CN103170444B - 一种油管内外壁高压无气喷涂防腐工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种油管内外壁高压无气喷涂防腐工艺，其特征在于包括如下步骤：1)原材料进厂检验；2)丝扣清洗戴护丝；3)热清洁；4)外抛丸；5)内喷砂；6)吹灰；7)第一道内壁喷涂；8)外壁预喷涂；9)第一道固化；10)第二道内壁喷涂；11)外壁喷涂正式喷涂；12)最终固化；13)漏点检测；14)卸工艺护丝、带成品护丝，最终检验后打包入库。本发明工艺方法搡作方便，涂层适用温度范围广、机械强度高、化学性能稳定、对环境无污染。

Description

一种油管内外壁高压无气喷涂防腐工艺

技术领域

本发明属于表面处理技术领域，具体涉及一种油管内外壁高压无气喷涂防腐工艺。

背景技术

油田注水开发过程中，由于原油和注入水的腐蚀性，采油和输油用油管必须进行防腐处理。目前，我国油田的油管防腐均采用浸涂法生产，技术起源于70年代，产品质量差，环境污染严重，特别是近年来注水油管多次出现因涂层脱落或涂料垂滴堵塞注水嘴的现象，已经无法适应长庆油田目前广泛采用的分层注水要求。因此，研发新的管道防腐工艺技术，生产质量更高的油管防腐涂层，具有重要的现实意义。

发明内容

为解决背景技术中存在的问题，本发明立足于目前先进的液态无气喷涂防腐技术，采用高压无气喷涂方式，并通过与先进的表面处理、涂料技术、质量控制等的配套，以实现油管的高效防腐。

本发明工艺流程为：

本发明所采用的技术方案是：

一种油管内外壁高压无气喷涂防腐工艺，其特征在于包括如下步骤：

1)原材料进厂检验

①油管检验

检测油管有无弯曲、变形；丝扣是否完好，有无损坏。

②涂料检验

涂料进厂时必须有涂料厂家的质量检测报告、使用说明书、出厂合格证并标明生产日期及有效期；然后再由我公司质检部根据涂料检验标准，检测涂料的附着力、细度、硬度、柔韧性、耐腐蚀等指标。

③磨料检验

检测磨料的粒径分布、硬度、机械杂质等指标。

2)丝扣清洗及戴工艺护丝

①丝扣清洗

成品油管出厂时，丝扣上涂有丝扣密封脂。在涂装过程中，油管进入热清洁炉之前，必须用丝扣清洗液去掉这些油脂，以防在高温下炭化在丝扣上。

质量标准：无可见油污、杂质，呈金属本色。

检测方法：目测。

②戴工艺护丝

其作用一是在喷砂抛丸及喷涂的过程中，有效保护丝扣的工作面；二是使丝扣的非工作面在喷涂时能喷上涂层。

3)热清洁

丝扣清洗后，管材通过托链送入热清洁炉中，在412℃左右的高温下，使管材内外表面的油脂等有机物炭化，成为钢性的固体物，以便在喷砂抛丸工序中除去；同时也除掉了钢材表面可能残存的水膜。

质量标准：油管内、外壁有机物炭化变硬；用硬物轻划，有划痕。

检测方法：目测。

4)外抛丸

外表面抛丸处理是利用抛丸器的叶轮在高速旋转时所产生的离心力，使磨料以很高的线速度射向被处理的管材表面，产生打击和磨削作用，以除去工件表面的氧化皮和锈蚀，并形成一定的粗糙度(锚纹度)，这样可以增加涂料与管壁之间的附着力。

质量要求：

洁净度：达到Sa2.5级(非常彻底的喷射处理，即在不放大的情况下进行观察时，表面应无可见的油脂及污垢，并且没有氧化皮、铁锈、涂料涂层和异物呈色泽均匀的金属本色)。

锚纹度：25μm～50μm。

检测方法：目测、采用对比样块进行对照比较。

5)内喷砂

磨料(棕刚玉)在纯净度99.999％的压缩空气携带下，从硬质合金喷嘴喷出，以一定速度喷向被处理的钢材表面，以除去表面的氧化皮、铁锈和其他污物，整个过程是自动控制的。

质量要求：

洁净度：达到Sa2.5级。

锚纹度：45μm～75μm。

检测方法：目测、采用对比样块进行对照比较。

6)吹灰

表面处理后工件上残留有少量灰尘、丸粒和其他杂物，需用清洁、无油的压缩空气吹净。以免影响涂料在基材的附着力。

质量控制：

外观：达到表面无灰尘和杂物。

检测方法：目测。

7)第一道内壁喷涂(底漆)

