CN101384377A - 对有焊道的管子进行涂覆的方法 - Google Patents

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Abstract

对具有升高的焊道的管子进行涂覆的方法。在管子上施涂可固化的树脂聚合物并使其结合，在管子上形成固化或部分固化的聚合物层。在热的时候在聚合物层上施涂粉末形式的粘合剂组合物，熔融结合成与聚合物结合的膜。在热的时候在粘合剂上施涂粉末形式的聚烯烃，熔融结合成与粘合剂结合的膜，形成粉末基涂层。在形成粉末基涂层后，从内部对管子进行冷却。将聚烯烃外包覆层与粉末基涂层结合，将管子冷却至环境温度。该过程可以避免在与焊道相邻的涂层中形成空隙、凹穴或针孔。

Description

对有焊道的管子进行涂覆的方法
技术领域
本发明涉及一种涂覆金属管的方法，更具体地，涉及对有焊道的管子的外周进行涂覆的方法。
背景技术
保护涂层广泛用于保护金属管例如钢管免于腐蚀和机械损伤。广泛使用的可商购的涂料是在转让给本申请人的美国专利5,026,451(Trzecieski等)中所述的那些，其中，在管子上施涂环氧树脂，并通过共聚物粘合剂的中间层将聚烯烃的外包覆层结合在环氧层上。在优选的实施方式中，Trzecieski等的专利描述了通过直角机头挤出法施涂聚烯烃外包覆层。
在直角机头挤出法中，通过环形口模挤出聚烯烃，通过该环形口模的中心轴向输送该管。因为实际上对直角机头挤出模头的直径存在限制，在大直径管的情况中，优选通过侧缠绕(side wrap)法提供外包覆层，该方法中，将连续的聚烯烃片螺旋缠绕在管子的外周上。
钢管有两种基本构形。由熔融钢连续形成的无缝管，因此，没有接缝或焊缝。这种管子可以进行涂覆，而无需考虑覆盖升高的焊缝。但是，不能制造很大直径的无缝管，而且这种大直径无缝管价格高。因此，无缝管的用途被限于涉及高压或高应力的应用，如悬链式升降机或海底流动线，或者接触大而连续的机械应力的应用，如钻杆和套管。大多数用于输送油品、气体和水的管子都是焊接管。焊接管是由钢板制造，将钢板折弯形成管形，然后沿边缘进行焊接，形成管子。对小直径管，通常采用电阻焊接(ERW)，这种方法产生的焊缝与管体齐平。但是，这种方法被限于相对小直径的管子，直径通常为小于或等于24英寸。对于比这种方式形成的管子更大的管子，其焊缝突出于管子其余部分的外表面。
在制造大直径管时有两个基本方法。第一种是最常用的，该方法将钢板形成“U”形，然后进一步成为“O”形。然后将边缘焊接在一起，形成所谓“长缝”管。第二种方法在不断普及，该方法是以螺旋方式将钢板连续成形并进行焊接，形成所谓“螺旋-焊接(spiral-weld)”，或“螺旋”管。在这两种情况中，焊缝都突出于管直径之上和管直径之内。
在本发明的情况中，管子外表面上的焊缝是相关的一个方面。参照图1对用来描述焊缝形状的术语进行说明，该术语将用于以下。11表示焊趾，12表示焊冠(crown)，13表示咬边(undercut)，14表示焊缝高度。这两种方法(螺旋和长缝)的焊缝形状和高度不同，而且各生产厂的焊缝形状和高度也不同。理想的形状是能形成从管体开始的平滑过渡，并且不太高，如图2所示。但是，几乎无法达到这种构形，除非将焊缝磨削成形。对于焊缝更常见是呈现图2至图5所示的形状，图2至图5示出具有直角边缘的焊缝(图3)，略有咬边的直角边缘的焊缝(图4)，具有明显咬边的直角边缘的焊缝(图5)以及在两侧具有明显咬边并且在顶部具有凹陷的焊缝(图6)。
当对管子采用侧缠绕涂布方法时，管子的外周具有升高的焊道或者基本为四方形截面的焊道，经常发现在连续板和焊道部分(例如凹形趾部和咬边部分11和13)之间的接触不良或没有接触，导致焊缝趾部的空隙。如果焊缝轮廓在趾部附近基本为四方形或发生咬边，则这种情况特别严重。与具有单轴向延伸的焊缝的“长缝”管相比，螺旋焊接管通常更难以在焊缝上达到均匀的包覆。“双重接缝的”螺旋焊接管存在特定问题，即，将两个长度的管子焊接在一起形成更长的管子时，管子中始终有至少一个点，在该点，两个焊缝相互以90°角相交。
