CN103623978B - 一种钢管防腐热滚涂专用生产系统及利用该专用生产系统的专用滚涂方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钢管防腐热滚涂专用生产系统，包括底板、钢管卡盘、内壁滚涂送料装置、外壁滚涂送料装置及钢管转动调速装置，在底板上镜像对称各固装有一钢管卡盘，在该钢管卡盘之间同轴安装钢管；在两个钢管卡盘的外侧同轴各设置一内壁滚涂送料装置，在两个钢管卡盘之间的钢管上方滑动安装有外壁滚涂送料装置，在底板的一侧边固装有钢管转动调速装置。本发明生产系统体积小、投资少，该系统可对钢管的内、外同时滚涂，一次完工，保证了涂层的完整性；而且，滚涂后的钢管的涂层膜厚均匀，比静电喷涂和浸涂更容易控制膜厚，成型件壁厚均匀，仅仅改变加料量并调节钢管转速即可生产预想膜厚的涂层，大大方便了钢管的滚涂工作。

Description

一种钢管防腐热滚涂专用生产系统及利用该专用生产系统的专用滚涂方法

技术领域

本发明属于防腐涂装技术领域，尤其是一种钢管防腐热滚涂专用生产系统及利用该专用生产系统的专用滚涂方法。

背景技术

滚塑，也叫旋转成型或回转成型工艺，是五十年代由欧洲发展起来的,以后传入美国、日本等地。这种成型工艺开始只是用液状或糊状树脂作原料用于成型制作玩具,60年代初粉状原料滚塑工艺问世,滚塑工艺粉末成型法获得较大的发展。近年来，随着自动化水平在不断提高,程序控制及微处理机已成功应用于滚塑过程，整个成型过程都可为自动控制。目前,欧洲、美国、日本都在争相使用和研究发展该工艺。

目前，滚塑工艺中由于塑料材料分子较大，形成涂膜主要靠分子的缠绕与包埋，孔隙率高，抗渗性不理想，对于防腐十分不利，尤其是钢管内壁防腐，容易大面积剥离脱落，造成管道堵塞，而且难以查找和修复，给钢管的滚涂带来了极大的不便。大口径钢管的防腐涂装问题一直是行业的难题，以前的施工工艺大多采用静电喷涂或3PE技术，效率低，防腐不理想，尤其内部涂装，难以用老方法实现（有些管道内部不做防腐，腐蚀严重）；旧工艺设备昂贵、体积庞大、占用厂房面积较大等，而管道的用量往往很大，需要快速涂装，旧工艺方法很难实现。

通过检索，尚未发现与本发明专利申请相关的专利产品及涉及钢管滚涂生产系统及方法的相关专利公开文献。

发明内容

本发明的目的在于克服现有涂装技术的不足之处，提供一种体积小、投资少、全自动化滚涂、能降低劳动强度、提高了生产效率、解决了大口径钢管的内外涂覆问题的钢管防腐热滚涂专用生产系统及利用该专用生产系统的专用滚涂方法。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种钢管防腐热滚涂专用生产系统，包括底板、钢管卡盘、内壁滚涂送料装置、外壁滚涂送料装置及钢管转动调速装置，在底板上镜像对称各固装有一钢管卡盘，该钢管卡盘的中心同轴制有一进料通孔，在该钢管卡盘之间同轴安装钢管；在两个钢管卡盘的外侧同轴各设置一内壁滚涂送料装置，该两个内壁滚涂送料装置上的送料管分别穿过进料通孔伸入钢管中；在两个钢管卡盘之间的钢管上方滑动安装有外壁滚涂送料装置，该外壁滚涂送料装置在对应钢管的中轴部位制有出料孔，在底板的一侧固装有钢管转动调速装置。

而且，所述外壁滚涂送料装置的底端垂直安装于滑动轨道的上方，滑动轨道平行设置于与钢管转动调速装置相对的底板的另一侧。

而且，所述钢管下方安装一液压缸升降器。

而且，所述送料器本体包括外壳和位于外壳内的旋转驱动电机和抽送控制器，旋转驱动电机和抽送控制器相连接，外壳的一端设有一与旋转驱动电机连接的送料管，通过旋转驱动电机和抽送控制器控制该送料管的伸缩及旋转，控制该送料管进行上料。

