CN104214469A - 球墨铸铁管外表面防腐蚀处理工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种球墨铸铁管外表面防腐蚀处理工艺，特别是涉及一种球墨铸铁管外表面的防腐处理工艺。其目的是为了提供一种能够提高球铁管外表面的防腐性能的、延长管道使用寿命的球墨铸铁管外表面防腐蚀处理工艺。本发明球墨铸铁管外表面防腐蚀处理工艺为：退火→精整打磨→水压试验→水泥砂浆内衬涂覆→水泥砂浆内衬蒸汽养生→水泥砂浆内衬打磨→管道预热→管道外表面处理→喷涂牺牲阳极保护涂层→封孔终饰层喷涂→终饰层固化→标识喷涂→包装发货。新工艺避免了牺牲阳极保护涂层在生产工序中的破损及蒸汽养生损耗涂层的活性金属，还提高了锌层等牺牲阳极保护涂层的附着力。从而提高了球铁管外表面防腐性能，延长管道的使用寿命。

Description

球墨铸铁管外表面防腐蚀处理工艺

技术领域

本发明涉及一种球墨铸铁管外表面的处理工艺，特别是涉及一种球墨铸铁管外表面的防腐处理工艺。

背景技术

现有技术中在球墨铸铁管的外表面的防腐蚀处理工艺中，通常在管道外表面所喷涂的防腐涂层例如纯锌涂层等牺牲阳极保护涂层，可以对球墨铸铁管起到阴极保护的作用，同时这些牺牲阳极保护涂层腐蚀产物致密性好且难溶于水，可以保护小面积涂层破损区域的球铁金属不腐蚀。牺牲阳极保护涂层之所以能够对球铁管基体起到阴极保护作用，是因为涂层中以金属形态存在的锌等物质使得涂层的电位相对于球铁金属的电位较低，这些以金属形态存在的物质称作活性金属，因此，对厚度相同的同种牺牲阳极保护涂层而言，涂层中活性金属含量越高，对球铁管的阴极保护效果越好。在对球铁基体起到阴极保护的过程中，涂层中以金属形态存在的活性金属物质与外部环境中的水分、氧气等发生腐蚀反应，转化成以化合态存在的氧化物、氢氧化物、碱式碳酸盐等物质，显然，涂层中活性金属含量越高，其阴极保护寿命越长。球墨铸铁管在出厂之前如果处于高温高湿环境中，其外表面的牺牲阳极保护涂层中的活性金属就会发生电化学腐蚀反应，导致涂层对球铁管的阴极保护时间缩短。

球墨铸铁管传统防腐工艺为：退火管→喷锌基合金涂层→精整打磨→水压试验→水泥砂浆内衬涂覆→水泥砂浆内衬蒸汽养生→水泥砂浆内衬打磨→终饰层喷涂→终饰层固化→标识喷涂→包装发货。

虽然传统工艺满足目前球墨铸铁管产品标准要求，但是，传统工艺最大的缺陷在于降低了牺牲阳极保护涂层活性金属含量，而且涂层破损几率增大，进而影响其防腐性能，其原因有如下四个方面：第一，从喷涂牺牲阳极保护涂层到喷涂终饰层中间经过多道工序，而每个工序都会对牺牲阳极保护涂层造成局部损坏，例如在传统工序中管道在喷涂牺牲阳极保护涂层后，后续工序容易导致管道外表面喷涂的牺牲阳极保护涂层出现磨损，特别是在精整打磨、水泥砂浆内衬涂覆、水泥砂浆内衬打磨等工序中由于托轮带动管道高速旋转以及震动会导致管道与托轮接触部位的牺牲阳极保护涂层遭到严重损坏，另外工序间运送管道过程中涂层也会遭到一定程度损坏；第二，喷涂牺牲阳极保护涂层后经过好几道工序才能到达喷涂终饰层工序，牺牲阳极保护涂层表面不可避免地会被灰尘或其它异物污染，导致牺牲阳极保护涂层与终饰层之间附着力差，也会在一定程度上降低外防腐涂层的耐腐蚀性能；第三，尤其是在水泥砂浆内衬蒸汽养生工序中，牺牲阳极保护涂层长时间(约8小时)处于高温高湿环境当中，涂层表面发生电化学腐蚀反应而消耗部分活性金属，削弱了涂层的阴极保护能力。第四，传统工艺的锌层、锌铝合金涂层及锌铝伪合金涂层、锌铝稀土合金及锌铝稀土伪合金涂层、锌铝镁合金及锌铝镁伪合金涂层、锌铝镁稀土合金及锌铝镁稀土伪合金涂层的防腐性能都不能满足强腐蚀性土壤环境。

