CN104728557A - 一种球墨铸铁管内衬环氧陶瓷的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于球墨铸铁管材防腐领域，尤其涉及一种球墨铸铁管内衬环氧陶瓷的生产工艺。包括：球墨铸铁管金属基体经预热后，在托辊的带动下高速旋转，喷涂机在管体内部匀速喷涂A液体与B液体加入A液体与B液体总重量的3％的消泡剂同步喷涂，经冷却固化管体内表面形成环氧陶瓷涂层；按照质量百分比含量，所述A液体为20-30％的石英粉与70-80％的环氧树脂混合而成；所述B液体为20-30％的石英粉与70-80％的聚酰胺类固化剂混合而成，所述A液体与B液体的重量比范围为：1：1～1:1.2。本发明采用的技术工艺，克服了环氧陶瓷表面产生的针孔和气泡现象，使得环氧陶瓷表面光滑平整，并通过电火花检测而没有漏电现象。

Description

一种球墨铸铁管内衬环氧陶瓷的生产工艺
技术领域
本发明属于球墨铸铁管材防腐领域，尤其涉及一种球墨铸铁管内衬环氧陶瓷的生产工艺。
背景技术
随着铸管行业的发展，球墨铸铁管被越来越多的用户所认知和接受。同时对铸管的防腐性能也提出了更高的要求。而目前市场所使用的球墨铸铁管95％以上内防腐材料仍局限于普通水泥砂浆。其缺点为不能用于含有酸碱等侵蚀性介质的输送，在内衬环氧陶瓷球墨铸铁管产品之前，也曾经采用抗硫酸盐水泥、高铝水泥替代普通硅酸盐水泥用于输送污水，但其抗酸碱侵蚀的能力远不能满足一些特殊环境的使用。美国于2002年开发的Petro401产品在铸管内防腐得到了成功应用。但由于其综合性价比远不如环氧陶瓷(Ceramic Epoxy)，因此环氧陶瓷成为污水输送用球墨铸铁管材的首选内防腐材料。
球墨铸铁管内衬环氧陶瓷，主要用于输送酸、碱含量较高的污水。由于有较高的防腐性能以及优良的水利性(表面光滑)，因此环氧陶瓷成为污水输送用球墨铸铁管材的首选内防腐材料。
球墨铸铁管内衬环氧陶瓷的成分为环氧树脂、石英粉、防沉剂、固化剂等，该材料为厚浆型、多组份、胺固化，一次喷涂厚度可达到1000μm以上，产品各项性能指标均符合ASTM标准要求。由于环氧陶瓷中含有体积比不小于20％的微细石英粉末，其结构更加稳定、坚韧，具有其它材料所无法比拟的耐磨性；按照ASTM标准，分别使用20％H2SO4、25％NaOH、10％NaCl溶液浸泡，环氧陶瓷涂层没有变化。
环氧陶瓷涂层非常适用于温差较大的地区，经对成品管的反复试验，在-20℃～100℃条件下反复进行温升和温降，涂层的表面及与母材的结合无任何变化；环氧陶瓷表面光滑如镜，同时其涂层厚度平均为1000μm～2000μm，远 远低于水泥内衬管，这使它的有效流量比普通水泥内衬管提高了10％～20％，因此可大大减少动力系统的设计投资除了化学腐蚀电腐蚀对管材也是不利的，环氧陶瓷涂层能够承受4000V电压。以上这些优点是目前所有已知铸管防腐材料所不能达到的。
目前，球墨铸铁管95％以上内防腐材料仍局限于普通水泥砂浆。其缺点为内防腐效果差，使用寿命低，不能用于含有酸碱等侵蚀性介质的输送，在内衬环氧陶瓷球墨铸铁管产品之前，也曾经采用抗硫酸盐水泥、高铝水泥替代普通硅酸盐水泥用于输送污水，但其抗酸碱侵蚀的能力远不能满足一些特殊环境的使用。美国于2002年开发的Petro401产品在铸管内防腐得到了成功应用。但由于其综合性价比远不如环氧陶瓷(Ceramic Epoxy)，因此环氧陶瓷成为污水输送用球墨铸铁管材的首选内防腐材料。
球墨铸铁内衬环氧陶瓷管与现有的普通球墨铸铁内衬水泥管无相比，有着无法替代的特性，抗腐蚀、抗氧化、使用寿命长，适用于强腐蚀介质的地区和环境使用；抗静电、抗污染、不结垢；安装方便，施工快；口径大，管体长，联结点少，并内承压高。
