水务 (3)观测结果 会产生正压。 b)当水头经过观测点后(听声音判断),观 a)在 11 层处注水,立管的所有支管旋流器管 测点出现负压。这说明,水向下流动,在水头的后 口均未见出水现象。从管口向管道内观察,可以见 面会产生负压。 到水在管道内的流动,有旋流器的叶片在遮挡使得 c)当水在出户管没有流出之前,立管内呈负 压状态。这说明,只要出户管内有正常的水流出(开 没有水出来。 放状态),管道系统呈负压状态的动力就一直在持续。 b)观测结果记录如下表 d)SPEC 加强型特殊单立管排水系统的首层位 置,也呈负压状态。这说明,由于 SPEC 底部弯头 表 1 FZL-7 立管测试记录 有特殊的整流作用,在横管上排出的水量,略高于 立管落下的水量,从而使得底层也呈现了负压状态。 测试日期 2021 年 9 月 15 日 立管编号 FZL-7 e)对于双立管来说,观测点出现正压时,水 注水位置 6 层 11 层 头离观测点更近一些。这说明,专用通气立管分散 了水头前的压力。 观测位置 3层 5层 3 层 10 层 0 静静 静静 f)对于双立管来说,观测点呈现的负压状态, 静正 静正 提前结束。这说明,专用通气立管缓解了水头后面 1 的负压状态。 2 正负 静负 正负 静负 3 4 负负 静负 5 负负 静负 负负 静负 时间 6 节点 7 负负 静负 8 负负 正负 s 9 负负 正负 10 负负 负负 11 静静 负负 12 静静 负负 13 静静 负负 静静 负负 14 15 静静 负负 16 静静 静静 表 2 WML-4 立管测试记录 5. 结论 (1)SPEC 加强型旋流器特殊单立管系统和专 测试日期 2021 年 9 月 15 日 立管编号 WML-4 用通气型 SPEC 加强型旋流器特殊双立管系统,均 注水位置 6 层 11 层 具有整体偏负压状态; 观测位置 3层 5层 3 层 10 层 (2)SPEC 特殊整流底部弯头,具有流出水量 0 静静 静静 大于流入水量的特性,对于系统的整体偏负压状态, 起着重要作用。 1 静正 静 正 (3)专用通气型 SPEC 加强型旋流器特殊双 2 静负 静 负 立管系统,呈现较弱的压力特性。因此,可以应用 正负 静 负 于更高要求的场合。 3 (4)卫生间使用的频率越高,维持出户管的 4 负负 静 负 排水因素就越多,微负压的产生动力就越强。 负负 静 负 5 (5)出户管的排气,需要有比较好的通畅条件, 才能确保微负压的整体性和可靠性。 时间 6 负负 静 负 节点 7 8 负静 静 负 静静 静 负 9 静静 正 负 s 10 静静 负 负 11 静静 负 静 12 静静 负 静 13 静静 静 静 14 静静 静 静 15 静静 静 静 静静 静 静 16 (4)测试结果分析 a)在水流到达前一层左右时(听声音判断), 有正压出现。这说明,水向下流动,在水头的前面 6
实用技术 防水橡套软电缆的研究 江苏中煤电缆有限公司 徐庭元 陈 明 李小琴 [ 摘 要 ] 的小区内增加一处小喷泉,另武汉的汉秀,昆明的 傣秀,开封水上乐园等水秀表演都是个性喷泉水景 随着我国喷泉水景的快速发展,带动了 的一个缩影,同时受到了越来越多消费者的关注。 与之配套的防水橡套软电缆的发展。在本文 喷泉水景的快速发展带动了与之供电配套的防水橡 章中,将对防水橡套软电缆的导体材料、绝 套软电缆。 缘和护套材料进行简要研究,希望对防水橡 套软电缆的发展提供一定的参考和借鉴价值。 防水橡套软电缆适用于在水下进行作业的潜水 电机传输电能用,在长期浸泡及较大的水压下,电 [ 关键词 ] 缆具有保持良好的电气绝缘性能,横向水密性能优 异,护套材料憎水性能优异,该防水橡套软电缆可 防水;电缆;喷泉水景 长期适用于水下环境中使用。 1 引言 2 电缆使用特性 近年来,在许许多多的城市规划中,除了 适用于额定电压 0.6/1kV 及以下; 正常使用环境温度:-15℃~ +65℃(更高耐温 传统的喷泉设计之外,还出现了不少个性化的 喷泉水景设计,同时被一些房地产开发商以及 等级另行设计); 休闲娱乐等场所的经营人士看好,比如在新建 最小弯曲半径为电缆直径的 6 倍; 可长期适用于水下 300 米环境。 7
水务 3 电缆外形尺寸 规格 最大外径 mm 规格 最大外径 mm 芯数 * 截面 芯数 * 截面 非屏蔽型 屏蔽型 非屏蔽型 屏蔽型 n×mm2 10.0 11.0 n×mm2 13.0 14.0 1×4 10.4 11.4 5×0.5 13.6 14.6 1×6 12.4 13.4 5×0.75 14.1 15.1 1×10 13.9 15.4 5×1.0 15.5 16.5 1×16 16.3 17.8 5×1.5 17.8 18.8 1×25 18.4 19.9 5×2.5 19.9 20.9 1×35 21.1 22.6 5×4 22.2 23.2 1×50 23.2 24.7 5×6 28.4 29.9 1×70 27.0 28.5 5×10 31.4 32.9 1×95 28.7 30.2 5×16 37.7 39.2 31.4 32.9 5×25 42.5 44.0 1×120 33.0 34.5 5×35 47.7 49.2 1×150 36.0 37.5 5×50 53.5 55.0 1×185 11.0 12.0 5×70 61.9 63.4 1×240 11.7 12.7 5×95 66.0 67.5 2×0.5 12.1 13.1 5×120 73.2 74.7 2×0.75 12.8 13.8 5×150 76.9 78.4 2×1.0 14.3 15.3 5×185 15.7 16.7 2×1.5 15.6 16.6 3×2.5+1×1.5 18.3 19.3 2×2.5 17.6 18.6 3×4+1×2.5 19.4 20.4 22.2 23.7 3×6+1×2.5 19.7 20.7 2×4 24.4 25.9 3×6+1×4 24.5 26.0 2×6 28.2 29.7 3×10+1×6 26.6 28.1 2×10 31.7 33.2 3×16+1×6 31.0 32.5 2×16 37.0 38.5 3×25+1×10 40.0 41.5 2×25 41.1 42.6 3×50+1×16 40.9 42.4 