中图分类号：TE9

0引言

精细化工生产有着高附加值、高技术和高腐蚀性的特点，这给物料传输系统提出了非常苛刻的要求，特别是在输送强酸、强碱、盐溶液以及含有固体颗粒介质的时候，传统的金属管道会遇到腐蚀穿孔、磨损泄漏这样的问题，严重影响了生产的连续性和安全性，搪瓷管道利用在金属基体上熔覆一层玻璃质搪瓷层，从而创造出“金属强度+陶瓷耐蚀”这样一种复合结构，解决了腐蚀介质传输这一行业难题，搪瓷管道的表面有一层致密的搪瓷层，它的厚度在0.8到2.0毫米之间，不仅可以抵御pH值从0到14的各种介质的腐蚀，而且能够承受含30%固含量颗粒介质的长期冲刷，使用寿命可以达到普通不锈钢管道的3到5倍。搪瓷管道的工程应用效果很大程度上取决于安装工艺的精确度和维护体系的完备性，安装时焊接热应力控制不妥会导致搪瓷层爆瓷，运行期间流速超出限制会加快磨损，保温失灵会造成温差应力破坏，根据行业统计，由于安装维护不当造成的管道故障占到总数的47%，直接影响企业年均15%-20%的生产效率，所以，创建涵盖“设计-安装-运行-维护”全生命周期的技术管理架构，是改善精细化工装备可靠性的关键课题，本文凭借工程经验，全面论述搪瓷管道安装维护的关键技术要点和更新方案。

1搪瓷管道的工程应用特性解析

1.1复合结构的耐蚀耐磨机制

搪瓷管道最大的优势在于金属基体和搪瓷层的协同作用，金属基体（大多为低碳钢或者不锈钢）给予结构强度，搪瓷层借助复杂物理化学反应形成防护屏障，搪瓷层以二氧化硅，三氧化二铝，氧化硼为主，经900℃高温烧结后形成玻璃相覆盖层，化学稳定性很强，常温下几乎不会与任何化学介质产生反应，实验数据表明，搪瓷层在30%硫酸溶液中，年腐蚀速率仅为0.002mm，远小于316L不锈钢0.05mm的年腐蚀速率。

耐磨性上，搪瓷层的莫氏硬度达5.5-6.5级，接近于陶瓷，当输送含有固体颗粒的矿浆，结晶液等介质时，光滑的搪瓷表面(粗糙度Ra≤0.8μm)，可让颗粒冲刷角度保持在30°以下，明显减小了冲击磨损效应，某农药制造企业输送含20%硫酸锌晶体的溶液时，用搪瓷管道的寿命达8年，比传统橡胶衬里管道提高了4倍以上。

1.2流体力学性能优化

搪瓷管道因其独特的内壁结构，展现出极低的流体阻力，其流体阻力系数仅为0.008至0.01，相较于常见的碳钢管显著降低了30%以上，这一优势在相同的输送场景下尤为突出。采用搪瓷管道能够有效减少输送过程中的能量损耗，使得泵送所需的功率相较于使用碳钢管的情况降低约15%至20%，从而大幅度降低了系统的运行成本和能源消耗，为工业生产、水处理等领域的高效节能提供了有力支持。搪瓷管道凭借其独特的低附着力特性，在防止介质结垢方面展现出显著优势，特别是在处理如氯化钠这类易于结晶的溶液时，其结垢速度显著低于不锈钢管道，仅为其五分之一，这不仅有效避免了因结垢导致的系统压力下降和运行效率降低，还大幅度减少了需要进行的清洁维护次数，从而显著提高了生产过程的稳定性和经济性。该医药企业采用搪瓷管道作为其乙醇回收系统的核心组件后，显著提升了系统的稳定性和耐腐蚀性，使得每年需要进行的彻底清洗次数大幅减少至仅有3次，相比改造前的12次清洗频率，不仅极大地节约了人力资源和时间成本，还降低了因频繁清洗带来的设备损耗。更值得关注的是，这种优化措施还间接导致了维护成本的大幅度下降，达到了整体成本节省60%的显著效果，充分展现了搪瓷管道在提升生产效率、保障产品质量以及经济效益方面的卓越性能。

2搪瓷管道安装工程全流程控制

2.1前期筹备与质量核验

安装前要创建起严格的质量管控体系，先做文件核验：逐批查看管道出厂合格证，搪瓷层理化性能检测报告（包含耐蚀性，抗压强度，热稳定性这些指标），焊接工艺评定报告等资料，保证各种参数符合GB/T23734-2009《搪玻璃设备技术条件》的要求，比如某项目就对DN200搪瓷管道的搪瓷层厚度展开抽测，规定平均厚度≥1.5mm，局部最小厚度≥1.0mm，检测合格率要达到100%。