环氧陶瓷料喷涂的工艺存在涂层固化较难或者且涂层表面产生针孔的几率明显增加。涂层表面针孔控制，环氧陶瓷涂层在涂覆完成后，需进行电火花检测，其目的是检测涂层的抗电压击穿能力。按照产品标准要求，涂层的电火花检测设定电压为4000V，而影响到因素主要是针孔。在实际生产过程中，针孔的产生可分为两类，一是由于球墨铸铁管母材的皮下气孔中的气体在穿透环氧陶瓷涂层，在涂层表面形成针孔；另一类是管子的端部由于温降过快，造成针孔。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种涂层厚度均匀、光滑平整、无针孔的球墨铸铁管内衬环氧陶瓷的生产工艺，解决针孔缺陷、固化缓慢、瞬时固化、气泡等质量问题。
本发明是这样实现的，一种球墨铸铁管内衬环氧陶瓷的生产工艺，包括：球墨铸铁管金属基体经预热后，在托辊的带动下高速旋转，喷涂机在管体内部匀速喷涂A液体与B液体加入A液体与B液体总重量的3％的消泡剂同步喷涂，经冷却固化管体内表面形成环氧陶瓷涂层；按照质量百分比含量，所述A液体为20-30％的石英粉与70-80％的环氧树脂混合而成；所述B液体为20-30％的石英粉与70-80％的聚酰胺类固化剂混合而成，所述A液体与B液体的重量比范围为：1：1～1:1.2。
进一步地，所述A液体与B液体原料采用水浴恒温加热，加热的温度为40℃～50℃之间。
进一步地，球墨铸铁管金属基体在喷涂时，加热至55℃～60℃，采用直接在喷涂工位使用烧嘴煤气对管子进行即时加热。
进一步地，所述球墨铸铁管金属基体，按照质量百分比含量，C含量为3.4％～3.6％，Si含量2.2～2.4％。
进一步地，预热过程是通过托辊设备旋转，通过烧嘴均匀加热，加热温度为55℃～60℃。
进一步地，托辊的旋转范围为：
球墨铸铁管规格为：DN100～DN300，托辊的转速：100转/分～120转/分；
球墨铸铁管规格为：DN350～DN600，托辊的转速：80转/分～100转/分；
球墨铸铁管规格为：DN700～DN1200，托辊的转速：40转/分～60转/分；
球墨铸铁管规格为：DN1400～DN1800，托辊的转速：30转/分～40转/分；
球墨铸铁管规格为：DN2000～DN2600，托辊的转速：15转/分～20转/分。
进一步地，在球墨铸铁管的A液体与B液体混料形成的涂层在3.0Kg/m2-3.3Kg/m2。
本发明与现有技术相比，有益效果在于：
本发明采用的技术工艺，克服了环氧陶瓷表面产生的针孔和气泡现象，使得环氧陶瓷表面光滑平整，并通过电火花检测而没有漏电现象；
由于环氧陶瓷料的密度为1.62g/cm3，而环氧树脂的密度为1.0g/cm3-10.5g/cm3。由于环氧陶瓷原料中的石英砂密度为3.0g/cm3，由于石英砂密度远大于环氧树脂的密度，因此如果在环氧陶瓷喷涂过程离心力控制不当，会造成环氧陶瓷原料中环氧树脂与石英砂发生离析。导致涂层表面石英砂含量不足，造成涂层的耐磨性降低。同时由于涂层内侧石英砂含量过高，导致涂层与管体的附着力降低，甚至出现剥离现象。本发明结合的转速条件下涂层不会产生离析现象，而且涂层与铸管母材的附着力也不会受到破坏。
本发明通过球墨铸铁管金属基体通过将其浇铸的铁水，按照质量百分比含量，C含量为3.4％～3.6％，Si含量2.2～2.4％。解决了球墨铸铁管内表面皮下气孔的问题，对解决环氧陶瓷涂层表面针孔问题起到了决定性的作用。
本发明方法制备的球墨铸铁管内衬环氧陶瓷具有无针孔、固化合理、无皮下气泡；由于管温和料温的创造性改进。环氧陶瓷涂层质量取得了大幅度提高。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种球墨铸铁管内衬环氧陶瓷的生产工艺，包括：球墨铸铁管金属基体经预热后，在托辊的带动下高速旋转，喷涂机在管体内部匀速喷涂A液体与B液体同时加入A液体与B液体总重量的3％的消泡剂同步喷涂，经冷却固化管体内表面形成环氧陶瓷涂层；按照质量百分比含量，A液体为20％的石英粉与80％的环氧树脂混合而成；B液体为80％的聚酰胺类固化剂(市面上任意一类的聚胺类固化剂均满足)与20％的石英粉混合而成，A液体与B液体的重量比范围为：1：1。在球墨铸铁管的A液体与B液体混料形成的涂层在3.0Kg/m2-3.3Kg/m2。