2×35 46.4 47.9 3×50+1×25 44.9 46.4 2×50 49.5 51.0 3×70+1×25 50.8 52.3 2×70 56.1 57.6 3×95+1×35 53.8 55.3 2×95 60.5 62.0 3×120+1×35 61.1 62.6 2×120 67.5 69.0 3×150+1×50 65.1 66.6 2×150 11.2 12.2 3×185+1×70 71.8 73.3 2×185 11.7 12.7 3×240+1×70 15.9 16.9 2×240 12.1 13.1 3×1.5+2×1.0 16.9 17.9 3×0.5 13.4 14.4 3×2.5+2×1.5 19.3 20.3 3×0.75 14.5 15.5 3×4+2×2.5 21.6 22.6 3×1.0 16.2 17.2 3×6+2×4 26.2 27.7 3×1.5 18.6 19.6 3×10+2×6 28.2 29.7 3×2.5 24.1 25.6 3×16+2×6 33.0 34.5 3×4 26.4 27.9 3×25+2×10 33.9 35.4 3×6 30.5 32.0 3×25+2×16 37.5 39.0 3×10 34.3 35.8 3×35+2×10 42.0 43.5 3×16 39.8 41.3 3×50+2×16 47.4 48.9 3×25 44.3 45.8 3×70+2×25 53.8 55.3 3×35 50.1 51.6 3×95+2×35 59.6 61.1 3×50 53.4 54.9 3×120+2×50 64.4 65.9 3×70 60.4 61.9 3×150+2×50 68.5 70.0 3×95 62.6 64.1 3×185+2×70 74.7 76.2 3×120 69.9 71.4 3×240+2×70 13.6 14.6 3×150 4×0.75+1×0.5 3×185 3×240 8
实用技术 规格 最大外径 mm 规格 最大外径 mm 芯数 * 截面 芯数 * 截面 非屏蔽型 屏蔽型 非屏蔽型 屏蔽型 n×mm2 12.1 13.1 n×mm2 14.8 15.8 4×0.5 12.5 13.5 4×1.0+1×0.75 15.9 16.9 4×0.75 13.0 14.0 4×1.5+1×1.0 17.5 18.5 4×1.0 14.5 15.5 4×2.5+1×1.5 19.6 20.6 4×1.5 16.5 17.5 22.0 23.0 4×2.5 18.3 19.3 4×4+1×2.5 26.8 28.3 4×4 21.0 22.0 4×6+1×4 29.3 30.8 4×6 26.1 27.6 4×10+1×6 34.2 35.7 4×10 28.8 30.3 4×16+1×6 34.8 36.3 4×16 33.3 34.8 4×25+1×10 39.5 41.0 4×25 38.8 40.3 4×25+1×16 40.9 42.4 4×35 43.7 45.2 4×35+1×10 44.3 45.8 4×50 48.7 50.2 4×35+1×25 49.8 51.3 4×70 55.0 56.5 4×50+1×16 56.5 58.0 4×95 60.1 61.6 4×70+1×25 61.3 62.8 4×120 66.4 67.9 4×95+1×35 68.1 69.6 4×150 71.5 73.0 4×120+1×35 71.9 73.4 4×185 78.5 80.0 4×150+1×50 79.3 80.8 4×240 4×185+1×70 4×240+1×70 注:以上规格外电缆的尺寸另行设计。 4 电缆设计 通过将 99.7% 的工业酒精作为溶剂,把 2- 硫醇基苯 4.1 电缆导体材料 并咪唑作为溶质,两者按 1:0.01-0.08 的重量份配比 导体选用含铜量达 99.99% 优质的软圆铜线, 混合,使用时均匀涂抹于电缆导体表面,形成一层 导电率高,保证同等载流能力的情况下,减小导体 抗氧化保护层。 截面和外径,减轻导体重量。 4.2 电缆绝缘材料 防水橡套软电缆使用过程中受水的影响,水汽 根据防水橡套软电缆在水下的使用环境要 的侵入易出现导体氧化现象,导体氧化后导致导体 求,需要长期承受一定水压,绝缘材料选用了憎 直流电阻升高 20% 左右,从而使电缆的载流量降 水型三元乙丙橡胶。对原有三元乙丙橡胶材料配 低 20%,按功率 P=I2R 计算,电缆输出的有效功率 方 进 行 了 大 量 的 调 整、 试 验 工 作, 取 片 状 材 料 也将降低 20% 左右。另导体的单线抗张强度降低 20mm×20mm×20mm,试样不少于 5 片,常温下 50%,从而大大降低了电缆的使用安全性能。为避 (20℃)用分析天平称重后置于 3.0MPa 的水中 7 天, 免导体的氧化,我公司通过反复试验研发出一种无 然后取出滤纸干燥 5 分钟,平均吸水量 0.08mg/cm2 毒,能有效阻止电缆铜导体表面氧化变色的抗氧化 的憎水型三元乙丙橡胶,另其电性能、机械性能在 剂 2- 硫醇基苯并咪唑(专利号:CN 101266847 B)。 长期水下环境中未降低。 9
水务 4.3 电缆护套材料 0.4 ~ 0.6 倍制品外径,保证挤出足够压力,生产的 护套材料选用了憎水型氯丁橡胶。对原有氯丁 线芯及电缆紧密、圆整,且致密性较高,提高防水 橡胶材料配方进行了大量的调整、试验工作,取片 性能。 状材料 20mm×20mm×20mm,试样不少于 5 片, 常温下(20℃)用分析天平称重后置于 3.0MPa 的 结束语 水中 7 天,然后取出滤纸干燥 5 分钟,平均吸水量 随着喷泉水景的快速发展,防水橡套软电缆作 0.11mg/cm2 的憎水型氯丁橡胶,另其电性能、机械 性能在长期水下环境中未降低。 为喷泉水景设备的关键电工组件之一,在未来几年 采用氯丁橡胶生产的防水橡套软电缆,取长度 内必将得到快速发展。企业只有进一步研究和开发, 3 米的电缆,在电缆直径 5 倍的圆柱体上,弯曲 10 通过产品优化升级,采用性能更加优异的导体、绝 次(弯曲 180 度)放在 30 个大气压水箱中,两端 缘、护套材料,才能避免同质化竞争和价格竞争。 