通常，由横靠管涂布线的挤出机提供侧缠绕板。也可以使用连续板，该板在邻近管涂布线处加热至能使管子与板之间发生粘合的温度。在已知的方法中，通常在距挤出模头或侧缠绕点1米内，在聚合物外表面进行水骤冷，以充分凝固聚烯烃，防止在进一步加工时发生损伤，例如与传送轮胎接触时。作为将要进行冷却的外表面，聚烯烃层在管子周围产生环向应力。在升高的焊缝处，这种环向应力试图将熔融聚合物拉入切向构形中，这样会使焊缝顶部的厚度下降。可能在靠近凹形凹陷颈部的涂层中形成空隙、层分离或不连续，或者在涂布材料的厚度内可能产生针孔或凹穴，结果，认为涂层的保护性质不足或不充分。
发明内容
本发明中，提供一种在管子上形成涂层的改进的方法，该管子在其外周具有焊道，焊道从管子外周凸出。本发明方法中，在管子上施涂可固化的树脂聚合物，使该可固化树脂与管子结合，在管子上形成固化或部分固化的聚合物层。优选，之后，在管子仍是热的时候，立刻在具有固化或部分固化的聚合物层的管子上施用粉末形式的粘合剂组合物，施用粘合剂组合物的条件为能使该粘合剂组合物与可固化聚合物层结合。优选，之后，在管子仍是热的时候，立刻在管子上施用粉末形式的聚烯烃，施用聚烯烃的条件为能使所述聚烯烃与粘合剂组合物结合。使聚烯烃粉末与该粘合剂组合物层结合，熔融结合并在管子上形成聚烯烃层。下面，将此时的涂层称作“粉末基聚烯烃涂层”。
在形成粉末基聚烯烃涂层后的一个阶段，通过侧向挤出，在管子上施用聚烯烃外包覆层。聚烯烃外包覆层可以与粉末基聚烯烃涂层结合，并且是在管子足够热，能够结合该聚烯烃包覆层的阶段进行施用。然后，将具有聚烯烃外包覆层的管子冷却至环境温度。或者，可以在施涂粉末基聚烯烃涂层之后，直接施用侧向挤出的聚烯烃层。这种情况中，在施用粉末基聚烯烃涂层和施用侧向挤出的聚烯烃外层之间，不必在管子上进行额外的加热。
在所有情况下，管子冷却或一概从管子内部进行，或者通过以下组合方式进行：最初从管子内部进行冷却，并在紧靠管子的涂层已基本上冷却后才开始外部冷却。
采用内部冷却来保证紧靠管子的涂层已经显著冷却或凝固，例如粘合剂组合物和粉末基聚烯烃涂层的至少一部分已经凝固，然后对经过涂覆的管子的外部进行快速冷却。当聚烯烃从熔融态到达固态时，聚烯烃通常发生10-20％的收缩。如果涂层是从外表面向内进行冷却，则凝固的外层会向升高的焊缝切向施加大的应力，该应力可转化为与任何凹形表面(如焊趾)正交的力。当熔融材料凝固时，与焊缝相邻的熔融材料的体积收缩使这种现象加剧。通过首先对邻近焊缝的管表面处的材料进行凝固，形成足够的强度，能够抵抗与表面正交的力，该力试图使表面脱离并形成空隙和/或撕裂。
至少本发明的优选实施方式克服了已知方法的上述缺陷。在邻近焊趾处施用粉末基聚烯烃涂层，导致在焊道与相邻的管子周围之间形成更平滑的过渡。这种平滑过渡与管子内表面冷却效应一起使管表面上的涂料固结，在管子周围和焊缝上形成更均匀的涂层厚度。在优选形式中，在焊缝顶部与管体之间的涂料厚度差最小。涂层紧密顺应焊缝轮廓，没有“焊缝隆起”。用长缝和螺旋焊接的管都能实现这种结果。
内表面冷却例如可以按照Wong等在美国专利第6,270,847号中所述实施，该专利的内容通过参考结合于本文。
可以采用各种技术提供固化或部分固化的聚合物层，并在一定条件下施涂粘合剂组合物，使粘合剂组合物与固化或部分固化的聚合物结合。
在一个优选形式中，可固化树脂聚合物包括环氧树脂。其他适合施涂在管子上作为保护涂层的可固化树脂，及其施涂方法和固化方法为本领域技术人员众所周知，本文不再详细描述。虽然出于简便的目的，以下指环氧树脂，但是，应理解所述技术可以应用于其他可固化树脂聚合物。
例如，环氧树脂可以以可固化液体形式，采用上述美国专利第5,026,451号所述的方法施用，该专利的内容通过参考结合于本文。在一种形式中，将液体涂料部分固化，例如至不完全固化的凝胶阶段，部分固化优选通过在本领域技术人员众所周知的加热条件下对管子进行加热进行。