制备过程中，A液体与B液体原料采用水浴恒温加热，加热的温度为45℃。
球墨铸铁管金属基体在喷涂时，加热至55℃，采用直接在喷涂工位使用烧嘴煤气对管子进行即时加热。
球墨铸铁管金属基体所采用的铁水，按照质量百分比含量，C含量为3.5％，Si含量2.3％。
预热过程是通过托辊设备旋转，通过烧嘴均匀加热，加热温度为55℃。
托辊的旋转范围为：
球墨铸铁管规格为：DN100～DN300，托辊的转速：100转/分～120转/分。
实施例2
一种球墨铸铁管内衬环氧陶瓷的生产工艺，包括：球墨铸铁管金属基体经预热后，在托辊的带动下高速旋转，喷涂机在管体内部匀速喷涂A液体与B液体同时加入A液体与B液体总重量的3％的消泡剂同步喷涂，经冷却固化管体内表面形成环氧陶瓷涂层；按照质量百分比含量，所述A液体为25％的石英粉与75％的环氧树脂混合而成；B液体为80％的聚酰胺类固化剂与20％的石英粉混合而成，A液体与B液体的重量比范围为：1:1.2。在球墨铸铁管的A液体与B液体混料形成的涂层在3.0Kg/m2-3.3Kg/m2。
A液体与B液体原料采用水浴恒温加热，加热的温度为50℃。
球墨铸铁管金属基体在喷涂时，加热至60℃，采用直接在喷涂工位使用烧嘴煤气对管子进行即时加热。
球墨铸铁管金属基体，按照质量百分比含量，C含量为3.4％％，Si含量2.4％。
球墨铸铁管金属基体的预热过程是通过托辊设备旋转，通过烧嘴均匀加热，加热温度为60℃。
托辊的旋转范围为：
球墨铸铁管规格为：DN350～DN600，托辊的转速：80转/分～100转/分。
实施例3
一种球墨铸铁管内衬环氧陶瓷的生产工艺，包括：球墨铸铁管金属基体经 预热后，在托辊的带动下高速旋转，喷涂机在管体内部匀速喷涂A液体与B液体同时加入A液体与B液体总重量的3％的消泡剂同步喷涂，经冷却固化管体内表面形成环氧陶瓷涂层；按照质量百分比含量，所述A液体为30％的石英粉与70％的环氧树脂混合而成；所述B液体为75％的聚酰胺类固化剂与25％的石英粉混合而成，A液体与B液体的重量比范围为：1:1.1。在球墨铸铁管的A液体与B液体混料形成的涂层在3.0Kg/m2-3.3Kg/m2。
A液体与B液体原料采用水浴恒温加热，加热的温度为48℃。
球墨铸铁管金属基体在喷涂时，加热至58℃，采用直接在喷涂工位使用烧嘴煤气对管子进行即时加热。
球墨铸铁管金属基体，按照质量百分比含量，C含量为3.6％，Si含量2.4％。
预热过程是通过托辊设备旋转，通过烧嘴均匀加热，加热温度为55℃。
托辊的旋转范围为：
球墨铸铁管规格为：DN700～DN1200，托辊的转速：40转/分～60转/分。
实施例4
一种球墨铸铁管内衬环氧陶瓷的生产工艺，包括：球墨铸铁管金属基体经预热后，在托辊的带动下高速旋转，喷涂机在管体内部匀速喷涂A液体与B液体同时加入A液体与B液体总重量的3％的消泡剂同步喷涂，经冷却固化管体内表面形成环氧陶瓷涂层；按照质量百分比含量，所述A液体为28％的石英粉与72％的环氧树脂混合而成；所述B液体为80％的聚酰胺类固化剂与20％的石英粉混合而成，所述A液体与B液体的重量比范围为：1：1。在球墨铸铁管的A液体与B液体混料形成的涂层在3.0Kg/m2-3.3Kg/m2。
A液体与B液体原料采用水浴恒温加热，加热的温度为46℃。
球墨铸铁管金属基体在喷涂时，加热至59℃，采用直接在喷涂工位使用烧嘴煤气对管子进行即时加热。
球墨铸铁管金属基体，按照质量百分比含量，C含量为3.5％，Si含量2.3％。
预热过程是通过托辊设备旋转，通过烧嘴均匀加热，加热温度为59℃。
托辊的旋转范围为：
球墨铸铁管规格为：DN1400～DN1800，托辊的转速：30转/分～40转/分。
实施例5