而且，所述钢管转动调速装置包括电机、变速箱、控制电气柜和传动装置，该电机、变速箱、控制电气柜和传动装置连接在一起组成完整的控制系统，该传动装置与齿轮连接在一起。

而且，通过钢管转动调速装置调控钢管卡盘的旋转速度为20～40转/分钟。

而且，所述外壁滚涂送料装置采用瀑布式布料器或者采用可升降式流化床。

而且，所述该瀑布式布料器包括支架、布料器和车轮，布料器安装于支架的上方，布料器向支架的一侧横向伸出，通过安装于支架上的气缸及电机进行控制布料器的出料口的开启与关闭，车轮安装于支架的底端。

利用如上所述的钢管防腐热滚涂专用生产系统的专用热滚涂方法，步骤如下：

⑴钢管内、外表面抛丸除锈

钢管进管后，钢管进行除湿、除油、内外表面抛丸、抛丸后清扫、检测、内表面除锈及清理；

钢管经过喷砂抛丸除锈，并通过仪器检测表面锚纹深度达到工艺要求40～70μｍ，进入加热处理工序；

⑵钢管加热处理工序

将经检测合格的钢管进行加热，加热至230℃±10℃；可以将检测合格的钢管进行中频加热、烤炉或燃气炉加热；

⑶将步骤⑵中加热完毕的热钢管使用钢管托架进行上管，将热钢管置入钢管卡盘中卡住后，使用钢管防腐热滚涂专用生产系统的内壁滚涂送料装置和外壁滚涂送料装置进行快速滚涂10～40秒，钢管内部和钢管外部滚涂可同时进行，即内壁滚涂送料装置和外壁滚涂送料装置可同时开启进行滚涂钢管，钢管内、外壁滚涂后，依靠余热固化10～20分钟、水冷、在线检测、喷标、加护、入库，即得滚涂后的钢管。

而且，所述步骤⑵中中频加热使用中频感应加热设备，中频加热5～20秒；烤炉或燃气炉加热需要1～2.5～3.5小时。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明生产系统体积小、投资少，该系统由于设置了内壁滚涂送料装置和外壁滚涂送料装置，因此可对钢管的内、外同时滚涂，一次完工，保证了涂层的完整性；而且，滚涂后的钢管的涂层膜厚均匀，比静电喷涂和浸涂更容易控制膜厚，成型件壁厚均匀，仅仅改变加料量并调节钢管转速即可生产预想膜厚的涂层，大大方便了钢管的滚涂工作。在生产过程中全过程可以自动化控制，整个滚涂过程可在十秒至四十秒内完成，降低了劳动强度，提高了生产效率，解决了大口径钢管的内外涂覆问题。

2、本发明生产系统通过对粉末涂料粒度、化学反应时间的等特点的研究，专门设计了适合滚涂的设备，经过实际生产验证，生产效果显著，同时为许多用户采用，涂层质量通过了国家管道局的检测，而且也被证明优于其他的涂装方法，涂料100%利用率，为国家管道局大力推广，创造了巨大的经济效益。

3、本发明热滚涂方法先将管道采用加热炉加热或中频加热，滚涂好后，就不再加热，利用余热固化，提高了工作效率，而且滚涂后钢管的涂层性能优异，降低了生产成本，节约了能源；该方法中可将所有粉末全部转化为涂层，无粉末涂料的损耗，进一步降低了生产成本。而且，该方法适合超大管径、甚至超大管径钢管，108mm～3000mm均可采用此工艺涂装，使用范围广泛。

附图说明

图1为本发明钢管防腐热滚涂专用生产系统的结构连接示意图；

图2为图1的A-A向截面剖视图；

图3为本发明中内壁滚涂送料装置的使用状态示意图；

图4为图3的B-B向截面剖视示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

本发明用熔结环氧粉末涂料涂覆钢管，针对传统涂覆方法存在的缺陷，发明了环氧粉末涂料为原料的钢管滚涂工艺，在十多家客户近几年的应用实践，工艺方法也逐渐成熟起来，推广较快。