在另一个实例中，环氧树脂可以优选不完全固化的熔融结合的环氧树脂(FBE)形式施用，如转让给本申请人的美国专利第4,345,004号(Miyata等)、第4,510,007号(Stucke)和第5,178,902号(Wong等)中所述，这些专利的内容通过参考结合于本文。
为形成粘合剂组合物与环氧树脂层之间的结合，所述粘合剂组合物必须含有能与环氧组合物结合，或者优选与之反应的化学基团，并且必须能够与粉末基复合涂层的聚烯烃层结合。最常见的，粘合剂组合物包含改性的聚烯烃，该聚烯烃含有能与环氧树脂中的官能团反应的官能团。这种改性聚烯烃的例子为本领域技术人员众所周知。结合在聚烯烃中、使聚烯烃能与环氧树脂结合的常见化学基团包括源自以下单体的共聚物或接枝共聚物：乙酸乙烯酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸甲酯和马来酸。聚烯烃粘合剂组合物可包含官能化聚烯烃和非官能化聚烯烃的掺混物。可用于本发明方法的能与环氧树脂结合的改性聚烯烃的许多例子在上述Wong等的美国专利5,178,902、Miyata等的美国专利4,345,004和Stucke等的美国专利4,510,007，以及Sakayori等的U.S.Re.30,006中进行了详细描述，这些专利的内容通过参考结合于本文。
在管子为热的时候，将共聚物粘合剂以粉末形式施用至管子。在本发明的特别优选的实施方式中，按照Wong等的美国专利5,178,90中所述的方法施用共聚物粘合剂，其中，将FBE和共聚物粘合剂共同喷涂在管子上，使FBE和共聚物粘合剂熔融结合形成由散布和互锁的微区组成的中间层，这些微区分别由环氧树脂和共聚物粘合剂组成。这种情况下，环氧树脂提高粘合剂的强度，并使粘合剂具有较高熔体强度，从而降低涂层中发生任何分离或不连续的倾向。
但是，如果共聚物粘合剂具有足够的熔体强度，通过在环氧树脂层上施用作为不连续层的共聚物粘合剂能获得满意的结果，熔体强度是聚合物在一定温度下抵制流动或运动的能力的标志，所述温度是涂层在冷却阶段受到应力时的温度。高熔体强度的聚合物由低熔体流动指数来标志，表示是较高分子量的聚合物。通常，聚合物分子量越高，熔融结合成为连续层的速率越慢。
因此，在这种情况下，希望共聚物粘合剂的熔体强度不必过高，因为过高的熔体强度会产生施涂问题，因为在施涂温度，高熔体强度的共聚物粘合剂不能充分流动，不能在涂覆了环氧树脂的管子上提供所需的紧密顺应和连续的涂层。
在实施本发明中，本领域的普通技术人员通过试验和误差能容易地决定获得不存在层分离、不连续、针孔、凹穴等缺陷的涂层所需的共聚物粘合剂的熔体强度性质，同时在施用时使共聚物粘合剂层充分顺应管子的轮廓。
如上所述，在本发明的优选形式中，聚烯烃层提供在焊道和相邻的管周之间的平滑过渡。这种平滑过渡优选是由至少部分填充凹形颈部的聚烯烃粉末形成的，所述凹形颈部存在于焊道的侧面。优选粉末带静电，这样，可以使粉末优选沉积在凹形颈部的尖锐圆角区。虽然按照本发明制造的经过涂覆的管子中，形成的聚烯烃层和聚烯烃外包覆层之间的界面在截面部分可以有一定的凹度，但是，理想情况下这类凹度应明显小于环氧树脂层和管金属之间的界面中呈现的凹度。两种凹度之间的差异可以按各曲率半径来量化。理想情况下，聚烯烃层和聚烯烃外包覆层之间的界面的曲率半径是存在于焊道侧面颈部凹度的曲率半径的至少10倍，优选至少20倍，更优选至少50倍。
在本发明的优选方式中，通过施用一定厚度的粉末形式的聚烯烃来达到平滑过渡，所述厚度明显大于施涂的熔融结合的环氧树脂和共聚物粘合剂的合并厚度，下面，将熔融结合的环氧树脂和共聚物粘合剂称作“下层”。虽然需要施用的各层的厚度可以依据管子的各种尺寸进行改变，但是对给定的经过涂覆的管子，可以进行粉末基聚烯烃涂层和下层的相对厚度的比较。所指的厚度是在管周的平滑弯曲部分上施用的各层的厚度。在本发明的优选形式中，粉末基聚烯烃涂层的厚度约为下层厚度的约0.5-5倍。