内喷涂采用的是高压无气喷涂技术，利用高压泵将涂料加压至30Mpa～50Mpa，涂料经过带输漆管线的喷枪由油管公端向母端移动，边后退边喷涂，从而形成高质量的厚膜涂层。

质量要求：

外观：无流挂、气泡、漏喷及缩孔等缺陷；

厚度：100μm～300μm范围之间(用湿膜测厚仪进行检测)。

8)外壁预喷涂

外喷处理后，由于涂料不能立即固化，湿膜与拖链接触后会产生缺陷，因而一道喷涂无法保证外喷质量，为此我们采用了预喷涂的方法，对外壁喷涂后工件传输中的接触点部位先进行预喷涂，以保证这些部位涂层不受损伤。

外壁预喷涂采用的是高压无气喷涂技术，该技术是利用高压泵将涂料加压至30Mpa～50Mpa，涂料经过输漆管线到达喷嘴处，压力突然释放，从而使涂料均匀雾化。

质量要求：

外观：涂层均匀、无流挂、气泡、漏喷及缩孔等缺陷；

厚度：50μm～150μm范围之间。

9)第一道固化

热固化系统是目前国内最先进的喷涂固化系统，为导热油盘管结构，热平衡温差±7℃，并且首次实现了在一个炉体内设置三个不同的温场，且同一温场内温度均匀；通过预设炉子的温度和托链运行速度，可满足不同涂料对温度和烘烤时间的要求，从而保证涂料在最理想的条件下得到固化，极大的提高了涂层质量。

质量要求：

外观：涂层均匀，无流挂、缩孔、漏点等缺陷；

厚度：达到所要求的范围之内，厚度波动范围在±20μm之内。

10)第二道内壁喷涂(面漆)

采用高压无气喷涂技术。原理为利用高压泵将涂料加压至30Mpa～50Mpa，涂料经过带输漆管线的喷枪由油管公端向母端移动，边后退边喷涂，从而行成涂膜。

11)外壁喷涂正式喷涂

外壁喷涂时涂料经过带输漆管线的喷涂小车，小车上安装喷嘴，小车边后退边喷涂，托辊带动油管边旋转，在外壁形成涂膜。

12)最终固化

13)漏点检测

通过在线漏点检测设备，无损探伤技术的应用，来判断内壁涂层是否存在漏点、针孔、缩孔等缺陷，确保检测后，涂膜不受任何损伤。

质量要求：每根漏点不允许超过6个，否则应重新涂装作业。

14)卸工艺护丝、带成品护丝，最终检验后打包入库

质检部结合在线检测的情况，对产品的外观、涂层厚度进行严格检测，指标合格后方能出厂。

本发明所采用的涂料可以是目前市场上任意一种具有防腐功能的涂料，优选为环氧酚醛类防腐涂料。

本发明主要应用于油田用油管，包括各种口径规格的油管、套管、钻杆及污水、输油、输水、注水等钢制管道。

所述步骤中外壁喷涂技术部分分为：外壁表面处理部分和外壁喷涂部分。

1)外壁表面处理部分：

外表面抛丸处理是利用抛丸器的叶轮在高速旋转时所产生的离心力，使磨料以很高的线速度射向被处理的管材表面，产生打击和磨削作用，以除去工件表面的氧化皮和锈蚀，并形成一定的粗糙度(锚纹度)，这样可以增加涂料与管壁之间的附着力。

2)喷涂部分：喷涂分为预喷涂和正式喷涂。

A)预喷涂：外喷处理后，由于涂料不能立即固化，湿膜与拖链接触后会产生缺陷，因而一道喷涂无法保证外喷质量，为此我们采用了预喷涂的方法，对外壁喷涂后工件传输中的接触点部位先进行预喷涂，以保证这些部位涂层不受损伤。

外壁预喷涂采用的是高压无气喷涂技术，该技术是利用高压泵将涂料加压(最高压力可达50Mpa)，涂料经过输漆管线到达喷嘴处，压力突然释放，从而使涂料均匀雾化。雾化后的涂料经过高压喷射至旋转的管道表面，从而形成涂层。关键技术参数：管道在旋转托棍上达到60转/分到1000转/分。

B)正式喷涂时，先将涂料经过高压泵加压，通过搭载有喷嘴的喷涂小车由待喷管体公端向母端的方向均匀运动喷涂，此时待喷管体在拖辊的带动下旋转，转速为60转/分到1000转/分。