外观检查是用目视加上电火花检漏。目视检查要在自然光线下做，看管道里外表面有没有气泡，裂纹，剥落之类的毛病，法兰密封面和焊接坡口地方要仔细检查。电火花检漏用的是5KV直流高压检测仪，速度至少要200mm每秒，如果发现漏电点，就要做好标记，然后修理或者换掉。某化工项目检查的时候，有5%的管道有点小小的气泡毛病，专业的团队用高温熔补方法修好之后，再一检查全部都合格。

2.2系统化安装工艺实施

管道布局设计要兼顾工艺需求和工程安全，依照“短捷顺畅，方便维护”的准则，在反应器与储罐之间安排管道的时候，务必防止形成“气袋”或者“液袋”，水平管道的坡度最好在3‰-5‰左右，这样可以保证介质全部排掉，针对像150℃以上这种高温介质的管道（比如导热油管道），必须设置补偿器来吸收热膨胀位移，补偿量的计算要按照GB/T12777-2019《金属波纹管膨胀节通用技术条件》。

焊接工艺是安装过程的控制重点，搪瓷管道焊接要采取“低热量输入，快速冷却”的策略，优先采用氩弧焊（TIG），焊接电流控制在80-120A，电弧电压12-15V，焊接速度8-12cm/min，焊前要对坡口以及两侧20mm范围实施脱脂处理，用无水乙醇擦除油污，焊后马上执行水冷，让焊缝区域冷却速度大于等于50℃/s，从而减小热应力对搪瓷层的影响，某个项目焊接DN300管道的时候，用分段对称焊接工艺，每段焊缝长度控制在100-150mm，把焊接变形量有效地控制在±1.5mm以内。

管道固定采用弹性支架和刚性支架两种形式，在垂直管道底部设置刚性承重支架，其间距不超过6m，水平管道每隔3-4m设弹性吊架，吊架采用橡胶隔振垫，吸收振动能量。对输送强腐蚀介质的管道，支架与管道接触部位要衬垫聚四氟乙烯板，以防电化学腐蚀。某化纤企业氢氟酸输送管道系统，经优化支架布置，使管道振动幅值由0.12mm降为0.05mm，提高了系统的稳定性。

3全周期维护技术体系构建

3.1运行状态智能监控

创建“在线监测+定时巡查”双重监督体系，把压力传感器，温度传感器，超声波流量计融合进在线监测系统，随时获取管道运作参数，一旦介质流速超出设计值的110%，就会触发声光警报并联动调整阀门开度，如果温度波动超出正负15摄氏度，就提醒查看保温层是否完好，某个石化项目安装的智能监控系统，事先预知到因为阀门故障引发的流速超限情况，防止了管道磨损加重。

定期巡检要有标准的作业指导书，巡检内容有管道表面搪瓷层完整度检查（用放大镜看有没有小裂缝），管道接口处螺栓拧紧力矩检测（用力矩扳手，按照设计值的90%-110%来校对），支架位移量测量（用激光测距仪，容许偏差正负2毫米），某制药公司每周一次专业巡检，尽早发觉并解决支架松动现象，把管道泄漏事故的发生几率削减80%。

3.2预防性维护策略

制定分级维护计划，日常维护、季度维护、年度大修。日常维护，管道表面清洁（软布、中性清洁剂、严禁钢丝球等硬质工具），保温层外观检查；季度维护，壁厚测量（超声波测厚仪，壁厚减薄率＞20%，评估修复），阀门启闭性能测试；年度大修，系统压力试验（试验压力为设计压力的1.5倍，保压30min无泄漏），搪瓷层电火花检漏（检测电压升至10kV）。

清洗工艺要依照介质特性来定制，针对蛋白质类介质残留，用40-50℃的碱性溶液（pH10-12），循环清洗30min；针对无机盐结垢，采用质量分数5%-8%的柠檬酸溶液，化学清洗，清洗流速控制在0.5-1.0m/s，防止过度冲刷损伤搪瓷层。某食品添加剂企业采用定制化清洗方案后，管道内壁清洁度达标率由75%提升到98%。

4典型故障诊断与解决方案

4.1磨损失效控制技术

管道内壁搪瓷层磨损深度超过0.5毫米时，要马上开展紧急修补作业，针对局部受损部分，可采用高分子复合材料修复技术加以处理，先对磨损处执行喷砂清理，所用砂粒直径为0.8到1.2毫米，喷射压力为0.4到0.6兆帕，目的是去除已经松动的搪瓷层，还要创建出具有很好附着力的粗糙表面，在清理过的粗糙面上均匀地涂上双组分耐磨涂料，比如含有陶瓷填充的环氧胶泥，此类涂料在常温下的固化时间不少于24小时。固化之后，细致打磨，保证修复区域表面粗糙度和原搪瓷层完全一样，这样才能让修复效果均匀又稳定，有个化肥公司用这个办法修了他们的磷酸输送管道，跑了6个月，发现磨损才0.03毫米每年，完全符合长期稳定使用的标准。

