一、研制任务的提出
    环氧煤沥青冷缠带是在总结国内大量使用的环氧煤沥青防腐涂料所积累的经验的基础上，针对在钢管外防腐使用该涂料存在的问题，进行与时俱进的持续改进发展而成的新型管道外防腐材料。据中国环氧树脂行业协会专家介绍，用于埋地钢质管道防腐的环氧煤沥青涂料是1972年原燃化部安排原东北83工程勘察设计研究院(现分为中石油管道工程公司和管道科学研究院)开始研制的，1978年第1代产品研制成功，1985年第2代产品研制成功，1987年石油部颁布了《埋地钢质管道环氧煤沥青防腐层技术标准》(SYJ 28-87)，1991年颁布了《埋地钢质管道环氧煤沥青防腐层施工及验收规范》(SYJ 4047-90)，1996年将该2项标准合并修订为中国石油天然气行业标准《埋地钢质管道环氧煤沥青防腐层技术标准》(SY/T 0447-96)，至今已经历30个年头了。

    在研制初期(1973－1976年)，曾分别将环氧煤沥青涂料的试件分别埋设于大庆、大连、抚顺、北京、郑州、西安、兰州、武汉和湛江等地的各种类型土壤和海水中，至今已近30年，对试件定期开挖检查所收集到的数据，有效地指导着涂料的研制和改进。第2代产品GH2型1982年试用于秦皇岛输油公司首站站内直径720mm管道外防腐，总计长度达11公里，是首次工业规模使用，中国环氧树脂行业协会专家介绍说：至今20年防腐层仍完好无损、管线受到有效保护。

    埋地钢管外防腐是环氧煤沥青涂料的最主要用途，1984年用于北京自来水公司在军事博物馆附近的地下供水管线，1986年大量用于天津市煤气化工程，1986年起应用于哈尔滨市煤气管网，累计达450公里，1986年和1991年，分别用于北京市水源九厂一二期工程总计近100公里直径2.2米供水管，此外，还在深圳、宁波、福州、唐山等地的煤气管道和供水管道的外防腐工程广泛使用。

　　环氧煤沥青涂料还在钢质储罐和各种钢结构的防腐工程和混凝土结构的防水、防渗工程得到广泛使用，胜利油田滨南首站11座5000m3油罐罐顶防腐大修全部使用环氧煤沥青涂料，至今完好无损，1989年亚运村污水处理厂采用环氧煤沥青涂料对活性污泥罐(混凝土罐)防腐防渗漏，北京市高碑店污水处理厂的活性污泥罐及污水管线也采用了环氧煤沥青涂料，长期使用效果都很好。目前，环氧煤沥青涂料已在石油、化工、城市公用事业等行业的自来水、煤气、天然气、供热等各种管道设备和钢结构物大量使用，每年用量近千吨，是我国用途较广，用量较大的防腐涂料。

    经历近30年的研制和应用实践，证明环氧煤沥青涂料有很多优点。中国环氧树脂行业协会专家介绍说：主要是：1、防腐层有很好的防腐蚀性能，使用寿命较长；2、施工方便，可以对钢管、贮罐和各种钢结构进行半机械或手工施工，防腐层自然固化，无需加热设备；3、防腐层造价较低廉，在相同除锈条件下，其综合造价(含材料、施工、损耗等费用)在各类防腐材料中是较低的，与最便宜的石油沥青防腐层相近；4、已积累了较丰富的使用实践经验，石油部门已编制了环氧煤沥青防腐工程从设计到施工的一系列技术标准，技术成熟可靠。

    但环氧煤沥青涂料用在管道外防腐时，仍存在较严重的缺点。据中国环氧树脂行业协会专家介绍，主要一是用在钢管表面防腐时，现行技术标准要求的防腐结构为涂刷多层涂料中间加缠玻璃纤维布，固化后形成“玻璃钢”复合结构，不但施工工序复杂、繁琐而且为保证涂层最终质量，还要求前道涂层固化后才能涂敷后道涂层，至使施工时间拖长给施工管理带来诸多不便，尤其是在冬季固化时间长更加剧了困难。二是使用玻璃布时产生大量细碎的玻璃纤维丝，易扎入皮肤、疼痛难忍，并有可能通过呼吸或进食进入体内损害施工人员健康。三是涂料虽属厚浆型，但仍含有约12%的可挥发性溶剂，涂敷后在固化过程中将全部散发到空中，仍不符合日益要求严格的环境保护要求。