一种钢管防腐热滚涂专用生产系统，如图1、2、3和4所示，包括底板10、钢管卡盘7、内壁滚涂送料装置、外壁滚涂送料装置4及钢管转动调速装置14，在底板上镜像对称各固装有一钢管卡盘，该钢管卡盘的中心同轴制有一进料通孔16，在该钢管卡盘之间同轴安装钢管12；在两个钢管卡盘的外侧同轴各设置一内壁滚涂送料装置，该两个内壁滚涂送料装置上的送料管2分别穿过进料通孔伸入钢管中；在两个钢管卡盘之间的钢管上方滑动安装有外壁滚涂送料装置，该外壁滚涂送料装置在对应钢管的中轴部位制有出料孔，在底板的一侧边固装有钢管转动调速装置。

所述外壁滚涂送料装置的底端垂直安装于滑动轨道9的上方，滑动轨道平行设置于与钢管转动调速装置相对的底板的另一侧边。

在底板上所镜像对称固装的钢管卡盘是通过在底板上固装支撑座11固装的，在支撑座上方安装一转轴8，在该转轴上同轴固装钢管卡盘，在两个转轴的外端部均同轴固装有一齿轮3，在齿轮上啮合安装有链条，该链条由钢管转动调速装置驱动，由此实现转轴的转动，带动钢管卡盘转动。具体地，该齿轮与钢管转动调速装置相连接，钢管转动调速装置带动齿轮旋转，齿轮带动转轴进行旋转，转轴带动钢管卡盘旋转，从而钢管卡盘带动钢管旋转。该钢管还可以通过设置于钢管下方的液压缸升降器（液压缸升降器为本领域的常用设备，图中未示出）进行上管，该液压缸升降器的设置的目的是便于上管，尤其大吨位钢管，而且经加热后的高温钢管的温度有时会达到240度，人力难以搬运，使用钢管托架上管安全、方便、快捷。液压缸升降器是自动上管系统，自动上管技术在钢管生产行业已经很成熟，自动上管技术设备已经运用多年，本发明中的液压缸升降器可以使用现有技术中的已有的自动上管技术中的已有设备。

所述两个内壁滚涂送料装置包括送料器本体1和送料管2，送料器本体可以使用现有技术中的送料器。在本实施例中，该送料器本体包括外壳和位于外壳内的旋转驱动电机和抽送控制器（图中未示出），旋转驱动电机和抽送控制器相连接，外壳的一端设有一与旋转驱动电机连接的送料管，该进料管呈U型，通过旋转驱动电机和抽送控制器可以控制该送料管的伸缩及旋转，控制该送料管进行上料。使用前，将滚涂粉末涂料17均匀置入送料管中，根据被涂钢管的长度确定送料管的长度和送料量（送料量的大小决定半管的直径），通过抽送控制器，将带有粉末涂料的U型送料管穿过进料通孔并插入旋转着的热钢管中，翻扣过来将熔结环氧粉末涂料快速倒入管内，颗粒状物料随着钢管的旋转，依靠重力作用，快速而均匀地熔结在热管内壁，形成光滑致密的涂层，然后依靠钢管自身余热固化。

由于钢管的内部表面积很大，直径在1米以上的管，有的长度可达15米，面积可达40～50平米，为了能在同一个瞬间使得如此大面积的钢管同时布料，设计了内壁滚涂送料装置，将滚涂粉末涂料布满半管中，从两端快速插入钢管，并自动迅速翻转，将粉末涂料洒落管内，依靠重力作用和钢管的快速旋转（20—80转/分钟），在5—10秒内熔融并粘附于钢管内壁，这种内壁滚涂送料装置能够随意控制涂膜厚度，形成的涂层均匀致密，涂层利用余热固化。

所述钢管转动调速装置包括电机、变速箱、控制电气柜（配有正反转开关，市售）和传动装置，该电机、变速箱、控制电气柜和传动装置连接在一起组成完整的控制系统，该传动装置可以为链条或齿轮，该传动装置与齿轮连接在一起，通过钢管转动调速装置可以调控钢管卡盘的旋转速度在20～40转/分钟。

