效解決管道修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)現(xiàn)場表面打磨處理不徹底和修復(fù)后修復(fù)層與管體發(fā)生脫粘等問題，大大減少補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)管道表面處理工序，提高施工效率，降低人工打磨成本，有效增加修復(fù)層與管體的粘結(jié)力和防腐性能。
文檔編號C09D5/08GK102604495SQ20121006023
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月8日
發(fā)明者羅金恒, 蔡克, 趙新偉, 陳志昕, 馬衛(wèi)鋒 申請人:中國石油天然氣集團(tuán)公司, 中國石油天然氣集團(tuán)公司管材研究所