CN101602043B - 采用融结环氧粉末对dn3600埋地钢管进行外防腐的方法 - Google Patents
采用融结环氧粉末对dn3600埋地钢管进行外防腐的方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种采用融结环氧粉末对DN3600埋地钢管进行外防腐的方法，属管材防腐蚀领域。其涂敷工艺包括上料、钢管外表面预热、深度抛丸除锈、超大功率中频加热、粉末喷涂和水冷。其针对DN3600毫米及DN3600毫米以上的大直径埋地钢管直径大、壁厚/直径之比极小的特点，对整个加工工艺进行了优化，通过控制钢管的移动速度，控制其升温、加热和冷却的速率，确保了钢管的涂敷环境、涂敷效果和涂敷层的附着效果，保证了大直径埋地钢管外防腐涂层的质量符合国家相关的质量验收标准。
Description
技术领域
本发明属于管材的防腐蚀领域，尤其涉及一种用于大直径埋地钢管的外防腐方法。
背景技术
为了防止埋地钢管不受地下湿气及各种化学物质的腐蚀氧化，延长钢管的使用寿命，要在钢管外面加上防护层，用以隔绝或屏蔽腐蚀环境。其中，涂覆沥青防腐层、用环氧粉末喷涂钢管外表面和采用三PE防腐等防护方法，被广泛应用。
环氧粉末防腐法，是将环氧树脂添加助剂和固化剂干燥固化，然后粉碎成粉末，再经150度以上温度喷涂、固化在抛丸除锈后的钢管上，结成350至400微米的防腐层，是世界公认的一种非常好的防腐涂层。世界上许多长距离跨国界输油管道即是采用此种方法防腐，但是这种防腐层的柔韧性欠佳，且非常薄，很怕山地等地下岩石层较多地区，防腐层容易被硬石块碰撞搁伤，造成防腐蚀隐患。
随着国民经济的发展和人民生活水平的日益提高，大直径钢管管道，特别是指DN2000毫米以上的钢管，正越来越多地被用于引水工程的建设中。
金属管道的外防腐性能是决定寿命的主要因素，我国目前铺设的埋地管线大多是永久性管线，临时性管线很少，如何保证巨大的管道投资发挥出最长最大的效益，管道的防腐蚀便成了铺设管道不容忽视的重要环节。
公开日为2001年5月23日，公开号为CN 1295891A的中国发明专利申请中公开了一种“环氧粉末在埋地钢管防腐技术中的应用”，其用环氧重防腐粉末作为喷涂材料，对埋地钢管表面实施热喷涂前，钢管表面需化学去油、去焦，物理去锈等过程，喷涂工艺除与一般喷涂原理相同之外，需将钢管进行中频加热，使钢管表面升温至250℃，在喷涂环氧粉末时，钢管温升控制在210-230℃之间。
公告日为2006年8月16日，公告号为CN1818232C的中国发明专利中，公开了一种“熔结环氧粉末外防腐涂层钢管及涂敷工艺”，其将制作钢管桩的钢管分成4个工作段，钢管经预热、除锈、除尘，再大功率加热，除裸段L0外，在整个钢管长度L上用粉末喷枪喷涂厚度300～600μm的环氧粉末底层，在第一涂层胶化时间内对L1+L2段喷涂厚度600～1000μm的中间层，在第二涂层胶化时间内对浪溅段L1喷涂厚度在800～1000μm的环氧粉末面层，各层间有良好的相容性，经胶化、固化成连续复合的外防腐涂层钢管，经水冷却对涂层钢管降温，降温至室温后进行质量检测。
但是，上述技术方案大多仅仅能够适用于DN2000毫米以下的中、小直径钢管，对于超过DN2000毫米以上的大直径钢管(例如，某市某供水工程中使用的DN3600毫米以上的大直径顶推钢管)，由于其直径大，导致钢管的壁厚/直径之比极小，进而在加热、粉末喷涂、保温、冷却等方面带来一系列的问题，若再按照上述方法进行外防腐的话，实施起来会有很多的困难，最终会导致外防腐涂层的附着力、厚度、均匀度等方面出现质量问题，无法生产出符合规范要求的产品。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种采用融结环氧粉末对DN3600埋地钢管进行外防腐的方法，其针对DN3600毫米及DN3600毫米以上的大直径埋地钢管直径大、壁厚/直径之比极小的特点，进行了工艺优化，保证了大直径埋地钢管外防腐涂层的质量符合国家相关的质量验收标准。
本发明的技术方案是：提供一种采用融结环氧粉末对DN3600埋地钢管进行外防腐的方法，其特征是：将环氧重防腐粉末用静电热喷涂技术喷涂在DN3600埋地钢管表面，作为防腐膜。