    北京东化防腐技术有限公司总经理、中国腐蚀与防护学会理事、高级工程师张炼1967年毕业于北京石油学院，在石油部管道科学研究院工作时是环氧煤沥青管道防腐涂料第二代产品的研制项目负责人，为了促进环氧煤沥青防腐涂料科研成果的推广使用，1984年创建廊坊市防腐技术研究所，1992年改为北京东化防腐技术有限公司，采用研制、生产、施工一条龙式的经营机制，努力将该项科研成果转化为生产力，在总结二十多年研制和推广环氧煤沥青涂料实践的经验和教训的基础上，针对上述主要问题，进行了与时俱进的研究和持续改进，研制出一种主要用在钢质管道外防腐的新型防腐材料，称之为环氧煤沥青冷缠带。

二、主要研究成果
    1、利用近20年国内新型化纤材料的品种、性能和产量均已有极大发展的有利机遇，经反复比较筛选，最终选用丙纶无纺毡(亦称非织造布)代替了玻璃纤维布。中国环氧树脂行业协会专家介绍说：丙纶无纺毡耐腐蚀性好，抗拉强度高，使用过程不产生扎伤皮肤的细丝，表面平整、厚度均匀，不含蜡，对环氧煤沥青涂料渗透性好，固化后能形成平整、坚实的整体防腐层。利用选择不同厚度的无纺毡，使之单层厚度可以达到石油行业标准加强级或特加强级的厚度要求，为简化现场施工工序创造了条件。经比较优选后，已与国内生产丙纶无纺毡在质量上和供货数量上有较可靠保证的厂家建立了供货关系，且其价格已略低于玻璃纤维布，实现了防腐层加强衬料的升级换代。

    2、 在工厂将一种环氧煤沥青基材胶均匀地挤压进丙纶无纺毡中，按指定长度分切收卷，然后高速离心脱去多余的基材胶制成基带。中国环氧树脂行业协会专家认为，这样就将原来全部在现场进行的多次涂敷过程部分先在工厂预制，用加大预制深度来实现简化现场施工工序，以达到缩短现场施工时间的目的，也保证了施工质量。

    3、研制出配套的双组份环氧煤沥青定型胶，并经三次改进，逐步降低其溶剂含量，从溶剂型改为厚浆型最后改为无溶剂型，即：定型胶不含任何挥发性溶剂，有效改善了在生产和使用过程的环保条件。为了使定型胶的配料过程最方便，将两组份的配比调至1：1。施工时按照在钢管上涂定型胶/缠基带/涂定型胶的顺序涂敷，固化后形成符合石油行业标准要求的整体防腐层。中国环氧树脂行业协会专家表示：为了缩短冬季施工的固化时间，研制出有很好的低温固化性能、适宜在5℃以下使用的低温定型胶。

三、生产工艺过程
    这种从环氧煤沥青涂料改进而成的新材料，称为环氧煤沥青冷缠带，它由基带和定型胶两部分组成。基带是将丙纶无纺毡按要求宽度分切后浸渍环氧煤沥青基材胶，再经收卷、脱油后制成，标准分切宽度为125mm、250mm和400mm，每卷长度20m或40m(也可以根据用户的特殊要求调整)。中国环氧树脂行业协会专家介绍说，用不同厚度的无纺毡生产出厚度不同的两种基带，分别称为加强级和特加强级基带，并使其施工时缠绕一层基带，上下各涂一层定型胶所形成防腐层固化后的干膜的厚度分别符合石油行业标准SY/T 0447-96的加强级和特加强级防腐层的厚度要求。定型胶是无溶剂涂料，由分装的A、B组份组成，并按使用温度分为常温型(宜在气温5℃以上使用)和低温型(宜在气温-15℃～5℃以下使用)两种。产品出厂时基带和定型胶按正常配套用量装箱出售。

