CN102829280A

CN102829280A - 一种抗强腐蚀介质的复合膨胀节及制备方法

Info

Publication number: CN102829280A
Application number: CN2012103028230A
Authority: CN
Inventors: 钱玉; 倪洪启; 孟宪春; 曹晓娜; 赵铁志
Original assignee: QINHUANGDAO NORTH METAL HOSE CO Ltd
Current assignee: QINHUANGDAO NORTH METAL HOSE CO Ltd
Priority date: 2012-08-24
Filing date: 2012-08-24
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2032-08-24
Also published as: CN102829280B

Abstract

一种抗强腐蚀介质的复合膨胀节及制备方法，用于提高在酸、碱等强腐蚀介质条件下工作的膨胀节使用寿命。它包括波纹管和设置在波纹管两端的连接短管，特别之处是：所述波纹管为复合层结构，它由外至内依次为金属基材、乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥底漆层、乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥层和乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥面漆层。本发明还公开了上述复合膨胀节的制备方法。本发明产品利用乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥强耐受酸、碱等腐蚀性介质的特性，可以大大提高防腐膨胀节的抗腐蚀能力和使用寿命性能，降低工业管道运行成本，消除管道安全隐患。本发明产品能够保持良好的弹性模量，达到吸收管道热补偿的能力的要求。

Description

一种抗强腐蚀介质的复合膨胀节及制备方法

技术领域

本发明涉及一种管网部件及制备方法，特别是在金属基材上复合乙烯基酯树脂鳞片胶泥的抗强腐蚀介质的复合膨胀节及制备方法，属管道技术领域。

背景技术

在石油天然气、石油化工、氯碱、纺织、化纤等工业领域的生产过程中存在酸、碱等强腐蚀性介质作用，特别是大多为盐类，由于潮解、结晶、渗透等原因，对钢结构及各类工艺配管设备产生非常严重的腐蚀。金属基材作为抗腐蚀、耐酸碱、耐高温材料在工业领域得到了广泛的应用。特别是300系列奥氏体不锈钢在工业工艺管道配管技术中作为吸收管道热补偿装置的膨胀节，因其技术成熟、价格合理、市场供应充足，因此，90%以上都采用300系列不锈钢板材设计、制造其核心元件波纹管，其中以304不锈钢为基材的膨胀节占不锈钢膨胀节总量的60~70%。然而304不锈钢在大气酸碱盐等重离子长期腐蚀下，常常因环境腐蚀和管道工艺介质、工作压力、管道温度作用而产生热应力腐蚀（点腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀），大大降低了膨胀节的使用寿命。这不仅加大了管道运行成本，也给工业管道安全运行带来隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种具有金属基材和抗强腐蚀介质涂层的抗强腐蚀介质的复合膨胀节及制备方法。

本发明所称问题是由以下技术方案解决的：

一种抗强腐蚀介质的复合膨胀节，它包括波纹管和设置在波纹管两端的连接短管，其特别之处是：所述波纹管为复合层结构，它由外至内依次为金属基材、乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥底漆层、乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥层和乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥面漆层。

上述抗强腐蚀介质的复合膨胀节，所述乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥底漆层涂覆在金属基材的内表面，其厚度为60-80μm；所述乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥层涂覆在乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥底漆层表面，其厚度为0.6-1.2毫米；所述乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥面漆层涂覆在乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥层表面，其厚度为60-80μm 。

一种抗强腐蚀介质的复合膨胀节制备方法，它包括下述步骤：

a. 波纹管金属基材表面处理：将不锈钢材质的波纹管金属基材内表面进行清洁灰尘、油污处理，使其达到 Sa2.5 级表面；

b．涂制乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥底漆层：将乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥底漆在波纹管金属基材内表面涂刷2道，每道厚度为30～40μm，每道涂刷后常温下固化12小时以上，且两道涂刷方向相互垂直；

c. 涂制乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥层：将乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥喷涂在乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥底漆层表面，喷涂两道，每道厚度0.3-0.6毫米，每道喷涂后按如下方式进行高温固化处理：将制件置入电炉中，缓慢升温至120±2℃，在该温度下保持12小时，缓慢降至室温，出炉；

d．涂制乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥面漆层：将乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥面漆涂刷在乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥层表面，涂刷2道，每道厚度为30～40μm 毫米，每道涂刷后常温下固化12小时以上，且两道涂刷方向相互垂直。