伸出水箱外面 24h,电缆露出部分未出现滴水现象, 在喷泉水景快速发展的今天,只有与喷泉水景厂家 同时经受工频耐压试验不击穿。 商携手进步,才能抓住机遇,赢得未来的发展。 4.4 绝缘、护套挤出 采用水汽平衡式连硫生产线挤出,一次性完 参考文献: 成挤出并硫化,确保绝缘、护套挤出同心度好,绝 [1] 乔月纯 , 李吉浩 . 电线电缆结构设计 .[M]. 北京 : 缘层偏心度不大于 20%,外径均匀,表面光滑。模 芯、模套采用挤压式设计,我们将模芯外锥边与模 中国电力出版社 ,2010. 套内锥边夹角设计成 8 ~ 10°角,模套承径区长度 [2] GB/T 5013.1-2008. 额定电压 450/750V 及以下橡 设计成 0.3 ~ 0.5 倍电缆外径,并具有 2°压力角, 模芯与模套装配间距为模芯口位于模套承径区内边 皮绝缘电缆 第 1 部分 : 一般要求 . 中国国家标准 化管理委员会 ,2008. [3] 王春江 . 电线电缆手册 : 第 1 册 .2 版 .[M]. 北京 : 机械工业出版社 ,2010. 10
实用技术 薄 壁 不 锈 钢 管 道 的 防 腐及 注 意 事 项 玫德雅昌集团有限公司 邱梓明 薄壁不锈钢管道在供水领域使用的越来越多, 一下几点:1、注意氯离子浓度,要控制含氯消毒液等 其锈蚀现象也日益凸出。诸多水务项目中也有类似反 的使用量,并避免氯离子集中;2、避免“死水”现象, 馈,其中沿海地区尤为突出。 管道内的介质(水)中不要出现小区域“死水”聚集, 对介质(水)要进行充分搅拌(流动);3、注意介质 不锈钢的腐蚀类型 中的 pH 值,相较于酸性和中性介质溶液,碱性溶液引 首先让我们先来了解一下不锈钢的腐蚀类型, 发的点蚀情况很少或几乎没有。4、注意管道内外的温 度,外部环境温度和管道内介质(水)温度也会对不锈 不锈钢腐蚀类型主要分为:点腐蚀、缝隙腐蚀、晶间 钢钢管的腐蚀产生影响,温度越高越容易引起腐蚀。 腐蚀和应力腐蚀等。 应力腐蚀,应力腐蚀是指在拉应力作用下,金 点腐蚀是一种外观隐蔽而破坏性很大的局部腐 属在腐蚀介质中引起的破坏。不锈钢的应力腐蚀是不 蚀,能导致腐蚀穿孔直至整个设备失效。造成巨大的 锈钢失效中发生次数最多,后果最严重的腐蚀形式。 经济损失,甚至因穿孔泄露产生危害性更大的事故, 若腐蚀过程中有轻微裂纹的产生,其扩展速率比其 要注意氯离子和金属化学成分。缝隙腐蚀是在电解液 他腐蚀类型快几个数量级,将会造成灾难性的后果。 中由于不锈钢与金属或非金属间存在极狹窄的缝隙, 在应对应力腐蚀时,除了要选择有较好的抗应力腐蚀 使有关物质的迁移受到阻抑形成浓差电池,在缝隙内 性能的不锈钢作为原材料和控制使用含氯离子的消 或其周边产生的局部腐蚀,在氯化物溶液中最为严 毒剂外,在加工工艺上也要更高的要求,加工不锈钢 重。晶间腐蚀是一种局部的、选择性的、自晶界区发 过程中,必须采取固溶处理、去应力退火、时效处理 生的腐蚀 , 它使晶粒之间的结合力受到破坏 , 不易被 等必要措施减小或消除残余应力。 察觉,即使已发展到相当严重的程度,其表观仍保持 光亮的原态。应力腐蚀是材料在外加或残余应力和腐 要降低晶间腐蚀的风险,我们可以在原材料加 蚀介质联合作用下产生的腐蚀,应力腐蚀对介质有选 入比 Cr 元素更容易形成碳化物的稳定元素,比如 择性,在氯化物溶液中尤为严重。 Ti 和 Nb。在原材料选择上,选用 316L 代替 316,用 304L 代替 304,同一材质代号 C 含量越低,晶间 C 元 如何降低腐蚀风险 素析出的风险就越低,发生晶间腐蚀的风险就越低。 在点腐蚀和缝隙腐蚀中,我们首先在材料选择上 生产工艺对防腐的影响 需要注意,要选用含适当 Mo 元素和高 Cr 元素的奥氏 不锈钢管道的腐蚀,除了受到原材料、使用环境、 体不锈钢作为原材料,在生产管材管件的生产时,在不 影响介质使用前提下,在介质中加入钝化剂,例如硝酸 管道内的介质等因素影响外,不锈钢管材、管件的生 盐和铬酸盐可抑制腐蚀。在管道的使用过程中,要注意 产的工艺流程对产品的防腐性能影响也很大。 11
水务 对于前文提到的不锈钢的晶间腐蚀、缝隙腐蚀 缺点是:分解反应可逆,氮氢混合气中会残留氨气, 和应力腐蚀,在产品的生产端,最好的解决方案是对 固溶炉的分子筛一旦过滤不干净,氨气、水蒸气等杂 管材做正规的钝化处理,对管件做正规的固溶处理。 质会使不锈钢表面形成微小裂纹。 管材的钝化:在不锈钢制管过程中,将原板带 纯氢气固溶可实现不锈钢基体表面还原彻底, 卷制成管材成型时,管材外壁会经过砂布轮的抛光, 并形成致密的保护层,进一步提升防腐性能。炉膛 大部分表面毛刺都会被清理干净, 但仍然会有些微 中纯氢气气氛,氮气在炉膛入口处作为保护气,防 小的毛刺残留,如不及时做处理,在管道使用过程中, 止空气进入炉膛内。纯氢气固溶的优点:还原反应进 将容易产生腐蚀现象。只有通过酸洗钝化处理才能形 行彻底,无杂质干扰,固溶的件表面目测更加亮光, 成有效的保护膜。在酸洗钝化过程中,酸液将砂布轮 防腐性能更高。其缺点:氢气比氨气固溶成本高,因 清理不到的剩余微小毛刺腐蚀掉,使得管材表面光 成本太高。现在国内用氢气固溶的厂家极少,一般用 滑,钝化膜可均匀覆盖,可以很好的解决不锈钢晶粒 于高端管件的固溶。 组织间的腐蚀问题。 酸洗钝化与固溶的条件 管件的固溶处理:不锈钢通过固溶处理来软化, 酸洗钝化与固溶,是提升管材管件防腐性能的 一般将不锈钢加热到 950℃~ 1150℃左右,保温一段 重要工艺流程。酸洗钝化因需要用大量的酸洗液等化 时间,使碳化物和各种合金元素充分均匀地溶解于 学液体,在国家环保政策方面,对废弃液体、气体 奥氏体中,然后快速淬水冷却,碳及其它合金元素 等有严格的排放要求,在酸洗过后的废水处理成本极 来不及析出,获得纯奥氏体组织,称之为固溶处理。 高。由于环保要求、工艺成本等因素,部分厂家不能 固溶处理的作用有 3 点:1)使不锈钢组织和成分均 严格按标准工艺流程来完成这两道工序。 匀一致,这对原料尤其重要,因为热轧线材各段的轧 管件在使用过程中要有良好的防腐性能,固溶 制温度和冷却速度不一样,造成组织结构不一致。在 是一个非常关键和必须的工艺,但要做到管件 100% 高温下原子活动加剧,σ 相溶解,化学成分趋于均匀, 固溶处理,实属不易。虽然某些厂家有一台固溶炉, 快速冷却后就获得均匀的单相组织。