所述滑动轨道可以使用现有技术中的与外壁布料装置相配合的任何一种轨道。

所述外壁滚涂送料装置可以采用瀑布式布料器或者采用可升降式流化床（浸涂滚涂法）。本实施例中采用瀑布式布料器，该瀑布式布料器包括支架6、布料器5和车轮13，布料器安装于支架的上方，布料器向支架的一侧横向伸出，通过安装于支架上的气缸15及电机（图中未示出）进行控制布料器的出料口的开启与关闭，车轮安装于支架的底端，瀑布式布料器可以通过该车轮在滑动轨道上来回滑动。对于管径超大的钢管(1000mm～3000mm)，采用瀑布式布料器；对于管径在100mm～1000mm的钢管，采用可升降式流化床（浸涂滚涂法）。瀑布式布料器是将熔结环氧粉末涂料象瀑布一样均匀地洒落在旋转的热钢管外壁，进行熔融、流平、固化。可升降式流化床是将粉末涂料倒入稍微比钢管长20cm的流化槽内，从流化板下方通入压缩空气让粉末涂料完全流化开，将旋转的热钢管浸入沸腾状的粉末涂料中3～5秒，热管外壁便熔结上了环氧涂料，移开流化槽，然后利用余热固化即可。

由于钢管表面积少的有40～50平方米，较大管径的表面可达100平方米以上，如果采用静电喷涂，需要半小时以上，管道会迅速冷凉，为了能够快速对钢管进行涂装呢，设计的瀑布式布料器使粉末涂料象瀑布一样快速垂流而下，由于钢管在旋转，温度又很高，能够快速在5～10秒钟内完成涂布，多余的滚涂粉末落在下面收集器内，回收利用。这一过程与内壁滚涂同时进行。这种方式的另一优点是对于管径变化适应快，任何不同管径均可用同一台布料器。

对于同一规格的管径，则可使用可升降式流化槽，将粉末倒入流化槽中并流化起来，该装置安装于被涂钢管下面，当流化槽上升时，旋转的钢管浸入粉末涂料中，快速熔结上一层涂料，然后流化槽落下与钢管分开，涂层厚度需要与操作经验配合起来。优点是快速易涂，涂层均匀。

本发明钢管防腐热滚涂专用生产系统的相关技术参数可以参考如下：

如上所述的的钢管防腐热滚涂专用生产系统的使用方法，步骤如下：

1、钢管除锈前预热（液化气火炬火烤80度左右，）

2、钢管内外表面抛丸除锈（除锈效果检测、锚纹深度检测）

3、钢管中频加热（或用烤炉加热，效率低于中频）至180度---240度之间

4、热钢管自动进入本发明的上管托架上，升起后，用卡盘夹牢钢管；托架下降并沿导轨移出滚涂系统，以免碍事；这些动作均为电脑自动控制完成。

5、卡盘带动钢管旋转（调速至20—80转/分钟）

6、半切管式进料机插入内部进料，同时外部瀑布机开始布料；5—20秒完成动作后，自动移开恢复到原位。

7、粉末涂料熔融流平固化，形成完整涂膜，涂覆完成；（维持旋转2分钟后停）

8、托架上升，卡盘松开，涂后钢管卸下移开、冷却、检测、合格后打标、入库。

9、进行下一根管连续流水作业。

一种利用如上所述的钢管防腐热滚涂专用生产系统的专用热滚涂方法，步骤如下：

⑴钢管内、外表面抛丸除锈（内外表面同时抛丸，抛丸的目的就是除锈，市场上有专门设备）

钢管进管后，钢管进行除湿、除油、内外表面抛丸、抛丸后清扫、检测、内表面除锈及清理，上述过程所使用的设备为行业常规设备，比较普通，操作方法也相对简单，为本技术领域内常用的方法，因此不作详细叙述。

钢管经过喷砂抛丸除锈，并通过仪器检测表面锚纹深度达到工艺要求（40--70μｍ），可以通过管道自动输送托架输送钢管进入加热处理工序。

⑵钢管加热处理工序

将经检测合格的钢管进行加热，加热至230℃±10℃；可以将检测合格的钢管进行中频加热、烤炉或燃气炉加热（其中任一种均可，根据生产节奏选择加热方式），中频加热可以使用中频感应加热设备，中频加热只需5～20秒，烤炉或燃气炉加热需要1～3小时左右。

使用中频加热，可以减少设备体积并提高加热速度，仅用一个线圈就可替代以前庞大的烤炉，干净卫生。当电力条件不允许时，可以使用烤炉加热或燃气炉加热。

⑶将步骤⑵中加热完毕的热钢管使用钢管托架进行上管，将热钢管置入钢管卡盘中卡住后，使用钢管防腐热滚涂专用生产系统的内壁滚涂送料装置和外壁滚涂送料装置进行快速滚涂10～40秒，钢管内部和钢管外部滚涂可同时进行，即内壁滚涂送料装置和外壁滚涂送料装置可同时开启进行滚涂钢管，钢管内、外壁滚涂（熔结环氧粉末涂料）后，依靠余热固化10～20分钟、水冷（可以采用淋水冷却）、在线检测、喷标、加护、入库，即得滚涂后的钢管。

