CN102278568A - 一种具有防水保护层的球墨铸铁管及其生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有防水保护层的球墨铸铁管及其生产工艺，其方法步骤是：（1）进行球墨铸铁管表面处理，除去其表面氧化物；（2）喷涂锌保护层；（3）喷涂不锈钢保护层；（4）涂封闭防腐保护层。本发明的有益效果是：采用电弧喷涂方法在球墨铸铁管外周先喷涂锌保护层，在其上再喷涂不锈钢保护层，最后喷涂封闭防腐保护层，可以协调发挥锌保护层的牺牲阳极保护功能、不锈钢涂层的耐磨耐蚀性能以及封闭涂层的封孔缓蚀性能，使球墨铸铁管得到良好保护，这种涂层结构的球墨铸铁管在水工环境下具有良好的耐蚀性，防水保护层外观整洁、覆盖均匀、密实，其保护周期长、防腐性能好、抗破坏性强，不需组织二次开挖施工，显著降低了工程寿命周期成本。

Description

一种具有防水保护层的球墨铸铁管及其生产工艺
技术领域
本发明涉及一种具有防水保护层的球墨铸铁管及其生产工艺，适用于水工环境下铺设的球墨铸铁管。
背景技术
一直以来，球墨铸铁管是以锌保护层加封闭防腐保护层作为复合防护体系，这是一种牺牲阳极加阴极保护的防腐体系，具有防腐年限长的优点，在世界各地得到广泛应用。但是，在管线铺设过程中，有时会受到河流阻拦，以往通常采用上述防护体系的球墨铸铁管沿河床铺设并跨越河床，这种球墨铸铁管长期受到水流及砂石的冲击，腐蚀较快，几十年的施工经验证明，水工环境下喷锌工艺球墨铸铁管的保护周期为１５年左右，它的优点是防腐性能可靠稳定，效果良好，防渗透性强，缺点是表面硬度较差，耐磨性不足，抗破坏性弱。
另外，根据国内外有关资料显示，不锈钢保护层的保护周期为４５年左右，其优点是硬度高，耐磨性好，强度大，抗破坏性良好，缺点是喷涂防腐效果较差、易锈蚀、无阴极保护功能，表面粗糙、渗水性强，覆盖密实性差,易剥落。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种以锌保护层加不锈钢保护层外加封闭防腐保护层的球墨铸铁管及其生产工艺，确保球墨铸铁管具有良好的防腐性能以及耐磨性。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：在球墨铸铁管外表面从内到外依次设有锌保护层、不锈钢保护层和封闭防腐保护层，其生产工艺如下：
（1）表面处理：在空压机的作用下，粒度均匀的铁砂高速冲击球墨铸铁管外表面，除去其表面的氧化物；（2）热喷涂锌保护层：在驱动装置和电弧喷涂系统电源作用下，锌丝起弧燃烧成为熔融体，同时借助压缩空气使之雾化成微粒并喷射到球墨铸铁管表面，形成锌保护层；（3）热喷涂不锈钢保护层：将电弧喷枪固定到喷涂小车上，在喷涂小车的带动下电弧喷枪沿着球墨铸铁管轴向表面匀速行驶，把两根不锈钢丝安装到电弧喷枪中，开启电弧喷枪，不锈钢丝燃烧成为熔融体，同时借助压缩空气使之雾化成微粒，并均匀喷涂到高速旋转的球墨铸铁管表面，形成不锈钢保护层；（4）涂覆封闭防腐保护层：在球墨铸铁管外周的不锈钢保护层的表面喷涂、刷涂或辊涂封闭防腐保护层。
上述热喷涂不锈钢保护层时的工作电压为32-40V，工作电流为0.35-0.5KA，喷涂的不锈钢丝输送速度为4-9m/min，雾化气体压力为0.6-0.8MPa，喷涂距离为180-250mm，喷涂小车走速为4-8m/min。
上述不锈钢保护层的不锈钢材质为316L不锈钢、304不锈钢或镍基合金；所述封闭防腐保护层的材料为溶剂型材料或粉末涂料，涂层厚度为70-140μm；所述锌保护层和不锈钢保护层的单位面积重量均为130-200g/m2，其涂层厚度分别为60-100μm。
所述溶剂型材料为油漆、沥青漆或溶剂型环氧树脂涂料；所述粉末涂料为环氧树脂粉末涂料、聚酯粉末涂料、聚酯环氧粉末涂料。
本发明的有益效果如下：采用电弧喷涂方法在球墨铸铁管外表面先喷涂锌保护层，在其上再喷涂不锈钢保护层，最后喷涂封闭防腐保护层，可以协调发挥锌保护层的牺牲阳极保护功能、不锈钢涂层的耐磨耐蚀性能以及封闭涂层的封孔缓蚀性能，使球墨铸铁管得到良好保护，这种涂层结构的球墨铸铁管在水工环境下具有良好的耐蚀性，防水保护层外观整洁、覆盖均匀、密实，其保护周期长、防腐性能好、抗破坏性强，不需组织二次开挖施工，显著降低了工程寿命周期成本。
具体实施方式
本发明所述的一种具有防水保护层的球墨铸铁管的生产工艺的一种具体实施例如下：
（1）表面处理：首先由空压机提供抛丸喷砂动力，在抛丸室内，粒度均匀的铁砂在压缩空气的作用下，高速冲击球墨铸铁管表面，除去了基体表面的铁锈等氧化物，达到Sa2.5水平，彻底清除氧化皮、铁豆、翘皮、油、脂、沥青、锈迹等，为喷涂层提供一个洁净的表面。抛丸后在不超过4小时以内进行喷涂，喷涂前用氮气或干燥洁净的压缩空气吹扫球墨铸铁管外表面，除去浮灰等杂质，总之，在喷涂前，管道待喷表面不允许有水分、油脂、灰尘等任何杂物，以避免不洁表面的干扰因素。
（2）热喷涂锌保护层：主要设备是压缩空气系统，电弧热喷涂设备选用由大功率喷涂电源、喷涂枪、送丝机构、空压机、控制箱组成的电弧热喷涂设备，如采用WDP2000-Ⅳ型电弧喷涂机进行喷涂。
在驱动装置和电弧喷涂系统电源作用下，锌丝起弧燃烧成为熔融体，同时借助压缩空气使之雾化成微粒并喷射到球墨铸铁管表面，形成锌保护层；由于喷砂后的基体表面凹凸不平，散热收缩后的金属涂层能牢固地吸附在球墨铸铁管表面。
上述锌丝直径为2.0-4.0mm，纯度为99.99%，熔点为420℃。外观色鲜亮，圆度匀，表面无毛刺，无划痕，无氧化皮。
锌保护层的喷涂参数为：
Figure 332974DEST_PATH_IMAGE001
（3）热喷涂不锈钢保护层：将电弧喷枪固定到喷涂小车上，在喷涂小车的带动下电弧喷枪沿着球墨铸铁管轴向表面匀速行驶，把两根不锈钢丝安装到电弧喷枪中，开启电弧喷枪，不锈钢丝燃烧成为熔融体，同时借助压缩空气使之雾化成微粒，并均匀喷涂到高速旋转的球墨铸铁管表面；
采用304不锈钢合金丝作为热喷涂的金属丝材，金属丝的直径为2.0-4.0mm。
不锈钢保护层的喷涂参数为：
Figure 2011102392367100002DEST_PATH_IMAGE002
（4）涂覆封闭防腐保护层：在球墨铸铁管外周的不锈钢保护层的表面喷涂环氧涂料涂层。
综上所述，本发明采用电弧喷涂方法在球墨铸铁管外周先喷涂锌保护层，在其上再喷涂不锈钢保护层，最后喷涂封闭防腐保护层，可以协调发挥锌保护层的牺牲阳极保护功能、不锈钢涂层的耐磨耐蚀性能以及封闭涂层的封孔缓蚀性能，使球墨铸铁管得到良好保护，这种涂层结构的球墨铸铁管在水工环境下具有良好的耐蚀性，防水保护层外观整洁、覆盖均匀、密实，其保护周期长、防腐性能好、抗破坏性强，不需组织二次开挖施工，显著降低了工程寿命周期成本。