2)消除加工硬化, 但在正常生产过程中,无法做到管件全固溶。其主要 通过固溶处理,歪扭的晶格恢复,伸长和破碎的晶粒 由以下原因:1、因固溶工艺、设备、流程等因素, 重新结晶,内应力消除,不锈钢抗拉强度下降,伸长 管件固溶成本成本较高,若是用氢气固溶,成本更高。 率上升。3)恢复不锈钢固有的耐蚀性能,由于冷加 2、固溶炉自身的维护周期所致,固溶炉是需要做定 工造成碳化物析出,晶格缺陷,使不锈钢耐蚀性能下 期保养和维护的,其保养的时间较长,通常需要一个 降。固溶处理后不锈钢耐蚀性能恢复到最佳状态。 月左右的时间,若公司只有一台固溶炉的话,是无法 做到管件 100% 固溶,要做到管件全固溶,工厂必须 氨气与氢气固溶的区别 具备两台以上的固溶炉方可实现。 氨气固溶是主流的固溶方法,采用液氨高温下 不锈钢产品储存、安装注意事项 分解为氮气和氢气,使用氮氢混合气作为还原气氛。 不锈钢管材管件在储存和搬运时,要避免损伤 氨气固溶的优点:液氨成本低,氮气化学性质不活泼, 不锈钢表面,需要注意以下几点: 可充当保护气,氢气参与还原反应的量也很可观。其 12
实用技术 1、要注意管材管件的保护膜、编织袋、包装箱等 必须在支架上垫有绝缘无腐的材料,避免管道与支架 外包装的完整性,包装受损后容易伤及产品表面防护层; 直接接触。 2、避免与有腐蚀性的介质一起存放,含腐蚀性 3、管道的试压及冲洗:管道试压及冲洗时,禁止 的介质会腐蚀产品包装材料及不锈钢表面; 采用海水、地下水、杂水、中水、河水、离子水等,也 不可采用含有泥沙、杂物、不干净的水源。试压及冲洗 3、避免与碳钢、铁等金属物质直接接触,避免 管道的水,必须选择符合 GB5749 生活饮用水卫生标准 产生电化学腐蚀; 的水质作为冲洗试压用水。水质要求:304 不锈钢管材 CL 离子小于 200PPm、316 管材 CL 离子小于 1000PPm。 4、在搬运过程应避免拖、拉管材、扔装等暴力 装卸,应轻拿轻放。 不锈钢管材管件的安装步骤: 不锈钢管材管件的生产工艺特点 1、第一步:配管,根据施工路线,计量配管尺寸, ● 采用不锈钢 2B 板带:2B 板带是经过退火、酸 用记号笔在管材上划出记号,用手动割刀或切割机器 洗等处理,耐腐蚀性、耐热性、机械性能良好,深冲压、 切割管材; 弯曲等常温加工性能好,品质保障。 2、第二步:清理毛刺,管材在切割过程中会产 ● 先进的防腐技术:采用界面硬膜屏蔽防腐技术, 生少许毛刺,必须将管材内外毛刺及表面的杂质清理 可以使 304 材质的防腐性能提升至 316 的防腐性能水平; 干净,避免刺伤橡胶密封圈,导致产生漏水隐患; ● 固溶处理:拥有三条固溶线,一主一备一维护, 3、第三步:标注划线,管子插入管件前,要先 真正做到管件全固溶,管材采用在线固溶; 测量出管材插入的深度,用记号笔在管端做插入深度 标记线,以保证管材插入到位; ● 纯氢气固溶,提升防腐性能:采用德国进口马 勒固溶炉,纯氢气固溶杜绝了氨气、水蒸气等杂质对 4、第四步:检查密封圈,在插入管材前,要检 奥氏体不锈钢的影响,使表面防腐层更加致密,提升 查管件中密封圈有无损伤、污染和错位,避免因密封 防腐性能; 圈损伤等产生漏水风险; ● 钝化处理:拥有 6 条酸洗钝化线,可实现产品 5、第五步:将裁切好的管材精准平行插入管件 100% 钝化处理; 承口端内,插入深度要与标记线相吻合; ● 锻造工艺,杜绝缺陷:不锈钢丝扣、法兰等焊 6、第六步:卡压安装,在检查管材与管件连接 接配件,均为锻造工艺制作,表面光亮美观,杜绝了 准确无误时,用于管件尺寸匹配的电动工具进行卡压 不锈钢铸造件的缩松、渣孔、砂眼等缺陷; 安装,卡压时要注意卡压到位。 ● 产品性能超高标准:接口折弯不漏水,强烈震 注意事项: 动不漏水,接口压扁不漏水,接口旋转 360°不漏水, 1、在切割管材时,要采用不锈钢专用切割片进 接口位移拉拔 3mm-8mm 不漏水。 行切割; ● 全工序自动化:效率高、质量保障 2、不锈钢管道在安装时,当需要用到支架时, ● 权威认证:产品通过 WRAS 认证、CE 认证、 UL 认证、CRN 认证等。 13
水务 [ 摘 要 ] 自 2000 年以来,环氧树脂粉末不断应用于我国的钢塑复合管道领域,至今已 有二十年的历程,期间也经历不断肯定、不断怀疑、不断认证的曲折过程。笔者结 合国内外实际案例的应用经验,考察到应用于管道防腐领域的环氧粉末涂料涂层管 线已有六十年之久,至今发挥着它们的作用,说明环氧树脂粉末经得起时间的考验。 近几年来,随着钢塑复合管的应用领域不断扩大,势必需要不同的材料满足不同的 应用领域,所以选择合适的粉末涂料对于钢塑复合管有着很大的必要性。 0 引言 粉末涂料是以固体树脂和颜料、填料及助剂等组成的固体粉末状合成树脂涂 料。和普通溶剂型涂料及水性涂料不同,它的分散介质不是溶剂和水,而是空气。 它具有无溶剂污染,100% 成膜,能耗低的特点。粉末涂料以其反应原理,一般分 为热固性粉末涂料和热塑性粉末涂料。热塑性粉末涂料的涂膜外观(光泽和流平性) 较差,与金属之间的附着力也差,目前市场上钢塑复合管领域中内外用热塑性粉末 (简称 PE)的也较广泛,本文对其适用性暂不做探究。热固性粉末涂料是以热固 性合成树脂为成膜物质,在烘干过程中树脂先熔融,再经化学交联后固化成平整坚 硬的涂膜。该种涂料形成的漆膜外观和各种机械性能及耐腐蚀性均能满足一般工业 的要求。热固性粉末通常因其合成树脂不同一般分为纯环氧体系、环氧 - 聚酯体系、 纯聚酯体系、聚氨酯体系、丙烯酸体系、氟树脂体系、特殊功能粉末及不同体系树 脂混合使用等这几大类。其中环氧树脂的种类繁多,应用于水性、油性、粉末等诸 多领域。本文针对目前市场用于钢塑复合管上的环氧树脂粉末涂层可能发生的失效 性及隐患性的问题,提出为不同领域的钢塑复合管选择合适的涂层材料。欢迎提出 不同意见,并共同为钢塑复合管领域的发展而努力。 1. 钢塑复合管涂层的选择要求 随着住房和城乡建设部 1999 年发布 295 号文件《关于在住宅建设中淘汰落 后产品的通知》的发出,冷镀锌管逐渐退出市场。原文指出自 2000 年 6 月 1 日起, 在城镇新建住宅中,禁止使用冷镀锌钢管用于室内给水管道,并根据当地实际情 14
