CN102837425B - 一种钢管内壁熔结环氧树脂外壁涂覆三层聚乙烯结构的工艺 - Google Patents
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Abstract
一种钢管内壁熔结环氧树脂外壁涂覆三层聚乙烯结构的工艺，钢管由抛丸机进行内、外壁抛丸处理后，由输送装置进行输送，钢管穿过中频感应炉中并进行加热后，喷枪前端的喷射头伸入钢管内前端并向钢管内壁喷涂环氧树脂粉末；再对前进的钢管进行二次加热；钢管连续依次经过外壁喷粉车、胶粘剂缠绕机和聚乙烯缠绕机，外壁喷粉车上的喷枪向喷涂环氧树脂粉末，胶粘剂缠绕机向钢管外壁缠绕胶粘膜，聚乙烯缠绕机向钢管外壁缠绕聚乙烯带体；缠绕完聚乙烯带体的钢管经输送装置输送，同时利用钢管余热流平固化。利用本发明制成的钢管内壁具有良好的耐酸碱盐的防腐蚀性，外壁既具备良好防腐蚀特性，又兼具耐酸碱、耐老化、耐机械冲击的特性。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属加工与物质输送领域的钢管内壁涂覆熔结环氧树脂、外壁涂覆三层聚乙烯结构（内环氧外3PE）的工艺方法。
背景技术
用于输送水体（饮用水、工业用水或海水）的钢管在使用过程中，其内壁受水中电解质及其它腐蚀性物质的侵蚀，铁基体被锈蚀脱落，大大缩短了使用寿命，甚至结垢堵塞管道，同时对饮用水造成二次污染；钢管管道往往进行埋地施工，在土壤环境中形成腐蚀原电池，电化学腐蚀会造成钢管穿孔泄露，同时不同的地质状况下，石砾等也会对钢管形成机械损伤。当钢管用于其他化工流体输送时，所输送的物质与钢管发生的侵蚀反应更为严重。目前钢质管道皆采用内外环氧树脂涂装，其涂装工艺有热浸涂和喷涂两种方法，热浸涂工艺存在壁挂不均匀以及附着力差的缺点，而喷涂工艺包括管外壁喷涂和管内壁喷涂两道工序，钢管一次加热进行外壁喷涂后流平固化，再对钢管二次加热，进行管内壁喷粉，最后进行热固化，由于采用两次加热，外层或内层的环氧树脂涂层在二次加热时遇热产生流挂现象，造成涂层不均匀，并且这种方式的加工效率低，设备成本高，喷涂的环氧树脂涂层存在不能耐酸碱、耐老化和耐机械冲击差的缺点。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种钢管内壁熔结环氧树脂外壁涂覆三层聚乙烯结构的工艺，采用该工艺方法制成的防腐钢管内壁防腐蚀性能好、外壁即防腐蚀又耐酸碱、耐老化、耐机械冲击。
该钢管内壁熔结环氧树脂外壁涂覆三层聚乙烯结构的工艺，包括以下步骤：
第一步，钢管由抛丸机进行内、外壁抛丸处理后，由输送装置进行输送，输送装置驱动钢管绕自身轴线旋转并前进，钢管穿过中频感应炉中并进行加热后，控制钢管加热后的温度在130-160℃之间，启动内壁喷粉车驱使喷枪前端的喷射头伸入钢管内前端，输送装置继续驱动钢管旋转前进，启动喷枪，喷射头向钢管内壁喷涂环氧树脂粉末，该内环氧树脂层的厚度为250-1000um；
第二步，内壁喷涂完成后的钢管在输送装置的输送下继续旋转前进，再由中频感应炉对旋转前进的钢管进行二次加热，控制钢管加热后的温度在180-200℃之间；
