CN108187993A - 基于不锈钢材质的复合防腐涂层工艺 - Google Patents

基于不锈钢材质的复合防腐涂层工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于不锈钢材质的复合防腐涂层工艺，它包括以下步骤：将经过表面净化处理后的钢管由进管平台输送到除锈机进行全封闭的表面喷砂除锈，采用双抛丸喷砂工艺；将喷砂后钢管表面采用高压去离子水或反渗透水进行100%表面冲洗极化并用风刀吹干；将清洗后的钢管传送至粉末静电喷涂装置依次喷涂环氧树脂FBE层、聚丙烯胶粘剂AD层、聚丙烯PP层，最后水洗冷却。本发明解决了不锈钢钢管在输送管线中的防腐蚀问题，提高了管线的使用寿命。

Description

基于不锈钢材质的复合防腐涂层工艺
技术领域
本发明涉及钢结构表面防腐，尤其涉及一种基于不锈钢材质的复合防腐涂层工艺。
背景技术
近年来，随着我国国民经济的快速发展，越来越多的大型钢管应用于港口码头、海洋工程和市政工程。为了有效地控制大型钢管的腐蚀，延长大型钢管的使用寿命，保证基础设施的安全运行，需要对钢管进行表面防腐处理。最常使用的防腐处理方法是在钢管的表面涂装防腐涂料，如人工涂装、熔融环氧粉末自动涂装等。其中，人工涂装含有机溶剂，涂装效果差，且需要苛刻的环境条件；熔融环氧粉末自动涂装过程含有高温中频加热阶段，耗电量大，不利于节能环。
发明内容
本发明的目的为了提供一种节能环保防腐蚀不锈钢管复合涂层的涂覆工艺，通过对不锈钢管的特殊表面预处理，包括喷砂预处理和高压水冲洗极化，同时选择适用性强的粉末材料进行静电喷涂。为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种基于不锈钢材质的复合防腐涂层工艺，它包括以下步骤：
(1)将经过表面净化处理后的钢管由进管平台输送到除锈机进行全封闭的表面喷砂除锈，采用双抛丸喷砂工艺，第一台喷砂机磨料选择不锈钢钢丸与不锈钢钢砂重量比为1:1~1:3作为抛丸材料，第二台喷砂机磨料选择不锈钢钢砂作为抛丸材料，开启抛丸设备和空气压缩机，靠离心力的作用，抛丸材料抛向管体的表面，使管体的表面达到一定的粗糙度，完成抛丸除锈过程；抛丸后进行质量检测使最终喷砂除锈标准达到Sa3级，所述锚纹深度为60-100µm，峰数≥20，灰尘度等级≤2级，盐分含量≤2ug/cm2；
（2）将喷砂后钢管表面的锚纹底部或尖角部位残存金属粉粒采用高压去离子水或反渗透水进行100%表面冲洗极化并用风刀吹干；
（3）将清洗后的钢管传送至粉末静电喷涂装置依次喷涂环氧树脂FBE层、聚丙烯胶粘剂AD层、聚丙烯PP层，其中，环氧树脂FBE层为多羟基的助剂型热固性环氧熔结粉末且涂层厚度不小于120µm，聚丙烯胶粘剂AD层的涂层厚度不小于150µm，聚丙烯PP层的厚度不小于1800µm；
(4)将三层树脂粉末静电喷涂后的钢管传送至水冷***以不超过60℃水冲洗冷却或自然冷却后由出管平台输出。
进一步的，所述环氧树脂FBE粉末采用中频线圈预热至210-230℃在钢管上热熔结成型涂层，所述聚丙烯胶粘剂AD采用热炉预热至220-240℃在钢管上挤出和侧向缠绕成型涂层，所述聚丙烯PP采用热炉预热至225-245℃在钢管上挤出和侧向缠绕成型涂层。
进一步的，所述钢管喷涂前采用210-230℃中频线圈进行预热。
进一步的，所述步骤（1）至（4）中放置钢管之处均采用不锈钢或非铁材质防护和隔垫。