所述步骤中内壁喷涂技术部分的关键技术为内壁表面处理和内壁喷涂两部分：

1)内壁表面处理部分：磨料(棕刚玉)在干燥的压缩空气携带下，从硬质合金喷嘴喷出，以一定速度喷向被处理的钢材表面，以除去表面的氧化皮、铁锈和其他污物。

2)内壁喷涂部分：内喷涂采用的是高压无气技术，高压力泵将涂料加压经过管线，由喷嘴射出均匀涂层，从而形成高质量的厚膜涂层。该漆粒对管壁的冲击力约为20N，因此，漆粒可以借助于自身的巨大的冲击力而嵌入到管壁锚纹的各个部分，使涂层具有良好的附着力。

相对于现有技术，本发明防腐工艺的优点在于：

1)本发明方法操作方便，易实现自动化；

2)涂层适用温度范围广，由于涂料在喷涂泵内进行加压，易单独进行加温，有效降低粘度；

3)本发明工艺的涂层具有耐腐蚀性强、机械强度高、附着力强、耐化学性强、柔韧性好等优点；

4)本发明工艺可喷涂高固体含量环保性涂料，对环境无污染低。

说明书附图

图1为本发明工艺流程框图。

具体实施方式

下面通过实施例进一步描述本发明，但本发明并不仅限于此。

如图1所示，本发明的工艺步骤依次为：

1)原材料进厂检验

①油管检验

检测油管有无弯曲、变形；丝扣是否完好，有无损坏。

②涂料检验

涂料进厂时必须有涂料厂家的质量检测报告、使用说明书、出厂合格证并标明生产日期及有效期；然后根据涂料检验标准，检测涂料的附着力、细度、硬度、柔韧性、耐腐蚀等指标。

③磨料检验

检测磨料的粒径分布、硬度、机械杂质等指标。

2)丝扣清洗及戴工艺护丝

①丝扣清洗

成品油管出厂时，丝扣上涂有丝扣密封脂。在涂装过程中，油管进入热清洁炉之前，必须用丝扣清洗液去掉这些油脂，以防在高温下炭化在丝扣上。

质量标准：无可见油污、杂质，呈金属本色。

检测方法：目测。

②戴工艺护丝

其作用一是在喷砂抛丸及喷涂的过程中，有效保护丝扣的工作面；二是使丝扣的非工作面在喷涂时能喷上涂层。

3)热清洁

丝扣清洗后，管材通过托链送入热清洁炉中，在412℃左右的高温下，使管材内外表面的油脂等有机物炭化，成为钢性的固体物，以便在喷砂抛丸工序中除去；同时也除掉了钢材表面可能残存的水膜。

质量标准：油管内、外壁有机物炭化变硬；用硬物轻划，有划痕。

检测方法：目测。

4)外抛丸

外表面抛丸处理是利用抛丸器的叶轮在高速旋转时所产生的离心力，使磨料以很高的线速度射向被处理的管材表面，产生打击和磨削作用，以除去工件表面的氧化皮和锈蚀，并形成一定的粗糙度(锚纹度)，这样可以增加涂料与管壁之间的附着力。

质量要求：

洁净度：达到Sa2.5级(非常彻底的喷射处理，即在不放大的情况下进行观察时，表面应无可见的油脂及污垢，并且没有氧化皮、铁锈、涂料涂层和异物呈色泽均匀的金属本色)。

锚纹度：25μm～50μm。

检测方法：目测、采用对比样块进行对照比较。

5)内喷砂

磨料(棕刚玉)在纯净度99.999％的压缩空气携带下，从硬质合金喷嘴喷出，以一定速度喷向被处理的钢材表面，以除去表面的氧化皮、铁锈和其他污物，整个过程是自动控制的。

质量要求：

洁净度：达到Sa2.5级。

锚纹度：45μm～75μm。

检测方法：目测、采用对比样块进行对照比较。

6)吹灰

表面处理后工件上残留有少量灰尘、丸粒和其他杂物，需用清洁、无油的压缩空气吹净。以免影响涂料在基材的附着力。

质量控制：

外观：达到表面无灰尘和杂物。

检测方法：目测。

7)第一道内壁喷涂(底漆)

采用高压无气喷涂技术，利用高压泵将涂料加压至30Mpa～50Mpa，涂料经过带输漆管线的喷枪由油管公端向母端移动，边后退边喷涂，从而行成涂膜。具体工艺参数见表1。

质量要求：

外观：无流挂、气泡、漏喷及缩孔等缺陷；

厚度：100μm～300μm范围之间(用湿膜测厚仪进行检测)。

8)外壁预喷涂

外喷处理后，由于涂料不能立即固化，湿膜与拖链接触后会产生缺陷，因而一道喷涂无法保证外喷质量，为此我们采用了预喷涂的方法，对外壁喷涂后工件传输中的接触点部位先进行预喷涂，以保证这些部位涂层不受损伤。