针对磨损严重的管道，如果磨损面积大于30%或者壁厚剩余量小于60%，就要采取更换策略，而且要优先选用整体搪瓷弯头、三通之类的预制构件，这样做能够大幅度缩减现场焊接工作量，进而提升施工效率和安全性，在某一个农药项目当中，把现场组焊的弯头换成预制搪瓷弯头之后，磨损泄漏事故发生的频率大幅降低到了90%，这清楚地表明了预制搪瓷部件在优化设备可靠性并延长使用寿命方面所具有的明显好处。

4.2腐蚀防护强化方案

搪瓷层针孔腐蚀时，用搪玻璃修补剂修补。搪玻璃修补工艺：用砂纸打磨腐蚀部位至金属本色，涂底涂剂提高粘接性，再涂2-3层修补剂，每层厚0.3-0.5mm，最后高温固化（180-200℃保温2h）。修补后的涂层做电火花检测，不得有漏电点。某化工企业对盐酸储罐出口管道的腐蚀点修补后，跟踪监测3年，无二次腐蚀。

要想应对因保温性能欠缺所造成的温差腐蚀问题，就得对现有的保温系统展开全面又深入的改造升级工作，采用具备低导热系数，不大于0.024瓦特每米开尔文的闭孔聚氨酯泡沫这种高效保温材料，然后外面再加上一层耐腐蚀的不锈钢防护外壳，在接合之处要利用高品质硅橡胶进行严密密封处理，设计的时候按照介质的温度去准确地算出保温层的厚度非常关键，这样才能保证它真正发挥隔热功能，拿管道内部输送100度的高温介质来说，如果想要防止热量过快流失，保障操作人员的安全，而且还要维持整个系统的高效运作，那么保温层的厚度起码要达到50毫米才行，这样才能让保温层外表面的温度不会高于50度，从而达成良好的温度隔离效果。该化纤项目经改造保温系统之后，管道热能传导效率明显提升，管道表面结露问题被解决，温差应力造成的搪瓷层裂纹发生率大幅度下降，相较改造前削减75%，设备运行稳定性得到优化，整体能效水平也有所改善。

4.3泄漏应急处理技术

发现泄漏后，确定泄漏的位置和泄漏的大小，对微小泄漏(泄漏量<50mL/h)，采用带压堵漏，使用专门的夹具包裹住泄漏处，注入高分子密封胶形成堵漏层，夹具的压力要达到管道工作压力的2倍以上。某医药企业的乙醇管道发生微漏时，采用带压堵漏技术，在30min内堵漏成功，避免了停产损失。

对于严重的泄漏，如管道破裂，要马上启动紧急停车程序，把管道里的介质排掉之后再更换，更换的时候还要给相邻的管道释放应力，不能硬性地把它们组对起来，以免产生额外的应力，某个石化项目在更换泄漏的管道的时候，用临时支架支撑相邻的管道，让组对的偏差维持在正负1毫米以内，从而保证了新管道的安装精度。

5结论与展望

搪瓷管道属于精细化工领域的重要装置，其技术价值的发挥要靠全生命周期的精准管理，通过创建“材料性能剖析-安装工艺改良-智能守护体系-故障及时应对”这样完整的技术链条，就能明显改进管道系统的可靠性和经济性，当下，智能制造技术发展起来以后，搪瓷管道朝着“数字化规划，自动化安装，智能化维持”这个方向迈进，比如依靠BIM技术的管道预制，凭借AI的腐蚀预估模型之类的新应用正在慢慢落地。以后还要继续加大搪瓷材料的开发创新力度，研制出适合极端工况（高温高压，强氧化环境）的新式搪瓷配方，推动物联网，大数据等技术同管道守护体系实现更深层次的融合，塑造起带有自动诊断，自动修补功能的智能管道体系，这些技术上的提升将会给精细化工产业的绿色化，智能化发展给予更为强有力的装备支撑，帮助我国化工行业朝着高端化，国际化方向前进。

参考文献：

[1]陈东东,张想想,卢善治,等.地下通道装修搪瓷钢板施工安装技术分析[J].中国建筑装饰装修,2024,(07):190-192.

[2]李莹,刘淑敏,张倩,等.大型运动场馆搪瓷钢板安装技术[J].施工技术(中英文),2022,51(02):18-20,28.

[3]邢翰学,超长高耐腐搪瓷管制备关键技术及产业化.浙江省,浙江开尔新材料股份有限公司,2019-05-12.

[4]陈文域.搪瓷钢板施工安装技术应用研究[J].科技视界,2018,(20):177-178.

[5]陈玉华,刘颖.搪瓷(喷瓷)管道及其连接技术国内外研究现状[J].表面技术,2008,37(06):74-77.

作者简介：洪涛（1975--)，男，汉族，湖北十堰人，本科学历，高级工程师，国家一级建造师，研究方向为机电安装工程