Claims (5)

1.一种具有防水保护层的球墨铸铁管，在其外表面从内到外依次设有锌保护层和封闭防腐保护层，其特征在于，在所述锌保护层和封闭防腐保护层之间设有不锈钢保护层。
2.一种具有防水保护层的球墨铸铁管的生产工艺，其特征在于其方法步骤如下：（1）表面处理：在空压机的作用下，粒度均匀的铁砂高速冲击球墨铸铁管外表面，除去其外表面的氧化物；（2）热喷涂锌保护层：在驱动装置和电弧喷涂系统电源作用下，锌丝起弧燃烧成为熔融体，同时借助压缩空气使之雾化成微粒并喷射到球墨铸铁管表面，形成锌保护层；（3）热喷涂不锈钢保护层：将电弧喷枪固定到喷涂小车上，在喷涂小车的带动下电弧喷枪沿着球墨铸铁管轴向表面匀速行驶，把两根不锈钢丝安装到电弧喷枪中，开启电弧喷枪，不锈钢丝燃烧成为熔融体，同时借助压缩空气使之雾化成微粒，并均匀喷涂到高速旋转的球墨铸铁管表面，形成不锈钢保护层；（4）涂封闭防腐保护层：在球墨铸铁管外周的不锈钢保护层的表面喷涂、刷涂或辊涂封闭防腐保护层。
3.根据权利要求2所述的一种具有防水保护层的球墨铸铁管的生产工艺，其特征在于，热喷涂不锈钢保护层时的工作电压为32-40V，工作电流为0.35-0.5KA，喷涂的不锈钢丝输送速度为4-9m/min，雾化气体压力为0.6-0.8MPa，喷涂距离为180-250mm，喷涂小车走速为4-8m/min。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的一种具有防水保护层的球墨铸铁管及其生产工艺，所述不锈钢保护层的不锈钢材质为316L不锈钢、304不锈钢或镍基合金；所述封闭防腐保护层的材料为溶剂型材料或粉末涂料，涂层厚度为70-140μm；所述锌保护层和不锈钢保护层的单位面积重量均为130-200g/m2，其涂层厚度分别为60-100μm。
5.根据权利要求4所述的一种具有防水保护层的球墨铸铁管及其生产工艺，其特征在于，所述溶剂型材料为油漆、沥青漆或溶剂型环氧树脂涂料；所述粉末涂料为环氧树脂粉末涂料、聚酯粉末涂料或聚酯环氧粉末涂料。
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