CN105333239B - 一种融结环氧纤维复合钢管及其加工方法 - Google Patents

一种融结环氧纤维复合钢管及其加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种融结环氧纤维复合钢管及其加工方法。为克服现有防腐钢管的涂层附着力不好的缺陷，本发明采用的技术方案包括钢管本体和喷涂在钢管本体外的第一环氧粉末涂层，其中，所述的钢管还包括增强纤维层和第二环氧粉末涂层，所述的第一环氧粉末涂层、增强纤维层和第二环氧粉末涂层依次设置在钢管本体的外壁上。其优点是：能够有效地提高喷涂在钢管本体外表面上的防腐涂层的附着力，保证涂层不脱落；本发明还提供该种融结环氧纤维复合钢管的加工方法，使得加工简单，质量稳定、可靠。

Description

一种融结环氧纤维复合钢管及其加工方法
技术领域
本发明涉及防腐钢管领域，具体地说是一种融结环氧纤维复合钢管及其加工方法。
背景技术
为了使钢管能够有效地阻隔腐蚀物质，通常对钢管的外表面进行防腐处理，来提高其抗腐蚀能力，从而延长钢管的使用寿命，使之更好地应用于海洋工程、石油输送工程等领域。
目前的防腐钢管包括钢管本体和设置在钢管本体外表面上的环氧粉末涂层，其加工方法为：钢管本体先由加热组件加工成高温的钢管本体，再向高温的钢管本体外表面上喷涂一层环氧粉末，使环氧粉末附着在高温钢管本体的外表面上，形成熔结环氧涂层。但是，这种结构的防腐钢管在使用时存在缺陷，环氧涂层的附着力不好，牢固度不高，仍旧存在涂层脱落的问题，无法适用于严苛的使用环境。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种融结环氧纤维复合钢管，能够有效地提高喷涂在钢管本体外表面上的防腐涂层的附着力，保证涂层不脱落；本发明还提供该种融结环氧纤维复合钢管的加工方法，使得加工简单，质量稳定、可靠。
为此，本发明采用的技术方案如下：
一种融结环氧纤维复合钢管，包括钢管本体和喷涂在钢管本体外的第一环氧粉末涂层，其中，所述的钢管还包括增强纤维层和第二环氧粉末涂层，所述的第一环氧粉末涂层、增强纤维层和第二环氧粉末涂层依次设置在钢管本体的外壁上。
在两层环氧粉末涂层之间设置增强纤维层，使得两层环氧粉末涂层分别能与增强纤维层紧密结合，而增强纤维层能够牢固地包裹在钢管本体的外表面上，使得整个复合涂层在钢管本体上的附着力更好，而且，增强纤维层能够起到一定的缓冲作用，避免钢管因磕碰而损坏，增强纤维层可以根据不同的客户诉求采用不同的增强材料。
作为上述结构的改进，所述的增强纤维层为缠绕在第一环氧粉末涂层外的纤维布层。纤维布在第一环氧粉末涂层还处于熔融状态时，缠绕到钢管本体的外表面上，使纤维布与第一环氧粉末涂层充分接触，并由纤维布将第一环氧粉末涂层牢牢地绑缚在钢管本体外，再在纤维布上喷涂第二环氧粉末涂层，使得钢管本体外表面上的复合涂层表面平滑、均匀，结构牢固。
作为上述结构的改进，所述增强纤维层的厚度为50～300微米。这一设置，使得增强纤维层的结构牢固，还能保证内外两层环氧粉末涂层与纤维布的充分接触，当增强纤维层的厚度小于50微米时，其强度无法得到保证，当增强纤维层的厚度大于300微米时，难以保证第一环氧粉末涂层和第二环氧粉末涂层能够充满纤维布的空隙。
作为上述结构的改进，第一环氧粉末涂层的厚度为200～500微米。这一设置，使得第一环氧粉末涂层能够均匀地覆盖在钢管本体的外表面上，钢管本体的外表面得以平滑、平整；第一环氧粉末涂层的厚度小于200微米时，无法完全盖住毛糙的钢管本体，附着力也差；第一环氧粉末涂层的厚度大于500微米时，在纤维布包裹到钢管本体上后，熔融的第一环氧粉末涂层容易通过纤维布的空隙向外流淌。