一种球墨铸铁管内衬环氧陶瓷的生产工艺，包括：球墨铸铁管金属基体经预热后，在托辊的带动下高速旋转，喷涂机在管体内部匀速喷涂A液体与B液体同时加入A液体与B液体总重量的3％的消泡剂同步喷涂，经冷却固化管体内表面形成环氧陶瓷涂层；按照质量百分比含量，所述A液体为29％的石英粉与71％的环氧树脂混合而成；B液体为70％的聚酰胺类固化剂与30％的石英粉混合而成，A液体与B液体的重量比范围为：1:1.1。在球墨铸铁管的A液体与B液体混料形成的涂层在3.0Kg/m2-3.3Kg/m2。
A液体与B液体原料采用水浴恒温加热，加热的温度为58℃之间。
球墨铸铁管金属基体在喷涂时，加热至56℃，采用直接在喷涂工位使用烧嘴煤气对管子进行即时加热。
球墨铸铁管金属基体，按照质量百分比含量，C含量为3.5％，Si含量2.3％。
预热过程是通过托辊设备旋转，通过烧嘴均匀加热，加热温度为50℃。
托辊的旋转范围为：
球墨铸铁管规格为：DN2000～DN2600，托辊的转速：15转/分～20转/分。
1、对实施例1～5中的成品进行分别使用20％H2SO4、25％NaOH、10％NaCl溶液浸泡，环氧陶瓷涂层没有变化。
2、经对实施例1～5中的成品管的反复试验，在-20℃～100℃条件下反复进行温升和温降，涂层的表面及与母材的结合无任何变化；环氧陶瓷表面光滑如镜，同时其涂层厚度平均为1000μm～2000μm，远远低于水泥内衬管，这使它的有效流量比普通水泥内衬管提高了10％～20％，因此可大大减少动力系统的设计投资除了化学腐蚀电腐蚀对管材也是不利的，环氧陶瓷涂层能够承受4000V电压。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种球墨铸铁管内衬环氧陶瓷的生产工艺，其特征在于，包括：球墨铸铁管金属基体经预热后，在托辊的带动下高速旋转，喷涂机在管体内部匀速喷涂A液体与B液体加入A液体与B液体总重量的3％的消泡剂同步喷涂，经冷却固化管体内表面形成环氧陶瓷涂层；按照质量百分比含量，所述A液体为20-30％的石英粉与70-80％的环氧树脂混合而成；所述B液体为20-30％的石英粉与70-80％的聚酰胺类固化剂混合而成，所述A液体与B液体的重量比范围为：1：1～1:1.2。
2.如权利要求1所述的球墨铸铁管内衬环氧陶瓷的生产工艺，其特征在于，
所述A液体与B液体原料采用水浴恒温加热，加热的温度为40～50℃之间。
3.如权利要求1所述的球墨铸铁管内衬环氧陶瓷的生产工艺，其特征在于，
球墨铸铁管金属基体在喷涂时，加热至55℃～60℃，采用直接在喷涂工位使用烧嘴煤气对管子进行即时加热。
4.如权利要求1所述的球墨铸铁管内衬环氧陶瓷的生产工艺，其特征在于，
所述球墨铸铁管金属基体，按照质量百分比含量，C含量为3.4％～3.6％，Si含量2.2～2.4％。
5.如权利要求1所述的球墨铸铁管内衬环氧陶瓷的生产工艺，其特征在于，
预热过程是通过托辊设备旋转，通过烧嘴均匀加热，加热温度为55℃～60℃。
6.如权利要求1所述的球墨铸铁管内衬环氧陶瓷的生产工艺，其特征在于，托辊的旋转范围为：
球墨铸铁管规格为：DN100～DN300，托辊的转速：100转/分～120转/分；
球墨铸铁管规格为：DN350～DN600，托辊的转速：80转/分～100转/分；
球墨铸铁管规格为：DN700～DN1200，托辊的转速：40转/分～60转/分；
球墨铸铁管规格为：DN1400～DN1800，托辊的转速：30转/分～40转/分；
球墨铸铁管规格为：DN2000～DN2600，托辊的转速：15转/分～20转/分。
7.如权利要求1所述的球墨铸铁管内衬环氧陶瓷的生产工艺，其特征在于，在球墨铸铁管的A液体与B液体混料形成的涂层在3.0Kg/m2-3.3Kg/m2。
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