Claims (8)

1.一种钢管防腐热滚涂专用生产系统，包括底板、钢管卡盘、内壁滚涂送料装置、外壁滚涂送料装置及钢管转动调速装置，其特征在于：在底板上镜像对称各固装有一钢管卡盘，该钢管卡盘的中心同轴制有一进料通孔，在该钢管卡盘之间同轴安装钢管；在两个钢管卡盘的外侧同轴各设置一内壁滚涂送料装置，该两个内壁滚涂送料装置上的送料管分别穿过进料通孔伸入钢管中；在两个钢管卡盘之间的钢管上方滑动安装有外壁滚涂送料装置，该外壁滚涂送料装置在对应钢管的中轴部位制有出料孔，在底板的一侧固装有钢管转动调速装置；

所述外壁滚涂送料装置采用瀑布式布料器或者采用可升降式流化床；

所述该瀑布式布料器包括支架、布料器和车轮，布料器安装于支架的上方，布料器向支架的一侧横向伸出，通过安装于支架上的气缸及电机进行控制布料器的出料口的开启与关闭，车轮安装于支架的底端。

2.根据权利要求1所述的钢管防腐热滚涂专用生产系统，其特征在于：所述外壁滚涂送料装置的底端垂直安装于滑动轨道的上方，滑动轨道平行设置于与钢管转动调速装置相对的底板的另一侧。

3.根据权利要求1所述的钢管防腐热滚涂专用生产系统，其特征在于：所述钢管下方安装一液压缸升降器。

4.根据权利要求1所述的钢管防腐热滚涂专用生产系统，其特征在于：所述两个内壁滚涂送料装置包括送料器本体和送料管，所述送料器本体包括外壳和位于外壳内的旋转驱动电机和抽送控制器，旋转驱动电机和抽送控制器相连接，外壳的一端设有一与旋转驱动电机连接的送料管，通过旋转驱动电机和抽送控制器控制该送料管的伸缩及旋转，控制该送料管进行上料。

5.根据权利要求1所述的钢管防腐热滚涂专用生产系统，其特征在于：所述钢管转动调速装置包括电机、变速箱、控制电气柜和传动装置，该电机、变速箱、控制电气柜和传动装置连接在一起组成完整的控制系统，该传动装置与齿轮连接在一起。

6.根据权利要求5所述的钢管防腐热滚涂专用生产系统，其特征在于：通过钢管转动调速装置调控钢管卡盘的旋转速度为20～40转/分钟。

7.一种利用如权利要求1至6任一项所述的钢管防腐热滚涂专用生产系统的专用热滚涂方法，其特征在于：步骤如下：

⑴钢管内、外表面抛丸除锈

钢管进管后，钢管进行除湿、除油、内外表面抛丸、抛丸后清扫、检测、内表面除锈及清理；

钢管经过喷砂抛丸除锈，并通过仪器检测表面锚纹深度达到工艺要求40～70μm，进入加热处理工序；

⑵钢管加热处理工序

将经检测合格的钢管进行加热，加热至230℃±10℃；可以将检测合格的钢管进行中频加热、烤炉或燃气炉加热；

⑶将步骤⑵中加热完毕的热钢管使用钢管托架进行上管，将热钢管置入钢管卡盘中卡住后，使用钢管防腐热滚涂专用生产系统的内壁滚涂送料装置和外壁滚涂送料装置进行快速滚涂10～40秒，钢管内部和钢管外部滚涂可同时进行，即内壁滚涂送料装置和外壁滚涂送料装置可同时开启进行滚涂钢管，钢管内、外壁滚涂后，依靠余热固化10～20分钟、水冷、在线检测、喷标、加护、入库，即得滚涂后的钢管。

8.根据权利要求7所述的专用热滚涂方法，其特征在于：所述步骤⑵中中频加热使用中频感应加热设备，中频加热5～20秒；烤炉或燃气炉加热需要1～3.5小时。