实际上，已经发现施用厚度比下层厚度小约0.5倍的粉末基聚烯烃会导致增加与焊缝颈部相邻的凹形部分中填充不充分的发生率，结果可能发生上述层分离、形成不连续、针孔或者凹穴的问题。发现，增加粉末基聚烯烃涂层的厚度，至超出下层厚度的约5.0倍，对产品的涂层质量的改进很小，但同时增加了涂覆操作的成本。
更优选粉末基聚烯烃涂层的厚度比下层厚度大约1.0-4.0倍，最优选大约1.2-2.0倍。
在本发明的一个优选形式中，在管子处于约180-240℃时，进行施涂环氧树脂、共聚物粘合剂(使用时)、粉末形式聚烯烃和聚烯烃外包覆层的步骤。
在某些情况下，认为理想情况是在明显较低的温度下施用聚烯烃外包覆层。在本发明的另一个优选形式中，可以通过以下方式完成施用聚烯烃外包覆层，该方式为，在施用粉末形式聚烯烃后，在管子的内表面施用冷却介质，对管子进行冷却，直到该聚烯烃层凝固，如在Wong等的美国专利6,270,847中所述。此时，可以采用外部冷却，例如用水骤冷经过涂覆的管子的外表面，进一步帮助进行冷却。
然后，将经涂覆的管子加载在涂布线上，对管子的钢材或其他金属进行电感加热，例如加热至约90℃。然后使该经预热的管子从红外加热炉中通过，将聚烯烃涂层加热至110-160℃，优选130℃±10℃。在某些情况下，可以减少或取消电感加热，只依靠红外加热。
然后，通过在经预热的涂层上侧向缠绕聚烯烃挤出片至所需厚度，可以施用聚烯烃外包覆层。通常，侧向缠绕的涂层厚度约为1-5毫米。通常在距挤出模头2米内，在该聚合物的外表面上进行水骤冷，以充分凝固聚烯烃，使其能够与处理设备如传送轮胎接触。
虽然在优选形式中，是通过侧向缠绕法施用聚烯烃外包覆层，但是也可以通过直角机头压出法施用聚烯烃外包覆层。在转让给本申请人的美国专利5,026,451(Trzecieski等)中描述了这种直角机头压出法以及施用共聚物粘合剂，该专利的内容通过参考结合于本文。
采用本领域技术人员众所周知的技术实施侧向缠绕，在美国专利4,510,007(Stucke)中对此进行了一般性描述，该专利内容通过参考结合于本文。
仅以示例的方式，参照附图对本发明进行更详细地描述，附图中：
图1示出管周上的焊道的截面示意图。
图2至图6是与图1类似的示意图，示出焊道的各种其它形式。
图7示出在已知的管涂覆过程中使用的方法流程图。
图8是沿图7中线VIII-VIII的部分截面端视图，更详细地示出图7方法中的侧向缠绕点的操作。
图9至图11是与图1类似的示意图，示出侧向缠绕过程中的随后的阶段。
图12和图13是本发明的涂覆方法的优选形式的流程图。
图14与图12和图13类似，示出本发明涂覆方法的另一个优选形式。
图15和图16是焊道颈部区域的截面的显微照片，示出采用已知方法形成的涂层中出现的一些缺陷。
图17是焊道颈部区域的截面的显微照片，示出按照本发明方法形成的涂层的完整性。
参见附图，图7示出常规的涂覆管的方法。按照常规方式，在将管子21向前输送通过涂布线时将该管子绕其轴旋转，按照箭头22所示的旋转方向旋转。
A.任选地，准备管子，使其能接受随后的涂覆步骤，管子的准备过程通常包括：清洗，以去除松散的污染物，如泥浆、冰等；将管子预热至比露点高3℃的最低温度，常规预热至40-70℃；对管子进行喷砂除去锈和氧化皮，并形成表面轮廓，和
B.任选采用另外的表面处理，如磷酸清洗，铬酸盐等。
C.将管子预热至FBE(熔融结合环氧树脂)的施用温度，通常在200-240℃范围，或者在一些情况下为180-250℃。通常，将管子21从电感加热盘管或隧道式窑中通过，进行这种预热步骤。
D.将预热后的管子传送通过FBE施涂设备23，在该设备中，将带静电荷的熔融结合的环氧树脂粉末施涂在热的管子上。接触中，粉末熔融结合并结合在热的管子上。通常，在管子上形成的熔融结合的环氧树脂层的厚度约为100-300微米。