实用技术 况逐步限时禁止使用热镀锌钢管,推广应用铝塑复 2. 钢塑复合管部分应用市场 合管、交联聚乙烯(PE-X)管、三型无规共聚聚 目前钢塑复合管涂层除用热塑性材料外,所 丙烯(PP-R)管,有条件的地方也可推广应用铜 管。钢塑复合管较之铝塑复合管刚性更好,更能耐 用的热固性粉末涂料基本为环氧粉末涂料。环氧粉 高压。根据国标 GB/T 28897 对钢塑复合管的定义, 末涂料在国外大量用在不同管径的输油、输气和上 钢塑复合管指以钢管为基管,在其内表面或内外表 下水管道内外壁的涂装,还用于钢筋、建筑材料、 面黏结上塑料防腐层的钢塑复合产品。按其防腐形 电气绝缘材料、汽车零部件等的涂装。国内环氧粉 式分为衬塑复合钢管(代号为 SP-C),涂塑复合 末用在天然气、原油及成品油和有些化工产品输送 钢管(代号 SP-T),外覆塑复合钢管(代号为 SP- 的管道内外壁防腐涂装。我国已在 1995 年就把熔 F)。2016 年新修订 CJ/T 120 行业标准中对涂塑钢 结环氧粉末涂料用到陕西宁边至北京的天然气长输 管的分类和标记进行了划分(参照图 1),并对涂 管线上。后来包括新疆至东部沿海地区的西部天 覆材料的性能指标做出规定(参照图 2)。随着国 然气东输的长输管线、其他原油和成品油长输管线 家对城市直接饮用自来水工程的不断改造,钢塑复 和油田中的管线大量使用环氧粉末涂料,已经成为 合管必将获得更大的市场空间。 环氧粉末涂料的重要应用领域。环氧粉末涂料已在 大型船舶上面大量使用,主要是用在输油、输水等 图 1 涂塑钢管的分类和标记 管线的管道内外层防腐涂层。环氧粉末涂料在管道 上作为厚涂层使用,统称为熔结环氧粉末涂料。这 图 2 环氧树脂粉末性能指标要求 种粉末涂料有三层、双层和三层涂层,单层是使用 单一的环氧粉末涂料;双层是使用两种环氧粉末涂 料,其中一种是底层环氧粉末涂料,另一种是面层 环氧粉末涂料;三层是由三个品种组成,底层是环 氧粉末涂料,中间层是丙烯酸共聚物胶黏剂,面层 是高压低密度聚乙烯包覆带,这三种不同类型环氧 粉末涂料涂层的特性各有不同,各有各的特点,对 于它们的评价也不一样,很难得出肯定的结论(参 照表 1)。根据涂料和涂装成本及使用寿命考虑, 对于使用在恶劣环境和穿越型工程等重防腐工程方 面,更多的项目倾向于使用双层熔结环氧粉末涂 料。管道用环氧粉末涂料的性能参照国家标准《熔 融结合环氧粉末涂料的防腐蚀涂装》(GB/T18593- 2010),《埋地钢质管道双层熔结环氧粉末外涂层 技 术 规 范》(Q/CNPC38-2002),《 埋 地 钢 质 管 道聚乙烯防腐层》 (GB/T 23257-2009)等。 15
水务 表 1 三种不同类型环氧粉末涂料涂层的特性比较 3. 环氧树脂粉末涂料的种类和区别 环氧粉末涂料最早开发于 20 世纪 60 年代的 项目 单层体系 双层体系 三层体系 防腐性能 法国,发展至今,已经度过了六十多年的历程, 好 很好 很好 它也成为品种多、应用面最广的热固性粉末涂料。 环氧粉末涂料以环氧树脂为基料配以固化剂及其 经济性 很好 好 一般 他颜填料和功能性助剂混合而成。制作工艺较为 简单(参照图 3)。其成膜物质主要是环氧树脂和 非户外条件; 非户外条件; 埋地或架空、 固化剂,环氧树脂的固化物(涂膜)性能主要也 取决于树脂的种类及固化剂。因环氧树脂具有良 使用环境条件 埋 地、 普 通 埋 地、 复 杂 复 杂 的 土 壤 好的加工性、稳定性、低吸水性、电绝缘性和较 高的机械强度,以及加固化剂后有高度的黏合性、 的土壤环境 的土壤环境 环境 抗化学品性等优点,被广泛用于涂料行业、机械 行业、电子行业、交通运输业、汽车制造业、建 使用温度范围 -30℃ ~80℃ -30℃ ~80℃ -30℃ ~45℃ 筑业和航空航天等领域。 表面处理要求 一般 一般 一般 图 3 环氧粉末涂料生产工艺图 涂装设备投资 一般 一般 高 环氧粉末涂料在生产和使用过程中有如下的优 点:1、粉末涂料的熔融黏度低,涂膜流平性好;固 涂装工艺复杂 简单 一般 复杂 化反应时没有副产物产生,涂膜外观的平整性良好, 程度 不容易产生涂膜针孔和火山坑等弊病。2、由于环氧 树脂分子内有羟基,对金属等底材的附着力好,一 补口补伤配套 好 好 差 般不需要底漆。3、涂膜的硬度高,耐划伤性好。4、 阴极保护相容性 好 好 差 运输、 差 一般 好 吊装作业性 业绩反馈 好 一般 好 正因钢塑复合管有其诸多优势,可以应用的领 域越来越广泛,可以广泛用于高层给排水,消防喷 淋系统,中央空调暖通循环水系统,电缆穿线内外 防腐,石油化工系统,地下给排水系统,煤矿井下 易燃易爆场所等领域,已经涉及社会生活的各大领 域。近年来,正在逐步收到管道工程界的青睐和认可, 市场经济改革化的今天,这种高性价比的产品将成 为市场中高竞争的管道材料,高速度发展也将形成 一种势不可挡的趋势。但因基材处理不当,生产工 艺欠缺,涂覆材料的局限性以及暴力施工等综合因 素,致使个别领域的钢塑复合管出现涂层实效性的 风险(参照表 2)。 表 2 不同领域涂塑复合管的使用风险评估 应用领域 涂层常规选择 环境优劣 涂层实效性 风险等级 风险等级 输油、输气管道 单层环氧、双 中 低 层环氧、3PE 生活类给排水管道 单层环氧、 中 低 聚乙烯粉末 化工厂的物料、废 单双层层环环氧氧粉粉末末、中 高 水输送管道 大型船舶管道 双层环氧粉末 中 高 矿井用输气、 环氧粉末、 中 低 输水、抽风管道 聚乙烯粉末 消防用给水管道 单层环氧粉末 低 低 跨海大桥钢管柱 双层环氧粉末 高 高 16