作为上述结构的改进，第二环氧粉末涂层的厚度为200～500微米。这一设置，使得第二环氧粉末涂层能够均匀地覆盖在增强纤维层上，复合涂层的外表面得以平滑、平整；第二环氧粉末涂层的厚度小于200微米时，无法完全盖住增强纤维层，附着力也差；第二环氧粉末涂层的厚度大于500微米时，凝固时间过长。
一种融结环氧纤维复合钢管的加工方法，其特征在于它包括以下步骤：
1)对钢管本体的外表面进行抛丸除锈，去除钢管本体外表面的氧化皮，并使其外表面具有一定的锚纹深度，锚纹深度为40～100微米；
2)用工业除尘器除去钢管本体外表面的灰尘；
3)将钢管本体加热到200～250度；
4)在钢管本体的外表面喷涂第一环氧粉末涂层；
5)当第一环氧粉末涂层仍为熔融状态时，将纤维布均匀地缠绕在钢管本体上，形成增强纤维层；
6)在增强纤维层外喷涂第二环氧粉末涂层；
7)使喷涂完成的钢管冷却。
加工方法简单、易操作，且均为现有生产线的简单改造，成本低。钢管本体在抛丸除锈、除尘后，先进行预热，待其被加热组件（中频线圈涡流感应加热）加工成200～250度的高温钢管本体后，向外表面喷涂第一层环氧粉末，使环氧粉末附着在高温钢管本体的外表面上，形成熔结的第一环粉末氧涂层。接着，在第一环氧粉末涂层未凝固时，将纤维布均匀地缠绕在钢管本体上，使得第一环氧粉末涂层被牢固地包裹在钢管本体上，提高其附着力，而且，第一环氧粉末涂层还能够充分地渗透到纤维布的空隙内，提高与纤维布之间的牢固度。再继续喷涂第二层环氧粉末，使环氧粉末附着在高温纤维布（因热传递升温）的外表面上，形成熔结的第二环粉末氧涂层。
钢管本体的外表面上设置40～100微米的锚纹深度，使得钢管本体与第一环氧粉末涂层的接触面积更大，第一环氧粉末涂层的附着力更好。当锚纹深度小于40微米时，与第一环氧粉末涂层的接触面积小；当锚纹深度大于100微米时，第一环氧粉末涂层又必须喷涂很厚才能将钢管本体的外表面做平。
作为上述加工方法的改进，在步骤1）之前，先对钢管本体的外表面进行加温除湿，除湿温度为40～70度。这一设置，能够有效地避免第一环氧粉末涂层喷涂后有气泡，或中空的问题。
作为上述加工方法的改进，在步骤7）中，钢管采用冷却水系统进行物理降温。这一设置，使得钢管的冷却快速、成本低。
作为上述加工方法的改进，在步骤7）之后，对钢管的涂层外观、厚度、管端长度进行质量检测。
作为上述加工方法的改进，所述的纤维布在缠绕时设置搭边，搭边的宽度为纤维布宽度的5～50%。这一设置，使得纤维布的缠绕更见紧凑、牢固，不易脱落。
附图说明
图1为本发明的截面图。
图中所示：1、钢管本体，2、第一环氧粉末涂层，3、第一环氧粉末涂层，4、第二环氧粉末涂层。
具体实施方式
下列实施例用于说明本发明，但不限制在权利要求中阐明的保护范围。
如图1所示的一种融结环氧纤维复合钢管，包括钢管本体1、喷涂在钢管本体1外的第一环氧粉末涂层2、增强纤维层3和第二环氧粉末涂层4。所述的第一环氧粉末涂层2、增强纤维层3和第二环氧粉末涂层4依次设置在钢管本体1的外壁上。
所述的增强纤维层3为缠绕在第一环氧粉末涂层2外的纤维布层，可以是玻璃纤维布层或碳纤维布层，也可以是其它材料的纤维布层，根据不同的客户诉求（价格、性能）选取。所述增强纤维层3的厚度为50～300微米。当增强纤维层3的厚度小于50微米时，其强度无法得到保证，当增强纤维层3的厚度大于300微米时，难以保证第一环氧粉末涂层2和第二环氧粉末涂层4能够充满纤维布的空隙。
所述的纤维布在缠绕时设置搭边，搭边的宽度为纤维布宽度的5～50%。
在两层环氧粉末涂层之间设置增强纤维层3，使得两层环氧粉末涂层分别能与增强纤维层3紧密结合；而且，增强纤维层能够起到一定的缓冲作用，避免钢管因磕碰而损坏。