可使用的熔融结合环氧树脂粉末的例子包括以下：
Scotchkote 6233(商标)，可从加拿大马尼托巴湖，莫顿的3M公司(3M，Morden，Manitoba Canada)获得；
Scotchkote 626，可从美国德克萨斯州奥斯汀的3M公司(3M，Austin，Texas，U.S.A.)获得；
Napguard 7-2514FG，Napguard 7-2501和Napguard 7-2500，都可以从美国德克萨斯州豪斯汀的杜邦粉末涂料公司(DuPont Powder Coatings，Houston，Texas，U.S.A.)获得；
EP-2004和EPF 1011，可以从阿拉伯联合酋长国居通(Jotun，United ArabEmirates)获得；
Resicoat R5-726，可从德国AKZO NOBEL(AKZO NOBEL，Germany)获得。
E.在FBE施用后，立刻将管子传送通过粘合剂粉末施涂器24，该施涂器将共聚物粘合剂粉末施涂在热的管子上，共聚物粘合剂粉末立刻与热的环氧树脂熔融，在熔融结合的环氧树脂上形成共聚物粘合剂层。形成的该层厚度通常约为100-250微米。
使用的共聚物粘合剂取决于随后在该共聚物粘合剂上施涂的外包覆层。在外包覆层是聚乙烯的情况下，可以使用例如以下的聚乙烯基粘合剂。
Fusabond EMB500DG(粉末)，可从加拿大安大略湖的圣尼，杜邦公司(Dupont，Sarnia，Ontario，Canada)获得；
Lotader 2100，可从法国阿科玛(Arkema，France)获得；和
Lucalen G3510H，可从德国的巴赛尔(Basell，Germany)获得。
在外包覆层是聚丙烯的情况下，可以使用例如以下的聚丙烯基粘合剂：
Fusabond PMD4310D，可从加拿大安大略湖的圣尼，杜邦公司获得；
Hifax EP2015，可从意大利的巴赛尔(Basell，Italy)获得；
Orevac 18732P，可从法国阿科玛获得；和
Borcoat 127E，可从芬兰伯瑞里斯(Borealis，Finland)获得。
F.施涂粘合剂后，通过侧向缠绕从片挤出机挤出的多重交叠的熔融聚合物片，立刻施用聚烯烃(例如，聚乙烯或聚丙烯)，如图7中26示意性表示的，以获得所需厚度的外包覆层。对孤立的抗腐蚀涂层，通常厚度约为1-6毫米，但是，当该涂层是隔热涂层体系的一个组分时，可能明显较厚。
挤出的材料31例如可以包括材料31是聚乙烯的情况：
Sclair 35BP和Sclair HEY449A，都可以从加拿大安大略湖，摩尔的诺瓦化学品公司(Nova Chemicals，Moore，Ontario，Canada)获得；
Lupolen 4552D，可从德国的巴赛尔获得。
Innovene，可以从美国德克萨斯州豪斯汀的BP(BP，Houston，Texas，United States of America)获得。
在挤出的材料31包括聚丙烯的情况下，以下是可以使用的聚丙烯组合物的例子：
BB108E，可从芬兰伯瑞里斯获得；
Moplen Coat EP Bianco和Profax 7823，都可以从意大利的巴赛尔获得；和
Hostalen PP H2483，可从德国的赫辛斯特(Hoechst，Germany)获得。
G.使用施用在挤出片外侧并向管子偏置的硅酮辊，在熔融挤出的片上施压，以改进聚烯烃层与粘合剂之间的接触，改进聚烯烃片交叠部分之间的接触，提高熔融聚合物与表面不规则物(如升高的焊缝)的顺应性。
H.侧向缠绕后，用水喷射装置27在聚合物的外表面上进行水骤冷，该水喷射装置通常在距挤出模头1米之内，以使聚烯烃充分凝固，使其能够与传送设备如传送轮胎接触。
I.涂覆后的管子28从涂布线退出。
图8示出硅酮辊29向与管子21上的焊道32相邻的挤出片31上施加压力的动作。
由该图可知，推进的焊道32压紧熔融片31的下表面并逼近该表面。