上述抗强腐蚀介质的复合膨胀节制备方法，所述乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥配置方法如下：按照下述质量份称取原料：乙烯基酯树脂100，玻璃鳞片20-25，膨润土 3，ARS型触变剂 1，PAS型流变剂 2，白灰黑 2；将上述原料加入配漆缸内充分搅拌均匀，倒入砂磨机内进行砂磨，当细度达到20目后，再置入配漆缸内高速搅拌分散20分钟。

上述抗强腐蚀介质的复合膨胀节制备方法，所述b步骤中乙烯基酯树脂玻璃鳞片面漆按照如下质量比加入促进剂、固化剂，乙烯基酯树脂玻璃鳞片面漆：促进剂:固化剂 = 100:2-3:3-4；所述d步骤中乙烯基酯树脂玻璃鳞片底漆按照如下质量比加入促进剂、固化剂，乙烯基酯树脂玻璃鳞片底漆：促进剂:固化剂 = 100:2-3:3-4；

上述抗强腐蚀介质的复合膨胀节制备方法，所述c步骤中乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥层高温固化处理的升温及降温时间各为4小时。

上述抗强腐蚀介质的复合膨胀节制备方法，所述c步骤中喷涂乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥，采用高压无气喷涂，喷嘴口径0.5～0.8mm ，喷出压力 15～20MPa，喷距80～200mm，角度30～75度。

本发明针对金属膨胀节长期在强防腐介质作用下产生热应力腐蚀、降低了膨胀节使用寿命的问题进行了改进，以金属波纹管为基材，在金属管内壁依次涂覆乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥底漆涂层、乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥层和乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥面漆涂层。利用乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥强耐受酸、碱等腐蚀性介质的特性，可以大大提高防腐膨胀节的抗腐蚀能力和使用寿命性能，降低工业管道运行成本，消除管道安全隐患。此外，本发明经过长期摸索、反复试验，对上述复合涂层的原料配比和喷涂工艺进行了改进创新，使所述复合膨胀节能够保持良好的弹性模量，以达到吸收管道热补偿的能力的要求。

附图说明

图1是本发明产品的结构示意图;

图2是图1A处的局部放大视图。

附图中标号表示如下：1.连接短管；2.波纹管；2-1. 金属基材；2-2.乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥底漆层；2-3.乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥层；2-4.乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥面漆层。

具体实施方式

参看图1、图2，本发明包括波纹管2，在波纹管2的两端设有连接短管1。为提高在强腐蚀介质条件下膨胀节的使用寿命，本发明对膨胀节的核心部件--波纹管的结构进行了改进。所述波纹管2为复合层结构，它由外至内依次为金属基材2-1、乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥底漆层2-2、乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥层2-3和乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥面漆层2-4。各结构层的厚度如下：涂覆在金属基材2-1内表面的乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥底漆层2-2的厚度为60-80μm；涂覆在乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥底漆层2-2表层的乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥层2-3的厚度为0.6-1.2毫米；涂覆在涂覆乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥层表面2-3的乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥面漆层2-4厚度为60-80μm 。本发明选用乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥及相应的底漆、面漆，涂覆在波纹管的不锈钢波纹管基材内壁，乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥有着非常耐受酸、碱等腐蚀性介质性能，因此可以大大提高波纹管的使用寿命。

为使复合膨胀节在提高抗强防腐能力的同时，仍能够保持膨胀节吸收管道热补偿能力的特性，本发明经过长期摸索、反复试验，对复合涂层的原料配比和喷涂工艺进行了改进创新，使所述复合膨胀节具有良好的弹性模量，疲劳循环使用寿命到达3000次以上，满足吸收管道热补偿的能力的设计要求。

本发明方法包括下述步骤：

a. 将不锈钢材质的波纹管金属基材内表面进行清洁灰尘、油污处理，使其达到 Sa2.5 级表面。

b．将乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥底漆在波纹管金属基材内表面涂刷2道，每道厚度为30～40μm，每道面漆涂刷后常温下固化12小时以上，两道涂刷方向相互垂直；涂刷前将市售的乙烯基酯树脂玻璃鳞片面漆中配入促进剂、固化剂并搅拌均匀，乙烯基酯树脂玻璃鳞片面漆与促进剂、固化剂的质量比为：乙烯基酯树脂玻璃鳞片面漆：促进剂:固化剂 = 100:2-3:3-4。