第三步，二次加热后的钢管在输送装置的输送下连续依次经过外壁喷粉车、胶粘剂缠绕机和聚乙烯缠绕机，外壁喷粉车上的喷枪向喷涂环氧树脂粉末，该外层环氧树脂层的厚度为150-1000um，胶粘剂缠绕机向钢管外壁缠绕胶粘膜，相邻缠绕的胶粘膜依次搭接，缠绕后的胶粘膜层厚度为150-300um，聚乙烯缠绕机向钢管外壁缠绕聚乙烯带体，相邻缠绕的聚乙烯带体依次搭接，缠绕后的聚乙烯层厚度为1.8-3.7mm；
第四步，缠绕完聚乙烯带体的钢管经输送装置输送，同时利用钢管余热流平固化。
其中，第一步中，钢管旋转前进时的螺距在80-100mm之间，所述喷射头喷出的粉末射流与钢管轴线的夹角在45-60度之间，粉末射流在钢管内表面轴线方向形成100-120mm的幅宽。
其中，第二步中，钢管在进入中频感应炉二次加热前留置在过渡台架上10-20分钟，保证进入中频感应炉二次加热前的温度在60-100度之间。
钢管经抛丸处理后的内外壁经锚纹仪测量锚纹深度在50-70um之间。
第四步中，缠绕完聚乙烯带体的钢管经过滚压装置进行表面滚压，滚压时的压力控制在0.15-0.44MPa之间，滚压后，钢管再由输送装置输送至存放区。
其中所述的胶粘膜采用烯类聚合物，烯类聚合物可采用聚乙烯醇、过氯乙烯、聚异丁烯等等。
采用标准CJ/T120-2008《给水涂塑钢管》和GB/T23257-2009《埋地钢制管道聚乙烯防腐层》的检测方法（其中前2项检测参照CJ/T120-2008进行检测内壁环氧树脂涂层，后11项参照GB/T23257-2009检测外壁的三层聚乙烯结构），检测采用上述方法制成的钢管，其性能指标如下表所示：
通过上表可以看出，采用本方法制成的钢管完全符合并高于国家标准。
综上所述，本发明方法采用钢管螺旋输送的方式，各个工序设备均为通过式结构，钢管不间断顺序完成内外壁防腐施工，生产效率达到最大化，并且进行连续作业，内壁环氧树脂涂层不会在流平固化后再二次加热，避免了出现流挂现象，不会破坏内壁的防腐结构；抛丸后的锚纹深度、喷射头的夹角以及幅宽有效保证了内壁涂层的均匀性以及表面流平性，促使内壁表面形成致密的环氧树脂涂层，与钢管结合力达到一级以上，利用环氧树脂良好的耐酸碱盐的防腐蚀性，有效阻止输送物质对钢管内壁腐蚀的作用，同时光滑的表面大大减小了流体输送的阻力，降低了输送动力消耗；外壁形成的三层聚乙烯结构既具备环氧树脂的良好防腐蚀特性，又兼具聚乙烯耐酸碱、耐老化、耐机械冲击的特性，可适应各种地质状况及恶劣环境。
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步详细说明：
图1为本发明的生产流程图；
图2为沿图1中A-A线的剖面图；
图3为喷枪在钢管内喷涂环氧树脂涂层时的示意图。
具体实施方式