外壁预喷涂采用的是高压无气喷涂技术，该技术是利用高压泵将涂料加压至30Mpa～50Mpa，涂料经过输漆管线到达喷嘴处，压力突然释放，从而使涂料均匀雾化。具体工艺参数见表2。

质量要求：

外观：涂层均匀、无流挂、气泡、漏喷及缩孔等缺陷；

厚度：50μm～150μm范围之间。

9)第一道固化

热固化系统是目前国内最先进的喷涂固化系统，为导热油盘管结构，热平衡温差±7℃，并且首次实现了在一个炉体内设置三个不同的温场，且同一温场内温度均匀；通过预设炉子的温度和托链运行速度，可满足不同涂料对温度和烘烤时间的要求，从而保证涂料在最理想的条件下得到固化，极大的提高了涂层质量。

质量要求：

外观：涂层均匀，无流挂、缩孔、漏点等缺陷；

厚度：达到所要求的范围之内，厚度波动范围在±20μm之内。

10)第二道内壁喷涂(面漆)

具体工艺参数见表1。

11)外壁喷涂正式喷涂

外壁喷涂时涂料经过带输漆管线的喷涂小车，小车上安装喷嘴，小车边后退边喷涂，托辊带动油管边旋转，在外壁形成涂膜。具体工艺参数见表2。

12)最终固化

13)漏点检测：通过在线漏点检测设备，无损探伤技术的应用，来判断内壁涂层是否存在漏点、针孔、缩孔等缺陷，确保检测后，涂膜不受任何损伤。

质量要求：每根漏点不允许超过6个，否则应重新涂装作业。

14)卸工艺护丝、带成品护丝，最终检验后打包入库

质检部结合在线检测的情况，对产品的外观、涂层厚度进行严格检测，指标合格后方能出厂。

表1 内表面喷涂工艺参数表

表2 外表面喷涂工艺参数表

Claims (3)

1.一种油管内外壁高压无气喷涂防腐工艺，其特征在于包括如下步骤：

1)原材料进厂检验；

2)丝扣清洗戴护丝：清除油管上的丝扣密封脂，以防在热清洁炉高温下炭化在丝扣上，以及戴工艺护丝，保护丝扣的工作面；

3)热清洁：在412℃的热清洁炉中，使管材内外表面的油脂等有机物炭化，成为钢性的固体物，以便在喷砂抛丸工序中除去；同时也除掉了钢材表面残存的水膜；

4)外抛丸：利用抛丸器的叶轮在高速旋转时所产生的离心力，使磨料以很高的线速度射向被处理的管材表面，产生打击和磨削作用，以除去工件表面的氧化皮和锈蚀，并形成一定的粗糙度，增加涂料与管壁之间的附着力，管材表面洁净度达到Sa2.5级，锚纹度为25μm～50μm；

5)内喷砂：磨料在纯净度99.999％的压缩空气携带下，从硬质合金喷嘴喷出，以一定速度喷向被处理的钢材表面，以除去表面的氧化皮、铁锈和其他污物，管材表面洁净度达到Sa2.5级，锚纹度45μm～75μm；

6)吹灰：用清洁、无油的压缩空气吹净表面处理后工件上残留杂物，以免影响涂料在基材的附着力；

7)第一道内壁喷涂：底漆内喷涂采用的高压无气喷涂技术，利用高压泵将涂料加压至30Mpa～50Mpa，涂料经过带输漆管线的喷枪由油管公端向母端移动，边后退边喷涂，从而形成涂膜，涂层厚度：100μm～300μm；

8)外壁预喷涂：采用高压无气喷涂技术，利用高压泵将涂料加压至30Mpa～50Mpa，涂料经过输漆管线到达喷嘴处，压力突然释放，使涂料均匀雾化，涂层厚度：50μm～150μm；

9)第一道固化：热固化系统采用导热油盘管结构，厚度波动范围在±20μm之内；

10)第二道内壁喷涂：采用高速旋转无气喷涂，涂层厚度：100μm～300μm；

11)外壁喷涂正式喷涂：采用高压无气喷涂，涂层厚度：50μm～150μm；

12)最终固化：采用导热油盘管结构，厚度波动范围在±20μm之内；

13)漏点检测：通过在线漏点检测设备，无损探伤技术的应用，来判断内壁涂层是否存在漏点、针孔、缩孔，确保检测后，涂膜不受任何损伤；

14)卸工艺护丝、带成品护丝，最终检验后打包入库。

2.如权利要求1所述的防腐工艺，其特征在于：所述涂料为环氧酚醛类防腐涂料。

3.如权利要求1或2所述的防腐工艺在油田用油管和污水、输油、输水、注水钢制管道上的应用。