虽然如此，本领域技术人员并未发现传统工艺的缺陷和危害，其原因主要在于以下四个方面：第一，大多土壤环境为弱腐蚀性，通常情况下在球墨铸铁管外表面喷涂纯锌层外加终饰层作为外防腐涂层，金属锌层在蒸汽养生过程中出现的氢氧化锌、碱式碳酸锌等腐蚀产物(也称作白锈)颜色与纯锌层较为相似，在车间内不容易发现金属锌层颜色发生变化；第二，ISO2531、GB/T13295等产品标准仅要求在喷涂锌层工序检查单位面积上锌层的质量，即以单位g/m²检测是否符合标准要求，并不要求在喷涂终饰层之前检查金属锌层的活性金属锌含量，其原因在于目前尚无合适的在线检测球铁管外表面锌层活性金属锌含量的方法；第三，本领域也不要求在球墨铸铁管安装施工前检测金属锌层的活性金属锌含量，与第二条原因相似，除了实验室检测以外，目前在施工现场安装管道之前也尚无合适的方法来检测球铁管外表面锌层中金属锌含量。第四、传统工艺之所以能够一直沿用至今的原因在于，在喷涂锌涂层之后进入蒸汽养生工序可以起到防锈作用，尽管损耗了一些活性金属锌，但涂层中还剩余的部分金属锌使得锌层的腐蚀电位依然低于球铁基体，还能对球铁管基体起到一定的阴极保护作用，因而还可以在埋地应用环境中起到一定的防腐作用；此外，相比其它工序间防锈方法而言，喷涂锌层等牺牲阳极保护涂层是效率最高的方法，完全能够满足球墨铸铁管快速生产节奏的需要，而其他防锈方法效率很低，不能满足快速生产节奏要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够提高球铁管外表面的防腐性能的、延长管道使用寿命的球墨铸铁管外表面防腐蚀处理工艺。