如图9所示，辊29向管子21偏置，将挤出的材料31推向前进的焊道32。
如图10所示，在随后的阶段，辊29跃上焊道32，辊偏置装置对从焊道侧面到焊道32顶部的突变作出的反应，会压紧焊道32的顶部，使挤出片31在图10的31a所示的区域发生薄化。
当辊29在焊道以及焊道32右侧的颈部32a的上面通过时，如图11所示，辊29与挤出片31的摩擦接合会将该挤出的材料31拖离后退的焊道32，而辊29不能在焊缝的颈部32a处有效形成聚合物片。
此外，在冷却阶段期间，可能会在涂层内出现缺陷，下面，结合图16和图17详细描述。
图12和图13示出本发明的涂覆方法的一个例子(按照两个步骤进行)。
在图示的方法中，最初的步骤与上面参照图7所述的步骤A至C相同。
J.由喷涂器33进行静电喷涂FBE，提供厚度通常约为150-300微米的FBE涂层。FBE例如可以是上面步骤D中列出的任何一种。
K.进行FBE施涂后，通过混合地由施涂器34静电喷涂FBF以及由施涂器36和37喷涂带静电荷的共聚物粘合剂，立刻施用含环氧树脂和共聚物的散布和互锁的微区的粘合剂中间层，使环氧树脂和共聚物的比例沿生产线变化，即在FBE层中环氧树脂含量较高，而该层外部的共聚物粘合剂含量较高。由施涂器34至37施涂的总厚度通常约为110-150微米。共聚物粘合剂例如可以是上面步骤E中所述的。
L.施用粘合剂后，立刻可以通过喷涂(例如从喷射器38至41)施涂带静电荷的聚烯烃粉末，或者通过使带静电荷的粉末从振动盘落下，以控制沉积的粉末量。聚烯烃粉末例如可以是在上面步骤F中讨论的那些。
带电的聚烯烃粉末填充凹形焊缝颈部，并熔融形成连续的聚烯烃层，其厚度通常约为350-1100微米。
到该阶段为止施加在管子上的各涂层的总厚度通常约为750-1500微米。
M.一旦聚烯烃层完全熔融后，采用如Wong等6270847专利中描述的技术对管子进行内部冷却。通过插入管子21的喷管42供给冷却介质，通常是水，并喷射在图12中ID所示的区域的管子内表面上。在聚烯烃层到达处理的支承体如传送轮胎之前，内部冷却使聚烯烃层凝固。
N.聚烯烃层凝固之后，从喷水器43提供外部冷却，进一步帮助该冷却过程。
获得良好覆盖相邻升高焊道的没有漏涂的涂层(holiday free coating)。在焊缝颈部区域填充有聚烯烃层，以形成在管体和升高的焊道之间的平滑过渡。
0.如图13所示，将经涂覆的管子44装载在涂布线上，将管子的钢材温度电感加热至约90℃。在一种形式中，使预热的管子从红外炉46通过，在该炉中，将聚烯烃涂层加热至110-160℃，优选130℃±10℃。在另一种形式中，可以使用高效的红外加热设备，可以减少或取消电感加热。
P.使用挤出机47，在预热的涂层上侧向缠绕挤出的聚烯烃片48，施用聚烯烃的外包覆层。侧向缠绕的涂层厚度通常约为1-5毫米。聚烯烃例如是在上面步骤F中讨论的。
Q.例如图8至图11所示，通常使用硅酮辊在挤出片48上施压，以改进聚烯烃层和聚烯烃外包覆层之间以及缠绕物上的聚烯烃之间的接触，使缠绕物上的聚烯烃顺应表面的不规则性，如升高的焊道。
R.通过喷水器49在聚烯烃外包覆层上进行水骤冷，喷水器49一般在距离挤出模头1米内，以充分凝固聚烯烃外包覆层，使其能与传送轮胎或类似的处理支承体接触，然后将管子冷却至环境温度。这种情况下，尽管采用“M”段落中所述的内部和外部的组合冷却方法也是有利的(如果管子温度非常高)。
在管子周围形成的涂层的厚度基本上均匀。在焊缝顶部和管体部分之间的涂层厚度差最小。该涂层与焊缝轮廓一致，没有“焊缝隆起”。发现，该方法可以应用于长缝和螺旋焊接管。
图14示出按照本发明的涂覆方法的另一种形式，这种形式以一个阶段进行。
在图14所示的方法中，最初的步骤与上面参见图7所述的步骤A至步骤C以及参见图12的上述步骤J和L相同。