如附图所示，本发明的生产流程如下，图1中所示的为连续生产线，钢管1由多个间隔排布的输送装置2进行螺旋输送，输送装置2的结构为现有技术，钢管前端经过第一个中频感应炉3后进行加热，加热后，喷枪4伸入钢管1的内前端进行喷涂环氧树脂粉末，钢管继续前进再经过第二个中频感应炉5进行二次加热，二次加热后依次经过外壁喷粉车6、胶粘剂缠绕机7和聚乙烯缠绕机8，从而实现钢管外壁的三层聚乙烯结构，最后再经滚压装置9滚压即可完成钢管的防腐工序。在图3中，喷枪的喷射头喷出的粉末射流与钢管1轴线的夹角在45-60度之间，粉末射流在钢管内表面轴线方向形成100-120mm的幅宽。
采用举例方式详细说明本发明，本发明不仅限于下述实施例给出的技术参数点值范围构成的技术方案，也适用于任何技术参数点值之间的区间范围所构成的技术方案。
实施例一
一种钢管内壁熔结环氧树脂外壁涂覆三层聚乙烯结构的工艺，其包括以下步骤：
第一步，钢管由抛丸机进行内、外壁抛丸处理后，钢管经抛丸处理后的内外壁经锚纹仪测量锚纹深度为50um，由输送装置进行输送，输送装置驱动钢管绕自身轴线旋转并前进，钢管旋转前进时的螺距在80mm之间，钢管穿过中频感应炉中并进行加热后，控制钢管加热后的温度在130℃之间，启动内壁喷粉车驱使喷枪前端的喷射头伸入钢管内前端，输送装置继续驱动钢管旋转前进，启动喷枪，喷射头向钢管内壁喷涂环氧树脂粉末，该内环氧树脂层的厚度为250um，喷射头喷出的粉末射流与钢管轴线的夹角为45度，粉末射流在钢管内表面轴线方向形成100mm的幅宽；
第二步，内壁喷涂完成后的钢管在输送装置的输送下继续旋转前进，钢管留置在过渡台架上10分钟后，使之温度控制在60摄氏度，测量时可以测量其表面温度，再由中频感应炉对旋转前进的钢管进行二次加热，控制钢管加热后的温度在180℃；
第三步，二次加热后的钢管在输送装置的输送下连续依次经过外壁喷粉车、胶粘剂缠绕机和聚乙烯缠绕机，外壁喷粉车上的喷枪向喷涂环氧树脂粉末，该外层环氧树脂层的厚度为150um，胶粘剂缠绕机向钢管外壁缠绕胶粘膜，相邻缠绕的胶粘膜沿钢管的前进方向依次搭接，即后缠绕的粘胶膜搭接在前缠绕的粘胶膜上，缠绕后的胶粘膜层厚度为150um，聚乙烯缠绕机向钢管外壁缠绕聚乙烯带体，相邻缠绕的聚乙烯带体依次搭接，该依次搭接的方式同粘胶膜的搭接方式，缠绕后的聚乙烯层厚度为1.8mm；
第四步，缠绕完聚乙烯带体的钢管经输送装置输送，缠绕完聚乙烯带体的钢管经过滚压装置进行表面滚压，滚压时的压力控制在0.15MPa，滚压后，钢管再由输送装置输送至存放区，同时利用钢管余热流平固化。
实施例二
一种钢管内壁熔结环氧树脂外壁涂覆三层聚乙烯结构的工艺，其包括以下步骤：
第一步，钢管由抛丸机进行内、外壁抛丸处理后，钢管经抛丸处理后的内外壁经锚纹仪测量锚纹深度为70um，由输送装置进行输送，输送装置驱动钢管绕自身轴线旋转并前进，钢管旋转前进时的螺距在100mm之间，钢管穿过中频感应炉中并进行加热后，控制钢管加热后的温度在160℃之间，启动内壁喷粉车驱使喷枪前端的喷射头伸入钢管内前端，输送装置继续驱动钢管旋转前进，启动喷枪，喷射头向钢管内壁喷涂环氧树脂粉末，该内环氧树脂层的厚度为1000um，喷射头喷出的粉末射流与钢管轴线的夹角为60度，粉末射流在钢管内表面轴线方向形成120mm的幅宽；