进一步的，所述环氧树脂FBE为多羟基的助剂型热固性环氧熔结粉末状，所述聚丙烯胶粘剂AD为聚丙烯胶粘剂AD颗粒状，所述聚丙烯PP层为聚丙烯颗粒状。
进一步的，所述环氧树脂FBE层厚度为150-250µm，所述聚丙烯胶粘剂AD层厚度为150-200µm，所述聚丙烯PP层厚度为2500-3200µm。
本具有的积极进步的有益效果：
1）传统的热固性环氧熔结粉末不能性能良好的附着力，所述多羟基的助剂型热固性环氧熔结粉末具有良好的附着力；
2）本发明解决了不锈钢基材表面进行涂层加工复杂，成本较高等问题；
3）本发明解决了在高腐蚀环境下的不锈钢防腐蚀问题，很大程度上延长了不锈钢管道的使用寿命，降低了管道输送项目的运营成本；
4）本发明能够为管道建设节省资源，保证安全，有利于环境保护。
）本发明为探究较恶劣环境的油气资源开采和输送提供了可能。
附图说明
图1是本发明的不锈钢基管涂层结构示意图。
具体实施方式
本发明中不锈钢管通过特殊的抛丸喷砂的预处理工艺，质量检验合格后在高压水处理和极化后进行中频预热，随后进行特殊环氧粉末静电喷涂和胶粘剂、聚丙烯挤出涂覆，水冷却后形成3LPP涂层，经过质量检验合格后形成3LPP涂层产品。
本发明的产品包括：不锈钢钢管4，涂覆在不锈钢钢管4上的第一层涂层多羟基的助剂型热固性环氧熔结粉3，第二层涂层聚丙烯胶粘剂AD层2，第三层涂层即最外层的保护层聚丙烯PP涂层1。
实施例1
基于不锈钢材质的复合防腐涂层工艺它包括以下步骤：
(1)将经过表面净化处理后的钢管由进管平台输送到除锈机进行全封闭的表面喷砂除锈，采用双抛丸喷砂工艺，第一台喷砂机磨料选择不锈钢钢丸与不锈钢钢砂重量比为1:2作为抛丸材料，第二台喷砂机磨料选择不锈钢钢砂作为抛丸材料，开启抛丸设备和空气压缩机，靠离心力的作用，抛丸材料抛向管体的表面，使管体的表面达到一定的粗糙度，完成抛丸除锈过程；抛丸后进行质量检测使最终喷砂除锈标准达到Sa3级，所述锚纹深度为60-100µm，峰数≥20，灰尘度等级≤2级，盐分含量≤2ug/cm2；
（2）将喷砂后钢管表面的锚纹底部或尖角部位残存金属粉粒采用高压去离子水或反渗透水进行100%表面冲洗极化并用风刀吹干；
（3）将清洗后的钢管传送至粉末静电喷涂装置依次喷涂环氧树脂FBE层、聚丙烯胶粘剂AD层、聚丙烯PP层，所述环氧树脂FBE粉末采用中频线圈预热至210℃在钢管上热熔结成型涂层，所述聚丙烯胶粘剂AD采用热炉预热至220℃在钢管上挤出和侧向缠绕成型涂层，所述聚丙烯PP采用热炉预热至225℃在钢管上挤出和侧向缠绕成型涂层，其中钢管喷涂前采用210℃中频线圈进行预热，所述环氧树脂FBE层为多羟基的助剂型热固性环氧熔结粉末且涂层厚度为150µm，聚丙烯胶粘剂AD层的涂层厚度为150µm，聚丙烯PP层的厚度为2500µm；
(4)将三层树脂粉末静电喷涂后的钢管传送至水冷***以不超过60℃水冲洗冷却或自然冷却后由出管平台输出。
实施例2
基于不锈钢材质的复合防腐涂层工艺它包括以下步骤：
(1)将经过表面净化处理后的钢管由进管平台输送到除锈机进行全封闭的表面喷砂除锈，采用双抛丸喷砂工艺，第一台喷砂机磨料选择不锈钢钢丸与不锈钢钢砂重量比为1:1作为抛丸材料，第二台喷砂机磨料选择不锈钢钢砂作为抛丸材料，开启抛丸设备和空气压缩机，靠离心力的作用，抛丸材料抛向管体的表面，使管体的表面达到一定的粗糙度，完成抛丸除锈过程；抛丸后进行质量检测使最终喷砂除锈标准达到Sa3级，所述锚纹深度为60µm，峰数≥20，灰尘度等级≤2级，盐分含量≤2ug/cm2；