S.例如由喷射器38，39和41供给聚烯烃粉末，当该粉末开始熔融时，通过将从挤出机47挤出的熔融聚合物片侧向缠绕至所需厚度，在涂层顶部施用聚烯烃层48。聚烯烃外包覆层的厚度通常约为1-5毫米。聚烯烃可以是例如在上面步骤F中讨论的。
T.如前面所述，使用硅酮辊向挤出片施压，以改进聚烯烃外包覆层和粉末基聚烯烃涂层之间以及聚烯烃外包覆交叠部分之间的接触，提高聚烯烃外包覆层与表面不规则物(如升高的焊缝)的顺应性。
U.使用由喷管42供给的冷却介质，对管子在图14中ID所示的区域进行内部冷却，如上所述。进行内部冷却，使聚烯烃外包覆层在到达传送轮胎或支承体设备之前已经凝固。此时，可以使用喷水器49进行的外部冷却，将有助于该冷却过程。
结合图12和13以及图14所述的方法，以下手段的组合有助于获得优良的涂层质量以及在整个管子周围(包括焊道部分)均匀的涂层厚度：环氧树脂增强共聚物粘合剂、提供更高的熔体强度、用粉末聚烯烃填充凹形颈部、在焊缝颈部周围提供平滑过渡、内部表面冷却用以使管表面周围的材料凝固的作用。在焊道顶部与管体之间的厚度差异最小。涂层与焊道轮廓保持一致，没有“焊道隆起”。该方法可以应用于长缝和螺旋焊接管。
比较例1
参照图7至图11所示的方法对管进行涂覆。
涂覆条件示于下面表1。
表1
 
步骤 条件 值
C 管预热温度 232℃
D FBE厚度 200微米
E 粘合剂厚度 125微米
F 外包覆层厚度 3.5毫米
图15和图16示出按照比较例1的方法获得的涂层界面的显微照片。
在图15中，可看到，焊道的厚度θ1与管体厚度θ2相比差异很大，在FBE层52与钢材53之间的区域51存在未结合部(disbondment)。
在区域54，在粘合剂52a和聚烯烃外包覆层56之间的界面上或靠近该界面处发生层分离。
在图16中，在区域57，在层之间，很明显是在共聚物粘合剂层52a与聚乙烯56之间有大的间隙或开口。
实施例1
按照参照图12和图13详细描述的过程实施涂覆方法。
采用下面表2所示的条件。
表2
 
步骤 条件 值
J FBE厚度 200微米
K 粘合剂中间层厚度 125微米
图17是获得的涂层的截面的显微照片。
在焊道顶部的涂层厚度θ3与管体上的涂层厚度θ4之间的差异最小。在FBE52与钢材53之间没有未结合部，各层与相邻层之间没有发生分层，涂层中没有任何不连续。
应注意，在聚烯烃层59与聚烯烃外包覆层61之间的界面58提供了管体与焊道顶部之间的基本平滑的过渡。该界面的曲率半径很大，大大超过焊道与管体表面之间的尖锐拱状凹形颈部62处的曲率半径。
实施例3
根据参照附图14详细描述的过程，实施涂覆方法。
与焊道颈部相邻的截面的显微照片显示优良质量的管涂层，与图17所示的涂层类似。

Claims (20)

1.一种对其外周具有升高的焊道的管子进行涂覆的方法，所述焊道从管子的外周突出；所述方法包括以下步骤：
在所述管子上施涂可固化的树脂聚合物，使该可固化树脂聚合物与管子结合，在管子上形成固化或部分固化的聚合物层；
在管子是热的时候，在能够使粘合剂组合物熔融成连续膜并与固化或部分固化的聚合物层结合的条件下，在具有固化或部分固化的聚合物层的管子上施用粉末形式的粘合剂组合物；
在管子是热的时候，在能够使聚烯烃粉末熔融成连续膜并与粘合剂组合物层结合的条件下，在具有粘合剂组合物层的管子上施用粉末形式的聚烯烃，在管子上形成粉末基的聚烯烃涂层；
在形成粉末基聚烯烃涂层后的一个阶段，从管子内部进行冷却；
在所述具有所述粉末基聚烯烃涂层的管子上施涂能与所述粉末基聚烯烃涂层结合的聚烯烃外包覆层，使所述聚烯烃包覆层与所述粉末基聚烯烃涂层结合；