一种球墨铸铁管外表面防腐蚀处理工艺，其特征在于：包括以下工艺流程：

(1)对球墨铸铁管的管道进行退火处理；

(2)对所述管道的承口和插口进行精整打磨；

(3)对所述管道进行水压测试；

(4)如果步骤(3)中测得的指标合格，则在所述管道的内壁上涂覆水泥砂浆内衬；

(5)所述水泥砂浆内衬涂覆完成后对所述管道进行蒸汽养生；

(6)蒸汽养生完毕后对所述水泥砂浆内衬进行打磨；

(7)打磨完成后对所述管道进行预热；

(8)预热结束后对所述管道进行外表面处理；

(9)外表面处理完成后在所述管道外表面喷涂牺牲阳极保护涂层；

(10)喷涂牺牲阳极保护涂层结束后喷涂终饰层。

本发明球墨铸铁管外表面防腐蚀处理工艺所述牺牲阳极保护涂层为纯锌层、锌基合金涂层或锌基伪合金涂层。

本发明球墨铸铁管外表面防腐蚀处理工艺所述管道外表面处理工序包括抛丸、喷丸、喷砂和打磨。

本发明球墨铸铁管外表面防腐蚀处理工艺中将喷涂牺牲阳极保护涂层的工序由传统工艺中在水泥砂浆内衬蒸汽养生之前调整到水泥砂浆内衬蒸汽养生之后，喷涂牺牲阳极保护涂层后紧接着喷涂终饰层，避免了牺牲阳极保护涂层在精整打磨、水泥砂浆内衬涂覆、水泥砂浆内衬打磨工序以及工序间管道运送过程中的损伤和破坏，不但增强了牺牲阳极保护涂层的完整保护性，还充分发挥了其隔离保护作用；尤其是避免了在水泥砂浆内衬蒸汽养生工序过程中，高温高湿环境导致牺牲阳极保护涂层发生电化学腐蚀反应，损耗活性金属从而降低阴极保护效果和缩短涂层使用寿命的缺陷。采用本发明工艺后，管道喷涂牺牲阳极保护涂层后马上到达喷涂终饰层工位，而锌铝合金涂层及锌铝伪合金涂层、锌铝稀土合金及锌铝稀土伪合金涂层、锌铝镁合金及锌铝镁伪合金涂层、锌铝镁稀土合金及锌铝镁稀土伪合金涂层的防腐性能显著提高,完全可以适用于强腐蚀土壤环境。虽然采用新工艺会在蒸汽养生工序中管道表面会产生薄薄的一层浮锈，但是并不会影响管道厚度，而且本发明通过增加管道外表面处理工艺，除去表面浮锈、油、水、灰尘及其它任何杂质，大幅度提高了牺牲阳极保护涂层与管道的附着力，从而使其耐腐蚀性能更加优异。如果仅仅简单调整工序，而没有外表面处理工序，管道表面在蒸汽养生过程中形成的锈迹会严重影响防腐涂层附着力，管道滚动和磕碰时涂层易脱落，进而影响涂层防腐性能。

具体实施方式

实施例1

球墨铸铁管外表面的喷锌涂层防腐蚀处理工艺为：首先对球墨铸铁管的管道进行退火处理，将管道在退火炉中分别以一定速度通过高温加热段、保温段、快冷段和缓冷段，使管道铁素体和力学性能满足产品标准要求；然后利用打磨机对管道的承口和插口进行精整打磨；之后利用水压测试机对管道进行水压测试；当水压测试工序中测得的指标合格，则在管道的内壁上涂覆水泥砂浆内衬；等水泥砂浆内衬涂覆完成后，在养生工序对管道进行蒸汽养生直到管道水泥砂浆内衬达到一定的强度要求为止，养生池温度控制在45～85℃，相对湿度控制在60％～100％；蒸汽养生完毕后对水泥砂浆内衬进行打磨；打磨完成后对管道进行预热；预热结束后对所述管道进行外表面处理，通过打磨或抛丸的形式除去管道外表面的氧化皮、锈迹、油、水、灰尘及其它任何杂质；外表面处理完成后在所述管道外表面喷涂锌层，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，锌层厚度控制在130～150g/m²左右；最后等喷涂锌层结束后喷涂终饰层。

涂层性能测试结果见表1。

表1  锌层性能测试数据

工艺方法	活性金属锌含量
		本发明工艺	95.9％
传统工艺	84.5％

通过上述数据表明采用本发明防腐工艺，其活性金属含量显著提高，其阴极保护能力更好，防腐性能更强。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种球墨铸铁管外表面防腐蚀处理工艺，其特征在于：包括以下工艺流程：

(1)对球墨铸铁管的管道进行退火处理；

(2)对所述管道的承口和插口进行精整打磨；

(3)对所述管道进行水压测试；

(4)如果步骤(3)中测得的指标合格，则在所述管道的内壁上涂覆水泥砂浆内衬；

(5)所述水泥砂浆内衬涂覆完成后对所述管道进行蒸汽养生；

(6)蒸汽养生完毕后对所述水泥砂浆内衬进行打磨；

(7)打磨完成后对所述管道进行预热；

(8)预热结束后对所述管道进行外表面处理；

(9)外表面处理完成后在所述管道外表面喷涂牺牲阳极保护涂层；

(10)喷涂牺牲阳极保护涂层结束后喷涂终饰层。

2.根据权利要求1所述的球墨铸铁管外表面防腐蚀处理工艺，其特征在于：所述牺牲阳极保护涂层为纯锌层、锌基合金涂层或锌基伪合金涂层。

3.根据权利要求2所述的球墨铸铁管外表面防腐蚀处理工艺，其特征在于：所述步骤(8)的外表面处理方法包括抛丸、喷丸、喷砂和打磨。