实用技术 在环氧树脂结构中有双酚 A 骨架,又有柔韧性好的 脂等,其中粉末涂料中用得最多地是双酚 A 型环氧 醚链,涂膜的物理力学性能好。5、在成膜物结构的 树脂,其次是酚醛改性环氧树脂。2011 年中国石油 骨架上没有酯基,与环氧 - 聚酯粉末涂料相比,耐 和化学工业联合会提出拟定的《热固性粉末涂料用 腐蚀性和耐化学药品性能好,很适合于用在防腐和 双酚 A 型环氧树脂》(GB/T 27809-2011)中明确 防锈涂装。6、粉末涂料的配色性和配粉性好,固化 了树脂的要求和实验方法(参照图 4)。 剂品种的选择范围宽。可以配制高光到无光,砂纹、 橘纹等表观状态各式各样的形态。7、粉末涂料的涂 图 4 热固性粉末涂料用双酚 A 型环氧树脂的要求 装适应性好,可以用于静电喷涂、浸涂、滚涂等等。8、 应用范围广,不仅用于一般的防锈和防腐,还可以 双酚 A 型环氧树脂它有很高的透明度,是由双 用于装饰性涂装、电绝缘涂装,以及户外耐候产品用。 酚 A 和环氧氯丙烷在氢氧化钠存在下反应生成的: 其聚合度 n 一般在 0 〜 25 之间。根据相对分子质 环氧树脂是环氧粉末涂料中最重要的成分, 量大小,环氧树脂可以分成各种型号。一般低相对 也是粉末涂料组成中质量比例占的最多的成分。环 分子质质量环氧树脂的 n 平均值小于 2, 软化点低于 氧树脂的端基带有反应性环氧基团(或叫缩水甘油 50℃ , 也称为软环氧树脂;中等相对分子质量环氧 基),在侧基上还带有羟基,其基团的反应活性随 树脂的 n 值在 2 〜 5 之间,软化点在 50℃〜 95℃之 树脂分子量的大小和树脂的结构而有差别,虽然环 间;而 n 大于 5 的树脂(软化点在 100℃以上)称 氧树脂的品种很多,用途也很广,但是粉末涂料用 为高相对分子质量树脂。业内也常按照其制作方法 环氧树脂应具有如下特点 1、树脂分子量小,但玻 分类,分为一步法环氧树脂和两步法环氧树脂(表 璃化温度高于 50℃,树脂发脆,常温下容易机械粉 3),也因制作工艺不一,环氧树脂的品质和价格 碎得到所要求的粒度,而且配制的粉末涂料在常温 也各有不同。粉末涂料一般用双酚 A 型中等相对分 下不易结块。2、树脂在粉末涂料固化温度下,熔 子量的环氧树脂(参照图 5),平均环氧值为 0.12(俗 融黏度低,容易流平得到比较薄而平整的涂膜。3、 称 E-12),但根据实际需要环境不同,也用两步法 不同规格树脂之间的相容性好,混合不同软化点、 环氧树脂,或两种混合使用,再配以合适的固化剂。 黏度和环氧值的树脂,可以调节得到所需要技术指 所以下面就粉末用双酚 A 型环氧树脂的特点及加入 标的树脂,并可以制成不同需求的粉末涂料。4、 固化剂后的不同作用效果做下简单阐述(参照表 4)。 树脂对颜料和填料的分散性好,对不同固化剂(或 因双酚 A 型环氧的涂膜耐候性不好,近些年涂料行 交联树脂)的配粉性好,可以配制不同性能要求的 业专家一直在研究开发耐候性环氧粉末涂料。 粉末涂料品种。5、树脂的带静电性能好,适应各 种涂装方式(同上文所指静电喷涂、浸涂、滚涂等 等)。在环氧粉末涂料中用的环氧树脂品种有双酚 A 型环氧树脂、酚醛改性环氧树脂、氢化环氧或溴 化双酚 A 型环氧树脂、脂环族环氧树脂、脂环族缩 水甘油醚型环氧树脂、脂环族缩水甘油酯型环氧树 17
水务 表 3 双酚 A 型环氧树脂一步法和两步法的对比 工艺分类 优点 缺点 一步法 能设备源消较简耗较单,低合,成价时格间合短理,环易差控氧略制差纯,度分较子低,量 色 不 两步法 环氧纯度较高,分子量易 合 成 反 应 步 骤 多, 控制调整,工艺水平较高 能 源 消 耗 较 大, 价 格高 图 5 双酚 A 型环氧树脂结构式 项目 表 4 常用固化剂固化环氧粉末涂料和涂膜性能对比 酸酐 羧基聚酯树脂(混合型) 促进双氰胺 双氰胺衍生物 酚羟基树脂 粉末涂料 固化温度 /℃ 180~200 180~200 180~200 180~200 180~200 贮存稳定性 / 月 ≥ 12 ≥ 12 6~12 6 ≥ 12 平整性 光泽 很好 很好 好 一般 很好 白度 很好 很好 良好 一般 很好 硬度 很好 很好 差 差 很好 柔韧性 好 好 很好 很好 一般 冲击强度 一般 好 很好 差 良好 保色性 一般 好 很好 差 良好 连续使用最高温度 /℃ 良好 良好 很好 良好 一般 间断使用最高温度 /℃ 80 80 120 150 60 耐热水和水蒸气 90 100 200 200 60 耐水(常温) 良好 良好 很好 很好 一般 耐盐水 很好 很好 很好 很好 良好 耐酸性 好 好 很好 很好 一般 耐碱性 良好 良好 很好 很好 差 耐溶剂性 良好 良好 好 很好 差 卫生性能 良好 良好 好 很好 差 好 好 好 差 很好 4. 环氧粉末涂料的失效分析 间往往沟通较少,供应商不清楚客户所用的产品应 任何粉末涂层在实际应用中都可能失效,一 用的领域,所以会出现涂料选择不当,而导致的涂 层失效。这样的失效往往可以避免。涂料的质量与 般人们普遍地将涂料失效的原因归咎于四个方面, 其原材料、生产工艺、配方、运输、储存的环节有关。 一是粉末涂料质量因素,二是钢塑管生产施工因 国内有些环氧树脂生产厂家为了降低成本,在生产 素,三是粉末涂料的选择因素,以及钢塑管的使 树脂过程中添加了一定比例的聚酯中间体,对粉末 用环境因素。粉末涂层失效可能是上述四个原因 的固化性能、耐水性等附着力都有很大影响。配方 之一引起的,也可能是其中几个原因共同引起的。 设计就是要根据所应用的领域要求和工艺条件合理 笔者走访了一些企业发现,市场的上下游之 18
实用技术 地选用原材料,确定各种原材料的用量和配比关系。 节,了解粉末需要的工艺条件。市场上有管径比较 环氧树脂、固化剂、颜料、填料和助剂等各个组分 大的产品,需要通过余温进行固化,但其反应原理 之间存在着复杂的物理和化学作用,目前尚不能完 还是一样的。固化条件也并非温度越高越好,正常 全用理论计算的方法确定各种原材料的配比,在一 在 180℃到 220℃之间。如果固化条件达不到,粉 定程度上仍依赖于长期积累的经验。配方设计是一 末就无法流平和浸润,无法形成立体网状结构的大 项专业性很强的技术工作,对产品质量和成本有决 分子,这样涂层的物理、化学性能不能实现,涂膜 定性的影响,合理的配方优势保证加工性能的关键。 中的树脂还是脆的预聚体,没有强度和耐性,更谈 所以,需要多个检测环节对粉末质量进行把关,以 不上对钢管的保护,不完全固化或过固化对涂层质 防不合理的涂料流入市场,造成涂层不合格,以至 量都是有害的。固化温度高于 260℃,属于过固化, 于涂层失效。当然配方设计的目的不单纯是为了研 过固化使得涂层分子链易断裂,造成降解、分解等 究原材料的配比组合,更重要的是了解原材料的基 副反应,涂层被烤焦,达不到应有的性能,而且基 本性质,各种配比对粉末性能的影响,以及与工艺 材的金相结构也有可能发生改变,影响管道的主体 性能的关系,进而了解结构与性能之间的关系。在 强度。虽然环氧粉末有很宽的使用范围,但只能“物 获得经济合理的同时,获得最好的综合性能,制成 尽所用”,尤其是在施工时遭遇暴力施工等,及时 物美价廉的产品。