将管子冷却至环境温度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，先从内部对管子进行冷却，在与管子紧邻的涂层基本上冷却之后，从外部对管子进行冷却。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括在所述冷却步骤之后但在施用所述聚烯烃外包覆层之前对管子进行加热的步骤。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括在施用聚烯烃外包覆层之后，在外表面上施用冷却介质进行冷却。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粘合剂组合物是可固化树脂聚合物和聚烯烃共聚物粘合剂的混合物。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粘合剂组合物包含聚烯烃共聚物。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可固化树脂聚合物是环氧树脂组合物。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粉末形式的聚烯烃是带静电荷的。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，粉末基聚烯烃涂层的厚度与环氧树脂层和粘合剂组合物层的合并厚度的比值为0.5:1至5:1。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述比值为1:1至4:1。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述比值为1.2:1至2:1。
12.一种对其外周具有升高的焊道的管子进行涂覆的方法，所述焊道从管子的外周突出；所述方法包括以下步骤：
在所述管子上施涂可固化的树脂聚合物，使该可固化树脂聚合物与管子结合，在管子上形成固化或部分固化的聚合物层；
在管子是热的时候，在能够使粘合剂组合物熔融成连续膜并与固化或部分固化的聚合物层结合的条件下，在具有固化或部分固化的聚合物层的管子上施用粉末形式的粘合剂组合物；
在管子是热的时候，在能够使聚烯烃粉末熔融成连续膜并与粘合剂组合物层结合的条件下，在具有粘合剂组合物层的管子上施用粉末形式的聚烯烃，在管子上形成粉末基的聚烯烃涂层；
在所述具有所述粉末基聚烯烃涂层的管子上施涂能与所述粉末基聚烯烃涂层结合的聚烯烃外包覆层，使所述聚烯烃包覆层与所述粉末基聚烯烃涂层结合；
从内部对管子进行冷却，或者通过以下组合方式对管子进行冷却：从管子内部进行最初冷却，只有在紧邻管子的涂层基本上冷却之后，再进行外部冷却。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，从内部对管子进行冷却后，在紧邻管子的涂层基本上冷却之后，进行外部冷却。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述粘合剂组合物是可固化树脂聚合物和聚烯烃共聚物粘合剂的混合物。
15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述粘合剂组合物包含聚烯烃共聚物。
16.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述可固化树脂聚合物是环氧树脂组合物。
17.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述粉末形式的聚烯烃是带静电荷的。
18.如权利要求12所述的方法，其特征在于，粉末基聚烯烃涂层的厚度与环氧树脂层和粘合剂组合物层的合并厚度的比值为0.5:1至5:1。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述比值为1:1至4:1。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述比值为1.2:1至2:1。
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