c. 涂制乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥层：将乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥喷涂在乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥底漆层表面，喷涂两道，每道厚度0.3-0.6毫米。采用高压无气喷涂，喷嘴口径0.5～0.8mm ，喷出压力 15～20MPa，喷距80～200mm，角度30～75度。每道喷涂后需按如下方式进行高温固化处理：将制件置入电炉中，缓慢升温4小时至120±2℃，在该温度下保持12小时，缓慢降温4小时至室温，出炉。乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥配置方法如下：按照下述质量份称取原料：乙烯基酯树脂100，玻璃鳞片20-25，膨润土 3，ARS型触变剂 1，PAS型流变剂 2，白灰黑 2（上述原料均为市售产品）；将上述原料加入配漆缸内充分搅拌均匀，倒入砂磨机内进行砂磨，当细度达到20目后，再置入配漆缸内高速搅拌分散20分钟；配置好的乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥需在30min内用完。该步骤是本发明方法的关键步骤，合适的原料配比与严格的固化工艺参数控制，使乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥层在缓慢干燥过程中充分熟化，具备与金属基材匹配的弹性模量，达到吸收管道热补偿能力的要求。

d．涂制乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥面漆层：将乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥面漆涂刷在乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥层表面，涂刷2道，每道厚度为30～40μm 毫米，每道涂刷后常温下固化12小时以上，且两道涂刷方向相互垂直。涂刷前将市售的乙烯基酯树脂玻璃鳞片底漆中配入促进剂、固化剂并搅拌均匀，乙烯基酯树脂玻璃鳞片底漆与促进剂、固化剂的质量比为：乙烯基酯树脂玻璃鳞片底漆：促进剂:固化剂 = 100:2-3:3-4。

以下提供几个本发明方法的具体实施例：

实施例1：将不锈钢材质的波纹管金属基材内表面进行清洁灰尘、油污处理，使其达到 Sa2.5 级表面。按照质量比为乙烯基酯树脂玻璃鳞片底漆：促进剂:固化剂 = 100:2:3的配比配置底漆，将配置好的底漆在波纹管金属基材内表面涂刷2道，每道厚度为30μm，每道面漆涂刷后常温下固化12小时以上，两道涂刷方向相互垂直。将乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥喷涂在乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥底漆层表面，喷涂两道，每道厚度0.3毫米。采用高压无气喷涂，喷嘴口径0.5mm ，喷出压力 15MPa，喷距80mm，角度30度。每道喷涂后需按如下方式进行高温固化处理：将制件置入电炉中，缓慢升温4小时至120±2℃，在该温度下保持12小时，缓慢降温4小时至室温，出炉。乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥配置方法如下：按照下述质量份称取原料：乙烯基酯树脂100，玻璃鳞片20，膨润土 3，ARS型触变剂 1，PAS型流变剂 2，白灰黑 2；将上述原料加入配漆缸内充分搅拌均匀，倒入砂磨机内进行砂磨，当细度达到20目后，再置入配漆缸内高速搅拌分散20分钟。按照质量比为乙烯基酯树脂玻璃鳞片面漆：促进剂:固化剂 = 100:2:3的配比配置面漆，将配置好的面漆涂刷在乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥层表面，涂刷2道，每道厚度为30μm ，每道涂刷后常温下固化12小时以上，且两道涂刷方向相互垂直。

实施例2：将不锈钢材质的波纹管金属基材内表面进行清洁灰尘、油污处理，使其达到 Sa2.5 级表面。按照质量比为乙烯基酯树脂玻璃鳞片底漆：促进剂:固化剂 = 100:3:4的配比配置底漆，将配置好的底漆在波纹管金属基材内表面涂刷2道，每道厚度为40μm，每道面漆涂刷后常温下固化12小时以上，两道涂刷方向相互垂直。将乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥喷涂在乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥底漆层表面，喷涂两道，每道厚度0.6毫米。采用高压无气喷涂，喷嘴口径0.8mm ，喷出压力 20MPa，喷距200mm，角度75度。每道喷涂后需按如下方式进行高温固化处理：将制件置入电炉中，缓慢升温4小时至120±2℃，在该温度下保持12小时，缓慢降温4小时至室温，出炉。乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥配置方法如下：按照下述质量份称取原料：乙烯基酯树脂100，玻璃鳞片25，膨润土 3，ARS型触变剂 1，PAS型流变剂 2，白灰黑 2；将上述原料加入配漆缸内充分搅拌均匀，倒入砂磨机内进行砂磨，当细度达到20目后，再置入配漆缸内高速搅拌分散20分钟。按照质量比为乙烯基酯树脂玻璃鳞片面漆：促进剂:固化剂 = 100:3:4的配比配置面漆，将配置好的面漆涂刷在乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥层表面，涂刷2道，每道厚度为40μm ，每道涂刷后常温下固化12小时以上，且两道涂刷方向相互垂直。