所述的采用融结环氧粉末对DN3600埋地钢管进行外防腐的方法，包括对钢管的环氧粉末涂敷工艺，其特征是所述的涂敷工艺至少包括：
1)上料：将焊接好的DN3600钢管用吊车吊放在平移小车上，输送到生产线的起始端；
2)钢管外表面预热：用燃烧器经风机热循环对钢管预热驱除潮气，加热温度为40℃～60℃；
3)深度抛丸除锈：去除钢管表面的氧化皮，除锈等级达到Sa2.5级，锚纹深度40～100μm；
4)超大功率中频加热：采用双中频线圈涡流感应加热，使大口径34mm厚钢管均匀受热，上升至工艺所需温度；
5)粉末喷涂：通过静电喷枪，使充分流化后的环氧粉末颗粒带负电，均匀的粘附在预热钢管表面受热熔化并流动，进一步流平覆盖整个钢管表面，使涂层与钢管紧密结合；
6)水冷：采用两台大流量的冷却***，对带涂层的钢管进行降温，其冷却水量为400立方米/小时，保证出管温度不大于100℃。
进一步地，在所述钢管外表面预热时，管体温度大于露点3℃。
其所述的超大功率中频加热，采用两台1000KW的超大功率中频加热器，其前中频加热器的电压控制在600V、功率750KW、钢管温度控制在110～130℃以上；其后中频加热器的电压控制在520V、功率450KW、钢管温度控制在220～240℃以上；加热速度为0.2～0.23米/分。
其所述的粉末喷涂使用12把喷枪，分成二组环绕钢管圆周布置，两组喷枪之间的间隔小于或等于每分钟钢管前进距离，通过调节喷枪的喷涂参数，以保证钢管喷涂表面均匀、光亮，达到高附着力、高耐磨、符合各项标准的加强级涂层，其干膜总厚度大达到420μm～520μm。
其所述的喷涂参数为粉末雾化5～6m3/h，流化床压力1.8kg，静电流80μA，静电压65KV。
本申请之采用融结环氧粉末对DN3600埋地钢管进行外防腐的方法，通过控制所述钢管的移动速度，控制其升温、加热和冷却的速率，保证钢管的涂敷环境、涂敷效果和防腐层的附着效果。
与现有技术比较，本发明的优点是：
1.通过控制钢管的移动速度，控制其升温、加热和冷却的速率，保证了钢管的涂敷环境、涂敷效果和防腐层的附着效果；
2.针对加工对象直径大、壁厚/直径之比极小的特点，对整个加工工艺进行了优化，保证了大直径埋地钢管外防腐涂层的涂敷质量。
附图说明
图1是本发明涂敷工艺方法的流程框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
图1中，本发明所述的涂敷工艺至少包括：
1)上料：将焊接好的DN3600钢管用吊车吊放在平移小车上，输送到生产线的起始端；
2)钢管外表面预热：用燃烧器经风机热循环对钢管预热驱除潮气，加热温度为40℃～60℃；
3)深度抛丸除锈：去除钢管表面的氧化皮，除锈等级达到Sa2.5级，锚纹深度40～100μm；
4)超大功率中频加热：采用双中频线圈涡流感应加热，使大口径34mm厚钢管均匀受热，上升至工艺所需温度；
5)粉末喷涂：通过静电喷枪，使充分流化后的环氧粉末颗粒带负电，均匀的粘附在预热钢管表面受热熔化并流动，进一步流平覆盖整个钢管表面，使涂层与钢管紧密结合；
6)水冷：采用两台大流量的冷却***，对带涂层的钢管进行降温，其冷却水量为400立方米/小时，保证出管温度不大于100℃。
为了提高和保证加工效果，针对加工对象直径大、管壁薄的特点，在实际加工时尚需特别注意下列工序或问题：
进一步地，在所述钢管外表面预热时，管体温度大于露点3℃。
其所述的超大功率中频加热，采用两台1000KW的超大功率中频加热器，其前中频加热器的电压控制在600V、功率750KW、钢管温度控制在110～130℃以上；其后中频加热器的电压控制在520V、功率450KW、钢管温度控制在220～240℃以上；加热速度为0.2～0.23米/分。
其所述的粉末喷涂使用12把喷枪，分成二组环绕钢管圆周布置，两组喷枪之间的间隔小于或等于每分钟钢管前进距离，通过调节喷枪的喷涂参数，以保证钢管喷涂表面均匀、光亮，达到高附着力、高耐磨、符合各项标准的加强级涂层，其干膜总厚度大达到420μm～520μm。
其所述的喷涂参数为粉末雾化5～6m3/h，流化床压力1.8kg，静电流80μA，静电压65KV。
其大流量冷却***是冷却水量为400立方米/小时的大流量冷却***，对带涂层的钢管进行降温。
在钢管外表面预热阶段，通过控制钢管通过燃烧器的移动速度，控制钢管的升温速率。