另外运输和储存环地把把控,主 修复好了也会有一定失效隐患(参照图)。管道遍 要是防止粉末结块、吸潮、变质。因为粉末含有能 布世界各地,从陆地到海洋,从城市到乡村,从赤 够反应的环氧树脂和固化剂,是一种非常活泼的材 道到极地,从地面到地下,从平原到山地……,每 料,一定情况下会发生轻微的化学反应,常温下粉 处的地质结构、温度等都不尽相同,所以腐蚀状况 末的储存期最长一年,超过 40℃还要缩短,过期 也不一样。所以综合失效性的多种因素,我们一定 和变质的粉末可能结块、胶化时间变短、流平变差、 要合理选择粉末,尽量降低失效隐患。 机械性能和耐化学性能变差等。粉末作为一种工业 产品,其涂层质量关键还在于涂层的施工处理。有 5. 热固性粉末涂料在钢塑复合管上的应用 些厂家因为提高产量减少成本,缩短基材前处理的 前文我们将目前市场通用的涂覆材料的性能和 时间,不重视前处理的质量要求,所以即使外层涂 层再牢固,也会出现“败絮其中”的隐患,长时间 优缺点做了简单分析,不难看出环氧粉末涂料是最 的水质冲刷使得基材内部出现腐烂,致使涂层完全 失效。提高防护涂层的附着力,除了必须有良好的 前处理,还需要完善的固化工艺。加工工艺主要指 粉末涂装的固化温度和固化时间,只有完全固化才 能获得涂层良好的物理性能和化学性能。每一种粉 末因其树脂玻璃化温度不同,而使得粉末的固化条 件有细微差别,这势必要求使用时充分了解工艺细 19
水务 合适用于管道涂层的,存在不足的是耐候性欠佳, 目改用其他材料进行外层涂覆,也取得一定的效果。 双层环氧、三层环氧的成本又过高等。热固性粉末 近些年,随着温泉设施等项目逐渐增多,我公司将 的其他材料因其综合因素,很难应用到管道领域(参 改性环氧树脂粉末运用到耐沸水管道项目,得到市 照表 5)。笔者通过市场不断调研,已发现有部分项 场认可。 表 5 热固性粉末涂料应用管道的适用性对比 热固性粉末涂料种类 显具特点 与管道适应性 实践反馈 应用领域 经济、高效 主要树脂 固化剂 管道、钢筋、 绞线、线圈等 环氧树脂体系 双氰胺类 附着力好,表观好,耐水性差, 固化剂 抗弯曲,熔点 210℃以上参与 适用于 3P 底层环氧 反应 环氧树脂体系 改性双氰胺 与环氧相容好,可实现低温固 适 用 于 3P 底 层 环 氧、 适用于大口径管道 管道、钢筋、 化 单层环氧、双层环氧 绞线、线圈等 环氧树脂体系 酚醛类固化剂 可实现低温固化,综合性能优 适用于单层环氧 小口径管道 管道、 异 钢筋绞线 环氧树脂体系 酸酐类固化剂 好耐,腐储蚀存性稳能定优性异差;,机电械子性绝能缘差性。不适合 涂层易脱落 线圈、磁环、 电子绝缘 环氧树脂体系 羧基聚酯树脂 耐温好,表观好,脆性大,抗 适宜装饰功能用途 适用于简易环境下的 管道、五金、 弯曲差 管道外壁防护 货架等 纯聚酯体系 羟烷基酰胺 / 优异的户外耐久性 适宜户外管道外壁防护 优异的耐候性能够避 型材、家具、 杂环环氧 免紫外线或复杂的户 幕墙等 外条件对涂层的破坏 聚氨酯体系 异氰酸酯 优异的户外耐久性和耐腐蚀性 价格昂贵 无应用实列 型材、幕墙等 结语 通过多种方法解决,且要兼顾防腐性能,建议多层 环氧树脂粉末涂层附着力强,抗冲击性能好, 涂覆,如:内涂层用环氧粉末,外涂层用纯聚酯粉 末,即可解决管道防腐问题又能兼顾户外耐久性。 耐腐蚀性高,能够满足目前管道的使用要求。双酚 A 型环氧树脂能够给予涂层良好的柔韧性,但考虑到涂 参考文献: 层的耐水煮附着力性能,提高涂层与底材的润湿性, [1] 南仁植 ,《粉末涂装与粉末技术》第三版 , 化学工 所选择的双酚 A 型环氧分子链段不宜长。不同的酚 类固化剂结构不同,对粉末涂层固化温度、涂层机 业出版社 ,2014. 械性能和附着力影响很大,配方设计时要评估所选 [2] 中国化工学会涂料涂装专业委员会 ,《粉末涂料 固化剂的综合性能是否满足所用领域粉末涂料的要 求。对于耐水温比较高的管道粉末涂料,环氧树脂的 与涂装》,2018. 选用,助剂的选择尤为重要。管道耐候性的解决要 [3] 吴希革 ,《阀门粉末涂料的设计与应用》, 中国粉 末涂料与涂装行业年会 ,2011. 20
实用技术 水 [ 摘 要 ] 务 汪杭 水务行业主要包括原水、自来水的生产和供应、污水处理以及水环境 文州 治理等。水务企业是支持社会经济发展,保障居民生产和生活的基础性产业, 忠市 在“两山经济”的背景下,人们追求更高品质的饮用水和更优质的水环境。 同时,伴随着城镇化进程的推动,节水提效和加大城镇污水建设等政策的 水 出台,促使水务企业供水饮用水技术改造提升,以及城镇污水处理扩容和 新建的需求进一步扩大,水务基础设施建设的产能进一步释放。文章对水 企务 务企业创新融资模式进行了分析与探索。 集 团 [ 关键词 ] 有 融资;政府专项债;资产支持证券;基础设施 REITs 业限 公 1 水务企业融资需求 司 水务企业融资需求主要以水务基础设施建设为主,如自来水产、污水处 创 理厂、管网等,以及旧设备及管网的更新改造等。但随着水务资本化的发展, 新 对外投资和区域一体化并购项目的资本金的需求也日趋增加。根据前瞻产业 融 研究院发布的《中国水务行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》统计,截 资 至 2019 年,水务行业投资达到 5276.78 亿元,预计到 2023 年我国水务行业年 模 度投资额将突破 8600 亿元。 式 的 2 水务企业传统融资模式 探 水务企业传统的融资模式主要采用间接融资和直接融资,间接融资以银 索 行贷款为主,直接融资以发行债券和股权融资为主,其中,银行贷款在传统 融资中占主要地位。 水务企业银行融资主要以基础设施建设项目通过银行固定资产项目贷款 融资为主,主要是基于水务企业稳定的收入和现金流,深受银行机构的青睐, 固定资产项目贷款往往能取得较其他企业更低的资金成本。银行贷款虽有期 21