（2）将喷砂后钢管表面的锚纹底部或尖角部位残存金属粉粒采用高压去离子水或反渗透水进行100%表面冲洗极化并用风刀吹干；
（3）将清洗后的钢管传送至粉末静电喷涂装置依次喷涂环氧树脂FBE层、聚丙烯胶粘剂AD层、聚丙烯PP层，所述环氧树脂FBE粉末采用中频线圈预热至230℃在钢管上热熔结成型涂层，所述聚丙烯胶粘剂AD采用热炉预热至240℃在钢管上挤出和侧向缠绕成型涂层，所述聚丙烯PP采用热炉预热至245℃在钢管上挤出和侧向缠绕成型涂层，其中钢管喷涂前采用230℃中频线圈进行预热，所述环氧树脂FBE层为多羟基的助剂型热固性环氧熔结粉末且涂层厚度为250µm，聚丙烯胶粘剂AD层的涂层厚度为200µm，聚丙烯PP层的厚度为3200µm；
(4)将三层树脂粉末静电喷涂后的钢管传送至水冷***以80℃水冲洗冷却或自然冷却后由出管平台输出。
实施例3
基于不锈钢材质的复合防腐涂层工艺它包括以下步骤：
(1)将经过表面净化处理后的钢管由进管平台输送到除锈机进行全封闭的表面喷砂除锈，采用双抛丸喷砂工艺，第一台喷砂机磨料选择不锈钢钢丸与不锈钢钢砂重量比为1:3作为抛丸材料，第二台喷砂机磨料选择不锈钢钢砂作为抛丸材料，开启抛丸设备和空气压缩机，靠离心力的作用，抛丸材料抛向管体的表面，使管体的表面达到一定的粗糙度，完成抛丸除锈过程；抛丸后进行质量检测使最终喷砂除锈标准达到Sa3级，所述锚纹深度为100µm，峰数≥20，灰尘度等级≤2级，盐分含量≤2ug/cm2；
（2）将喷砂后钢管表面的锚纹底部或尖角部位残存金属粉粒采用高压去离子水或反渗透水进行100%表面冲洗极化并用风刀吹干；
（3）将清洗后的钢管传送至粉末静电喷涂装置依次喷涂环氧树脂FBE层、聚丙烯胶粘剂AD层、聚丙烯PP层，所述环氧树脂FBE粉末采用中频线圈预热至215℃在钢管上热熔结成型涂层，所述聚丙烯胶粘剂AD采用热炉预热至230℃在钢管上挤出和侧向缠绕成型涂层，所述聚丙烯PP采用热炉预热至235℃在钢管上挤出和侧向缠绕成型涂层，其中钢管喷涂前采用215℃中频线圈进行预热，所述环氧树脂FBE层为多羟基的助剂型热固性环氧熔结粉末且涂层厚度为2000µm，聚丙烯胶粘剂AD层的涂层厚度为180µm，聚丙烯PP层的厚度为2700µm；
(4)将三层树脂粉末静电喷涂后的钢管传送至水冷***以75℃水冲洗冷却或自然冷却后由出管平台输出。
本发明的产品包括：不锈钢钢管4，涂覆在不锈钢钢管4上的第一层涂层多羟基的助剂型热固性环氧熔结粉3，第二层涂层聚丙烯胶粘剂AD层2，第三层涂层即最外层的保护层聚丙烯PP涂层1。
本发明的产品在生产过程中需要注意：
（1）生产线隔离措施：因不锈钢管4为特殊材质，因此涂层生产线的台架或任何可能与不锈钢管4接触的部件均需采用不锈钢或非铁材质防护和隔垫。
（2）不锈钢磨料的表面预处理工艺：因不锈钢管4是有异于普通碳钢管的材质，因此抛丸喷砂处理仅只能选择不锈钢管4的磨料，不锈钢钢丸和不锈钢钢砂配合使用，且最好采用双抛丸喷砂工艺，第一台喷砂机磨料选择不锈钢钢丸和不锈钢钢砂按照比例1:1或1:2或1:3混合使用，第二台喷砂机磨料选择不锈钢钢砂独立使用。
（3）不锈钢表面预处理质量要求：经过喷砂处理后的不锈钢管4表面无毛刺、无划痕等可见缺陷，清洁度等级Sa3级，锚纹深度60-100um，峰数≥20，灰尘度等级≤2级，盐分含量≤2ug/cm2
（4）不锈钢表面清理和极化：喷砂后容易在表面的锚纹底部或尖角部位残存金属粉粒，因此采用高压去离子水或反渗透水进行100%表面冲洗，有利于表面的涂层附着力。同时由于不锈钢管4属于惰性材质，高压水冲洗能够在基材表面有极化的作用，也有利于涂层附着力的增加。