    生产工艺流程为：

    东化公司在2001年通过ISO 9001：2000国际标准质量管理体系认证，按照质量管理体系的要求，对环氧煤沥青冷缠带的生产过程制订了必要的规程制度，包括：原材料进厂质量检验规定、冷缠带生产工艺规程、出厂产品检验规定、出厂产品质量和用户反馈统计方法、生产和化验人员培训教材等管理和技术文件，使整个生产过程处于受控状态，保证了产品质量的稳定性和持续改进的能力。

四、产品技术性能
    东化公司参照中国石油天然气行业标准SY/T 0447-96的具体要求，编制了环氧煤沥青冷缠带企业标准Q/DH 01-2000，2003年修订为Q/DH 01-2003。
环氧煤沥青冷缠带的技术要求

    冷缠带组合性能测试

    产品经中国石油天然气管道科学研究院(1999年8月)、河南省产品质量监督检验所(在2000年11月)、中国石油管道道公司管道科技研究中心(2001年6月和2003年6月)测试，其结果汇总为表，证实用环氧煤沥青冷缠带施工的防腐层的技术性能符合中国石油天然气行业标准的要求。从2003年起生产的无溶剂型产品，相同防腐层结构的厚度和电火花检漏性能达到更好的指标。

五、防腐层施工工艺
    环氧煤沥青冷缠带用于钢管外防腐的施工工艺流程为：

    其具体施工方法据中国环氧树脂行业协会专家介绍为：
    1、表面处理。钢材表面清除油污，采用抛丸或喷砂除锈至最低达到GB/T 8923的Sa 2级，最好达到Sa 2 1/2级。施工条件受限制时，也可采用手工或动力工具除锈至St3级。钢表面处理合格后，必须在返锈前尽快涂漆。混凝土表面应干透(含水量≤6%，或用下述经验方法确定：用透明PE膜覆盖混凝土表面，四周用土紧压密封，在清晨观察PE膜内表面应无凝结水珠)，清除表面疏松物质，呈现平整坚实的表面。

    2、配定型胶。A组份:B组份＝1:1(重量比)，充分混合后立即使用。这种无溶剂定型胶使用快干固化剂，固化速度快但使用期较短，因此配好后夏季必须在1h内用完，冬季应在2h内用完。施工时应现配现用，以免造成在配料桶内凝固，无法使用。施工时环境气温在5℃以上，应使用常温定型胶(在5℃以下不宜使用，因涂后固化时间太长，影响施工进度)，环境气温在5℃以下，应使用低温定型胶(5℃以上不可使用，否则固化速度太快，配好的定型胶易在桶内凝固，无法使用，而且涂层表面易出现气泡，影响质量)。

    3、焊缝打腻子。如遇焊缝高度高于钢管表面2mm及两块钢板搭接的特殊情况，应对焊缝两侧及钢板搭接处打腻子形成光滑过渡面，对混凝土表面的凹坑，也应打腻子抹平。腻子由配好的定型胶约加两倍重量的滑石粉调匀制成，应现调现用，调好后在2h内用完。

    4、涂胶和缠基带。涂胶前钢表面必须干燥，要求涂胶量足、不得漏涂，涂胶后立即缠基带，搭接宽度20～25mm，必须拉紧使接触紧密，表面平整无鼓包，部份胶液从基带面渗出(否则表明涂胶量不足)，缠基带后立即在带上再均匀涂刷1层定型胶。如要求缠两层基带，宜反向缠第2层，带上再涂一遍定型胶。