水务 限灵活、资金成本可控的优点,但仍然受资金规模 和运营的社会责任,在水务投资逐年上升的趋势下, 限制,而且对国家货币政策变动的敏感性较强,受 水务企业要发挥“现金奶牛”的优势,利用稳定的 政策调节影响大 [1]。 水费等收入现金流,在原有融资模式的基础上创新 融资模式,优化水务企业的融资结构,盘活水务资产, 水务企业直接融资主要通过债券融资和上市 促进水务企业市场化和资本化转型。使社会属性和 公司定向增发。债券融资主要为发行超短期融资债 市场属性协同发展,尝试通过政府专项债、资产支 券、短期融资债券、公司债券、企业债券和中期票 持证券化(ABS)和基础设施 REITs 以实现融资结 据等交易所和银行间产品。根据 WIND 水务行业口 构和资本结构的优化,盘活存量优质资产 [2]。 径统计,2019 年水务企业在债券融资市场共募集资 金 833 亿元,其中发行企业债券 8 只,合计募集资 3.1 “政府专项债 + 市场化融资”模式 金 81.70 亿元。水务上市公司 2019 年增发募集资金 政府专项债是指为了筹资资金建设某专项具体 16.66 亿元,远低于负债融资规模。 工程而发行的债券,以项目建成取得的收入作为还 款保障。2019 年 6 月,中共中央办公室厅、国务院 从 2019 年水务行业企业债的发行数据来看, 办公厅联合发布《关于做好地方政府专项债券发行 企业债的融资条件相对较为严格,对于基础设施项 及项目配套融资工作的通知》,对项目收益专项债 目,水务企业更偏向于银行融资。虽然注册制已在 制度作出了修订。新政策的核心内容为专项债可用 公司债券和企业债券中全面执行,注册和审核流程 于重大项目资本金,并允许配套市场化融资。 在不断简化,但水务企业建设项目有建设期长、回 新政策对项目资本金制度作出了重要豁免,突 收期长的特点,需要长期资金做匹配;直接融资市 破了以往债项资金不能做资本金的规定,提高了政 场的产品普遍期限较短,以 10 年以内的产品为主, 府专项债券的使用效率,其中,水务企业的城镇污 且受发行主体信用评级的影响,发行利率偏差较大, 水处理以及供水市政基础设施包含在涉及重点领域 信用评级 AAA 和 AA 级的同行业企业发行利率可相 内。2020 年初,为了对冲疫情负面影响,政府专项 差 100BP 以上。 债发行规模不断扩大,截至 2020 年 5 月,本年已累 计实际发行政府专项债 33279.24 亿元,平均票面利 根据 WIND 显示,水务上市公司年末平均资产 率为 3.27%。该模式为水务企业重大基础设施建设 负债率为 50.56%,资本结构位于比较合理的位置, 加快项目资本金落地提供了便利,虽然目前对项目 但上市水务公司拥有成熟的资本运作体系和股权融 条件有较高的要求,但可以作为水务企业创新融资 资途径,对于未上市的地方性水务公司,具有的社 方式的一个方向和思路。 会属性远大于其市场属性。水务企业逐年增长的基 3.2 资产支持证券化 础设施建设和对外投资的需求,使水务企业资产负 资产支持证券化项目当前是水务公司积极探索 债率大幅上升,融资渠道单一,资产负债率会远高 和实施的创新融资方式的一个方向。WIND 显示, 于水务上市公司的平均水平。 2019 年水务企业累计发行资产支持证券 107.4 亿元, 基础资产基本为供水收费收益权。一般采用单 SPV 3 水务企业创新融资模式的思考 水务企业承担着水务基础设施项目融资、建设 22
实用技术 结构,水务企业作为原始权益人,以供水收费收益 水务基础设施 REITs 有助于降低水务企业自身杠杆, 前作为资产证券化的基础资产,设立资产支持专项 以完全出表的形式降低资产负债率,优化资本机构, 计划。所募集资金用于购买原始权益人的基础资产。 提高存量供水项目和污水处理项目的资本配置效率。 发行资产支持证券有以下几个优点: 基础设施 REITs 目前在国内处于试点阶段,落 第一,信用评级是基于资产证券化产品,而非 地案例也仅有高速公路类 RIETs 项目,交易结构以 发行人本身。水务企业的基础资产供水收费收益权 “私募股权基金 +ABS”形式为主,形式较为单一, 具有稳定的现金流,通过结构化设计,资产证券化 主要受底层资产和资产转让税收政策的影响。但基 产品可以取得比发行人本分更高的信用评级,有利 于水务企业资产拥有稳定回报以及稳定持续的现金 于降低资金成本。 流,可以在水务基础设施领域尝试发行 REITs,以 第二,募集资金规模取决于资产未来现金流水 存量带动增量的发展模式,保障区域化发展过程中, 平,不依赖于公司整理盈利水平。水务企业水费收 原水、供水和污水处理基础设施建设的资金需求 [3]。 入有稳定持续的现金流入,但水务企业特有的社会 利用 REITs 权益性、公募和标准化的特点,在一定 公益属性使其盈利能力较弱,发行资产支持证券产 程度上增加水务企业由重资产向轻资产转型的可能, 品可以规避盈利能力弱的缺点,用未来现金流扩大 也给水务企业提供资本运作和投资方向新的机会, 融资规模。 多途径实现水务企业高质量发展。 发行资产支持证券虽有以上优点,但在实务操 作中,需要将水费收益权质押等,会对后期银行融 4 结语 资和直融市场融资产生一定的影响。建议可根据融 在防风险、去杠杆、稳投资和补短板的宏观背 资需求,配置部分水费收入做资产支持证券,或者 调整基础资产,对基于合同的相关债权等进行优化, 景下,水务企业要结合自身存量水务基础设施的现 来避免水费收益权的质押。 状和新建水务基础设施的预期,把传统融资模式与 3.3 基础设施 REITs 创新融资模式相结合,充分利用好传统融资模式的 2020 年 4 月中国证监会和国家发展改革委联合 稳健和新型融资模式的赋能,降低融资成本,降低 发布《关于推进基础设施领域不动产投资信托基金 杠杆水平,优化资产结构,推动水务企业投融资朝 (REITs)试点相关工作的通知》,此通知的下发为 市场化、规范化发展。 促进水务基础设施高质量发展,有效盘活存量资产, 进一步创新投融资机制提供了明确的方向。 参考文献 REITs(Real Estate Investment Trusts), 即 不 动 [1] 陈建清 , 何善炜 . 深化城市基础设施投融资体制 产投资信托基金,依据《公开募集基础设施证券投资 基金指引(试行)(征求意见稿)》,鼓励具有稳 改革的思考 [J]. 唯实 ,2016(10):50-52. 定回报和经营现金流的基础设施资产以 REITs 进行发 [2] 万娜娜 . 我国企业资产证券化融资现状及动因分 售,城镇污水处理为重点行业之一。公募形式发行 析 [D]. 山东大学 ,2016. [3] 吕朝坤 . 水务企业的发展与融资策略分析 [J]. 低 碳世界 ,2020(03):12-14. 23