第二步，内壁喷涂完成后的钢管在输送装置的输送下继续旋转前进，钢管留置在过渡台架上20分钟后，使之温度控制在100摄氏度，测量时可以测量其表面温度，再由中频感应炉对旋转前进的钢管进行二次加热，控制钢管加热后的温度在200℃；
第三步，二次加热后的钢管在输送装置的输送下连续依次经过外壁喷粉车、胶粘剂缠绕机和聚乙烯缠绕机，外壁喷粉车上的喷枪向喷涂环氧树脂粉末，该外层环氧树脂层的厚度为1000um，胶粘剂缠绕机向钢管外壁缠绕胶粘膜，相邻缠绕的胶粘膜依次搭接，缠绕后的胶粘膜层厚度为300um，聚乙烯缠绕机向钢管外壁缠绕聚乙烯带体，相邻缠绕的聚乙烯带体依次搭接，缠绕后的聚乙烯层厚度为3.7mm；
第四步，缠绕完聚乙烯带体的钢管经输送装置输送，缠绕完聚乙烯带体的钢管经过滚压装置进行表面滚压，滚压时的压力控制在0.4MPa，滚压后，钢管再由输送装置输送至存放区，同时利用钢管余热流平固化。
实施例三
一种钢管内壁熔结环氧树脂外壁涂覆三层聚乙烯结构的工艺，其包括以下步骤：
第一步，钢管由抛丸机进行内、外壁抛丸处理后，钢管经抛丸处理后的内外壁经锚纹仪测量锚纹深度为60um，由输送装置进行输送，输送装置驱动钢管绕自身轴线旋转并前进，钢管旋转前进时的螺距在90mm之间，钢管穿过中频感应炉中并进行加热后，控制钢管加热后的温度在150℃之间，启动内壁喷粉车驱使喷枪前端的喷射头伸入钢管内前端，输送装置继续驱动钢管旋转前进，启动喷枪，喷射头向钢管内壁喷涂环氧树脂粉末，该内环氧树脂层的厚度为500um，喷射头喷出的粉末射流与钢管轴线的夹角为50度，粉末射流在钢管内表面轴线方向形成110mm的幅宽；
第二步，内壁喷涂完成后的钢管在输送装置的输送下继续旋转前进，钢管留置在过渡台架上15分钟后，使之温度控制在80摄氏度，测量时可以测量其表面温度，再由中频感应炉对旋转前进的钢管进行二次加热，控制钢管加热后的温度在190℃；
第三步，二次加热后的钢管在输送装置的输送下连续依次经过外壁喷粉车、胶粘剂缠绕机和聚乙烯缠绕机，外壁喷粉车上的喷枪向喷涂环氧树脂粉末，该外层环氧树脂层的厚度为500um，胶粘剂缠绕机向钢管外壁缠绕胶粘膜，相邻缠绕的胶粘膜依次搭接，缠绕后的胶粘膜层厚度为200um，聚乙烯缠绕机向钢管外壁缠绕聚乙烯带体，相邻缠绕的聚乙烯带体依次搭接，缠绕后的聚乙烯层厚度为2.5mm；
第四步，缠绕完聚乙烯带体的钢管经输送装置输送，缠绕完聚乙烯带体的钢管经过滚压装置进行表面滚压，滚压时的压力控制在0.3MPa，滚压后，钢管再由输送装置输送至存放区，同时利用钢管余热流平固化。
实施例四
一种钢管内壁熔结环氧树脂外壁涂覆三层聚乙烯结构的工艺，其包括以下步骤：
第一步，钢管由抛丸机进行内、外壁抛丸处理后，钢管经抛丸处理后的内外壁经锚纹仪测量锚纹深度为65um，由输送装置进行输送，输送装置驱动钢管绕自身轴线旋转并前进，钢管旋转前进时的螺距在90mm之间，钢管穿过中频感应炉中并进行加热后，控制钢管加热后的温度在140℃之间，启动内壁喷粉车驱使喷枪前端的喷射头伸入钢管内前端，输送装置继续驱动钢管旋转前进，启动喷枪，喷射头向钢管内壁喷涂环氧树脂粉末，该内环氧树脂层的厚度为600um，喷射头喷出的粉末射流与钢管轴线的夹角为55度，粉末射流在钢管内表面轴线方向形成110mm的幅宽；