（5）不锈钢用粉末的选择：环氧树脂粉末的选择也将直接影响涂层的质量和寿命，普通的环氧树脂粉末能在碳钢管表面形成良好的附着力，本发明选用多羟基的助剂型热固性环氧熔结粉，粉末的极性好。
（6）不锈钢涂层涂覆工艺：3LPP涂层涂覆工艺重要的一个环节是粉末喷涂前的预热，本发明采用中频线圈预热，预热温度为210-230℃。
（7）不锈钢涂层3LPP水冷工艺：3LPP涂层涂覆完成后采用水喷流的方式进行温度冷却，注意调节水流大小以满足水冷后涂层表面温度不超过60℃，涂层表面无暗花，无水激点。
（8）不锈钢3LPP涂层产品质量要求：3LPP涂层结构为底层环氧树脂，中间层为聚丙烯胶粘剂，面层为聚丙烯固体层，其中，3LPP涂层表面色泽均匀，无漏点，无暗泡，无褶皱等明显的外观缺陷；3LPP涂层厚度为环氧底层≥120um，胶粘剂层≥150um，聚丙烯层≥1.8mm。

Claims (6)

1.一种基于不锈钢材质的复合防腐涂层工艺，其特征在于：它包括以下步骤：
(1)将经过表面净化处理后的钢管由进管平台输送到除锈机进行全封闭的表面喷砂除锈，采用双抛丸喷砂工艺，第一台喷砂机磨料选择不锈钢钢丸与不锈钢钢砂重量比为1:1~1:3作为抛丸材料，第二台喷砂机磨料选择不锈钢钢砂作为抛丸材料，开启抛丸设备和空气压缩机，靠离心力的作用，抛丸材料抛向管体的表面，使管体的表面达到一定的粗糙度，完成抛丸除锈过程；抛丸后进行质量检测使最终喷砂除锈标准达到Sa3级，所述锚纹深度为60-100µm，峰数≥20，灰尘度等级≤2级，盐分含量≤2ug/cm2；
（2）将喷砂后钢管表面的锚纹底部或尖角部位残存金属粉粒采用高压去离子水或反渗透水进行100%表面极化冲洗并用风刀吹干；
（3）将清洗后的钢管传送至粉末静电喷涂装置依次喷涂环氧树脂FBE、聚丙烯胶粘剂AD、聚丙烯PP，其中，环氧树脂FBE层为多羟基的助剂型热固性环氧熔结粉末且涂层厚度不小于120µm，聚丙烯胶粘剂AD层的涂层厚度不小于150µm，聚丙烯PP层的厚度不小于1800µm；
(4)将三层树脂粉末静电喷涂后的钢管传送至水冷***以不超过60℃水冲洗冷却或自然冷却后由出管平台输出。
2.如权利要求1所述基于不锈钢材质的复合防腐涂层工艺，其特征在于：所述环氧树脂FBE粉末采用中频线圈预热至210-230℃在钢管上热熔结成型涂层，所述聚丙烯胶粘剂AD采用热炉预热至220-240℃在钢管上挤出和侧向缠绕成型涂层，所述聚丙烯PP采用热炉预热至225-245℃在钢管上挤出和侧向缠绕成型涂层。
3.如权利要求1所述基于不锈钢材质的复合防腐涂层工艺，其特征在于：所述钢管喷涂前采用210-230℃中频线圈进行预热。
4.如权利要求1所述基于不锈钢材质的复合防腐涂层工艺，其特征在于：所述步骤（1）至（4）中放置钢管之处均采用不锈钢或非铁材质防护和隔垫。
5.如权利要求1所述基于不锈钢材质的复合防腐涂层工艺，其特征在于：所述环氧树脂FBE为多羟基的助剂型热固性环氧熔结粉末状，所述聚丙烯胶粘剂AD为聚丙烯胶粘剂AD颗粒状，所述聚丙烯PP层为聚丙烯颗粒状。
6.如权利要求1所述基于不锈钢材质的复合防腐涂层工艺，其特征在于：所述环氧树脂FBE层厚度为150-250µm，聚丙烯胶粘剂AD层厚度为150-200µm，聚丙烯PP层厚度为2500-3200µm。
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