实施例3：将不锈钢材质的波纹管金属基材内表面进行清洁灰尘、油污处理，使其达到 Sa2.5 级表面。按照质量比为乙烯基酯树脂玻璃鳞片底漆：促进剂:固化剂 = 100:3:3.5的配比配置底漆，将配置好的底漆在波纹管金属基材内表面涂刷2道，每道厚度为35μm，每道面漆涂刷后常温下固化12小时以上，两道涂刷方向相互垂直。将乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥喷涂在乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥底漆层表面，喷涂两道，每道厚度0.5毫米。采用高压无气喷涂，喷嘴口径0.7mm ，喷出压力 17MPa，喷距100mm，角度45度。每道喷涂后需按如下方式进行高温固化处理：将制件置入电炉中，缓慢升温4小时至120±2℃，在该温度下保持12小时，缓慢降温4小时至室温，出炉。乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥配置方法如下：按照下述质量份称取原料：乙烯基酯树脂100，玻璃鳞片23，膨润土 3，ARS型触变剂 1，PAS型流变剂 2，白灰黑 2；将上述原料加入配漆缸内充分搅拌均匀，倒入砂磨机内进行砂磨，当细度达到20目后，再置入配漆缸内高速搅拌分散20分钟。按照质量比为乙烯基酯树脂玻璃鳞片面漆：促进剂:固化剂 = 100:2.5:3.5的配比配置面漆，将配置好的面漆涂刷在乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥层表面，涂刷2道，每道厚度为37μm ，每道涂刷后常温下固化12小时以上，且两道涂刷方向相互垂直。

Claims

1.一种抗强腐蚀介质的复合膨胀节，它包括波纹管（2）和设置在波纹管两端的连接短管（1），其特征在于：所述波纹管（2）为复合层结构，它由外至内依次为金属基材（2-1）、乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥底漆层（2-2）、乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥层（2-3）和乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥面漆层（2-4）。

2.根据权利要求1所述的抗强腐蚀介质的复合膨胀节，其特征在于：所述乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥底漆层（2-2）涂覆在金属基材（2-1）的内表面，其厚度为60-80μm；所述乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥层（2-3）涂覆在乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥底漆层表面，其厚度为0.6-1.2毫米；所述乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥面漆层（2-4）涂覆在乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥层表面（2-3），其厚度为60-80μm 。

3.根据权利要求1或2所述的抗强腐蚀介质的复合膨胀节制备方法，其特征在于，它包括下述步骤：

4.根据权利要求3所述的抗强腐蚀介质的复合膨胀节制备方法，其特征在于，所述乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥配置方法如下：按照下述质量份称取原料：乙烯基酯树脂100，玻璃鳞片20-25，膨润土 3，ARS型触变剂 1，PAS型流变剂 2，白灰黑 2；将上述原料加入配漆缸内充分搅拌均匀，倒入砂磨机内进行砂磨，当细度达到20目后，再置入配漆缸内高速搅拌分散20分钟。

5.根据权利要求3所述的抗强腐蚀介质的复合膨胀节制备方法，其特征在于，所述b步骤中乙烯基酯树脂玻璃鳞片面漆按照如下质量比加入促进剂、固化剂，乙烯基酯树脂玻璃鳞片面漆：促进剂:固化剂 = 100:2-3:3-4；所述d步骤中乙烯基酯树脂玻璃鳞片底漆按照如下质量比加入促进剂、固化剂，乙烯基酯树脂玻璃鳞片底漆：促进剂:固化剂 = 100:2-3:3-4。

6.根据权利要求3所述的抗强腐蚀介质的复合膨胀节制备方法，其特征在于：所述c步骤中乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥层高温固化处理的升温及降温时间各为4小时。

7.根据权利要求3所述的抗强腐蚀介质的复合膨胀节制备方法，其特征在于：所述c步骤中喷涂乙烯基酯树脂玻璃鳞片胶泥，采用高压无气喷涂，喷嘴口径0.5～0.8mm ，喷出压力 15～20MPa，喷距80～200mm，角度30～75度。