第二步，内壁喷涂完成后的钢管在输送装置的输送下继续旋转前进，钢管留置在过渡台架上18分钟后，使之温度控制在70摄氏度，测量时可以测量其表面温度，再由中频感应炉对旋转前进的钢管进行二次加热，控制钢管加热后的温度在180℃；
第三步，二次加热后的钢管在输送装置的输送下连续依次经过外壁喷粉车、胶粘剂缠绕机和聚乙烯缠绕机，外壁喷粉车上的喷枪向喷涂环氧树脂粉末，该外层环氧树脂层的厚度为350um，胶粘剂缠绕机向钢管外壁缠绕胶粘膜，相邻缠绕的胶粘膜依次搭接，缠绕后的胶粘膜层厚度为250um，聚乙烯缠绕机向钢管外壁缠绕聚乙烯带体，相邻缠绕的聚乙烯带体依次搭接，缠绕后的聚乙烯层厚度为3.2mm；
第四步，缠绕完聚乙烯带体的钢管经输送装置输送，缠绕完聚乙烯带体的钢管经过滚压装置进行表面滚压，滚压时的压力控制在0.35MPa，滚压后，钢管再由输送装置输送至存放区，同时利用钢管余热流平固化。
Claims (3)
1.一种钢管内壁熔结环氧树脂外壁涂覆三层聚乙烯结构的工艺，其特征在于包括以下步骤：
第一步，钢管由抛丸机进行内、外壁抛丸处理后，由输送装置进行输送，输送装置驱动钢管绕自身轴线旋转并前进，钢管旋转前进时的螺距在80-100mm之间，钢管穿过中频感应炉中并进行加热后，控制钢管加热后的温度在130-160℃之间，启动内壁喷粉车驱使喷枪前端的喷射头伸入钢管内前端，输送装置继续驱动钢管旋转前进，启动喷枪，喷射头向钢管内壁喷涂环氧树脂粉末，喷射头喷出的粉末射流与钢管轴线的夹角在45-60度之间，粉末射流在钢管内表面轴线方向形成100-120mm的幅宽，该内环氧树脂层的厚度为250-1000um；
第二步，内壁喷涂完成后的钢管在输送装置的输送下继续旋转前进，再由中频感应炉对旋转前进的钢管进行二次加热，钢管在进入中频感应炉二次加热前留置在过渡台架上10-20分钟，保证进入中频感应炉二次加热前的温度在60-100度之间，控制钢管加热后的温度在180-200℃之间；
第三步，二次加热后的钢管在输送装置的输送下连续依次经过外壁喷粉车、胶粘剂缠绕机和聚乙烯缠绕机，外壁喷粉车上的喷枪向喷涂环氧树脂粉末，该外层环氧树脂层的厚度为150-1000um，胶粘剂缠绕机向钢管外壁缠绕胶粘膜，相邻缠绕的胶粘膜依次搭接，缠绕后的胶粘膜层厚度为150-300um，聚乙烯缠绕机向钢管外壁缠绕聚乙烯带体，相邻缠绕的聚乙烯带体依次搭接，缠绕后的聚乙烯层厚度为1.8-3.7mm；
第四步，缠绕完聚乙烯带体的钢管经输送装置输送，同时利用钢管余热流平固化。
2.如权利要求1所示的钢管内壁熔结环氧树脂外壁涂覆三层聚乙烯结构的工艺，其特征在于：所述钢管经抛丸处理后的内外壁经锚纹仪测量锚纹深度在50-70um之间。
3. 如权利要求1所述的钢管内壁熔结环氧树脂外壁涂覆三层聚乙烯结构的工艺，其特征在于：第四步中，缠绕完聚乙烯带体的钢管经过滚压装置进行表面滚压，滚压时的压力控制在0.15-0.4MPa之间，滚压后，钢管再由输送装置输送至存放区。
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