在中频加热阶段，通过控制中频线圈或中频加热器的加热功率和钢管通过中频线圈或中频加热器的移动速度，来控制钢管的升温速率和持续时间。
在水冷阶段，通过控制冷却***的冷却水流量和钢管通过冷却***的移动速度，来控制钢管的降温速率。
整个加工工艺过程中的关键，是通过控制钢管的移动速度，控制其升温、加热和冷却的速率，保证了钢管的涂敷环境、涂敷效果和防腐层的附着效果。
按上述生产操作工艺步骤进行生产，通过对DN3600成品钢管外防腐涂层进行防腐性能检验测试，测试结果如下，完全符合国家相关标准。
测试项目 单位 技术性能指标 检测结果 执行标准
外观 平整，色泽均匀，无气泡 合格 目测
抗冲击性(-30℃) J ≥1.5 2.2 SY/T0315
抗弯曲性(3°，-30℃) 无裂纹 无裂纹 SY/T0315
耐磨性(落砂法) L/μm ≥5 5.4 SY/T0315
附着力(撬剥法) 级 1～2 1 SY/T0315
粘结强度 MPa ≥60 90 GB/T6329
阴极剥离(7天，65℃) Mm ≤6.5 4.0 SY/T0315
电气强度 MV/m ≥30 40.24 GB/T1410.8
体积电阻率 Ω·m ≥1×1013 2.6×1014 GB/T1410
断面孔隙率 级 1～2 2 SY/T0315
界面孔隙率 级 1～2 2 SY/T0315
耐化学性能 蒸馏水 ％ 增重率≤3％ 1.2％ ASTMD570-95
(60℃，浸泡15天)3.5％NaCL ％ 增重率≤2％ 0.8％ ASTMD570-95
由于本发明针对DN3600毫米及DN3600毫米以上的大直径埋地钢管直径大、壁厚/直径之比极小的特点，对整个加工进行了工艺优化，通过控制钢管的移动速度，控制其升温、加热和冷却的速率，保证了钢管的涂敷环境、涂敷效果和防腐层的附着效果，确保了大直径埋地钢管外防腐涂层的质量符合国家相关的质量验收标准。
本发明可广泛用于大直径埋地钢管外防腐涂层的加工领域。
Claims (4)
1.一种采用融结环氧粉末对DN3600埋地钢管进行外防腐的方法，其特征是：将环氧重防腐粉末用静电热喷涂技术喷涂在DN3600埋地钢管表面，作为防腐膜，其涂敷工艺至少包括：
1)上料：将焊接好的DN3600钢管用吊车吊放在平移小车上，输送到生产线的起始端；
2)钢管外表面预热：用燃烧器经风机热循环对钢管预热驱除潮气，加热温度为40℃～60℃；
3)深度抛丸除锈：去除钢管表面的氧化皮，除锈等级达到Sa2.5级，锚纹深度40～100μm；
4)超大功率中频加热：采用双中频线圈涡流感应加热，使大口径34mm厚钢管均匀受热，上升至工艺所需温度；
5)粉末喷涂：通过静电喷枪，使充分流化后的环氧粉末颗粒带负电，均匀的粘附在预热钢管表面受热熔化并流动，进一步流平覆盖整个钢管表面，使涂层与钢管紧密结合；
6)水冷：采用两台大流量的冷却***，对带涂层的钢管进行降温，其冷却水量为400立方米/小时，保证出管温度不大于100℃；
其中，在所述钢管外表面预热时，管体温度大于露点3℃；
其所述的超大功率中频加热，采用两台1000KW的超大功率中频加热器，其前中频加热器的电压控制在600V、功率750KW、钢管温度控制在110～130℃；其后中频加热器的电压控制在520V、功率450KW、钢管温度控制在220～240℃；加热速度为0.2～0.23米/分。
2.按照权利要求1所述的采用融结环氧粉末对DN3600埋地钢管进行外防腐的方法，其特征是所述的粉末喷涂使用12把喷枪，分成二组环绕钢管圆周布置，两组喷枪之间的间隔小于或等于每分钟钢管前进距离，通过调节喷枪的喷涂参数，以保证钢管喷涂表面均匀、光亮，达到高附着力、高耐磨、符合各项标准的加强级涂层，其干膜总厚度达到420μm～520μm。
3.按照权利要求2所述的采用融结环氧粉末对DN3600埋地钢管进行外防腐的方法，其特征是所述的喷涂参数为粉末雾化5～6m3/h，流化床压力1.8kg，静电流80μA，静电压65KV。
4.按照权利要求1所述的采用融结环氧粉末对DN3600埋地钢管进行外防腐的方法，其特征是通过控制所述钢管的移动速度，控制其升温、加热和冷却的速率，保证钢管的涂敷环境、涂敷效果和防腐层的附着效果。
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