    5、检漏和补漏。防腐层缠后静置自干，至少8h内保持不淋雨、不泡水。待防腐层实干后，用电火花检漏仪，按中国石油天然气行业标准SY/T 0447－96所规定的检漏电压，即：对加强级(0.4mm)用2500V，对特加强级(0.6mm)用3000V检查因涂胶不均匀或漏涂而形成的少量针孔，对出现针孔处用粉笔圈出记号并尽快涂定型胶补漏。中国环氧树脂行业协会专家提醒说，如要求对防腐层用更高的检漏电压，可在防腐层实干后加涂1～2层定型胶或环氧煤沥青面漆。
    6、质量检验。中国环氧树脂行业协会专家特别强调说：按SY/T 0447－96规定的条件和方法，进行外观、厚度、漏点和粘结力检查，并对发现的缺陷进行修补。

六、推广使用情况
    环氧煤沥青冷缠带自1996年起试用，其第一代产品(有溶剂型)1997年在现场试用成功的基础上北京火电建设公司在三河电厂工地组织过技术鉴定，河北省廊坊市颁发了生产许可证(廊工许办字1106号)在廊坊市东化防腐工程公司投入生产；1999年起改进为厚浆型，2001年6月廊坊市安次区质量技术监督局审核授予质量信得过产品荣誉证书；从2003年起再改进为无溶剂型。该产品已在燃气、供水、热电、石化、冶金等行业的管道外防腐工程得到日益广泛的使用，用户遍及全国，据中国环氧树脂行业协会介绍，主要用户包括：

    经销商：任丘恒通物资有限公司、武汉万力源物资有限公司、天津物资有限公司。
    燃气：天津纳邦燃气公司、天津众元天然气工程有限公司、唐山燃气总公司、正定亚太天然气有限公司、宁波蓝光燃气工程有限公司、银川天然气总公司、四平华生然气开发有限公司、新疆叶城天然气开发公司等。
    供水：杭州市自来水公司、娄底市自来水公司、广东澄海自来水公司、沈阳开发区供水公司等。
    热电：河北三河电厂、天津蓟县盘山电厂、连云港热电厂、济南热力公司、山西电建平旺电厂、山东电建一公司、西北电建一公司等。

    石化：胜利油田东辛采油厂防腐厂、中石化济南分公司炼油厂、天津科莱恩颜料有限公司、黑龙江北大荒农业公司浩良河化肥分公司等。
    冶金：首都钢铁公司、唐山钢铁公司、宣化钢铁公司、邢台钢铁公司、舞阳钢铁公司等。
    市政：北京高碑店污水处理厂、宁波天达市政公司、河北华孚管道防腐保温有限公司等。

    从1997年开始统计，历年的销售数量为：
    1997年 3.9万平方米(溶剂型)
    1998年 6.1万平方米
    1999年 7.4万平方米(厚浆型)
    2000年 6.5万平方米
    2001年 17.9万平方米
    2002年 17.5万平方米
    2003年 19.5万平方米(无溶剂型)
    6年半累计销售近80万平方米，产值约2300万元，上交各种税金约340万元，如以折合DN300钢管外防腐计算，可防腐约800km，已取得较好的经济和社会效益。

    七、达到的技术水平及评价
    环氧煤沥青冷缠带是在已成功地在钢管外防腐使用多年的环氧煤沥青防腐涂料与时俱进地进行持续改进研制出的换代产品，从溶剂型改进为厚浆型再改进为无溶剂型，淘汰了玻璃纤维布，加大了在工厂的预制深度，使施工过程更简便、环保条件改善、防腐层性能提高，完全符合并部分超过相关石油和建设部门行业标准的要求，2003年经国家图书馆进行科技查新，确认“未见具有基带和定型胶均不含任何挥发性溶剂特性并同时实现在常温和低温下都能正常施工的与无溶剂环氧煤沥青冷缠带性能相同的文献或产品报道”，在技术上有创新性，达到国内领先水平。中国环氧树脂行业协会专家介绍说，东化公司已通过了ISO 9001：2000认证，建立了质量管理体系，有效地保证产品质量的稳定性和持续改进的能力。该产品特别适用于埋地的输油、输气、给排水管，110℃以下的热水管和供热管道外套管的外防腐工程，为市政建设工程提供一种质优、价廉，使用方便的新型防腐材料，有很大的应用前景。