第一环氧粉末涂层2的厚度为200～500微米。第一环氧粉末涂层2的厚度小于200微米时，无法完全盖住毛糙的钢管本体1，附着力也差；第一环氧粉末涂层2的厚度大于500微米时，在纤维布包裹到钢管本体1上后，熔融的第一环氧粉末涂层2容易通过纤维布的空隙向外流淌。
第二环氧粉末涂层4的厚度为200～500微米。第二环氧粉末涂层4的厚度小于200微米时，无法完全盖住增强纤维层3，附着力也差；第二环氧粉末涂层4的厚度大于500微米时，凝固时间过长。
第一环氧粉末涂层2和第二环氧粉末涂层4的成分可以相同，当然也可以不同。
本发明的钢管的加工方法包括以下步骤：
1)对钢管本体1的外表面进行加温除湿，除湿温度为40～70度；
2)对钢管本体1的外表面进行抛丸除锈，去除钢管本体1外表面的氧化皮，并使其外表面具有一定的锚纹深度，锚纹深度为40～100微米；
3)用工业除尘器除去钢管本体1外表面的灰尘；
4)将钢管本体1加热到230度；
5)在钢管本体1的外表面喷涂第一环氧粉末涂层2；
6)当第一环氧粉末涂层2仍为熔融状态时，将纤维布均匀地缠绕在钢管本体1上，形成增强纤维层3；在增强纤维层3外喷涂第二环氧粉末涂层4；
7)喷涂完成后，在安装有针孔检漏仪的生产线上，对处于移动状态的钢管进行漏电检测；
8)使喷涂完成的钢管冷却（在本例中，钢管采用冷却水系统进行物理降温）；
9)对钢管的涂层外观、厚度、管端长度进行质量检测。
钢管本体1在抛丸除锈、除尘后，先进行预热，待其被加热组件（中频线圈涡流感应加热）加工成230度的高温钢管本体后，向外表面喷涂第一层环氧粉末，使环氧粉末附着在高温钢管本体的外表面上，形成熔结的第一环粉末氧涂层。
接着，在第一环氧粉末涂层2未凝固时，将纤维布均匀地缠绕在钢管本体1上，使得第一环氧粉末涂层2被牢固地包裹在钢管本体1上，提高其附着力；而且，第一环氧粉末涂层2还能够充分地渗透到纤维布的空隙内，提高与纤维布之间的牢固度。
再继续喷涂第二层环氧粉末，使环氧粉末附着在高温纤维布（因热传递升温）的外表面上，形成熔结的第二环粉末氧涂层4。
钢管本体1的外表面上设置40～100微米的锚纹深度，使得钢管本体1与第一环氧粉末涂层2的接触面积更大，第一环氧粉末涂层2的附着力更好。当锚纹深度小于40微米时，与第一环氧粉末涂层2的接触面积小；当锚纹深度大于100微米时，第一环氧粉末涂层2又必须喷涂很厚才能将钢管本体的外表面做平。
以上该仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同 替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种融结环氧纤维复合钢管，包括钢管本体（1）和喷涂在钢管本体（1）外的第一环氧粉末涂层（2），其特征在于：所述的钢管还包括增强纤维层（3）和第二环氧粉末涂层（4），所述的第一环氧粉末涂层（2）、增强纤维层（3）和第二环氧粉末涂层（4）依次设置在钢管本体（1）的外壁上；所述的增强纤维层（3）为缠绕在第一环氧粉末涂层（2）外的纤维布层。
2.根据权利要求1所述的一种融结环氧纤维复合钢管，其特征在于：所述增强纤维层（3）的厚度为50～300微米。
3.根据权利要求1所述的一种融结环氧纤维复合钢管，其特征在于：第一环氧粉末涂层（2）的厚度为200～500微米。
4.根据权利要求1所述的一种融结环氧纤维复合钢管，其特征在于：第二环氧粉末涂层（4）的厚度为200～500微米。
5.一种融结环氧纤维复合钢管的加工方法，其特征在于它包括以下步骤：
1)对钢管本体（1）的外表面进行抛丸除锈，去除钢管本体（1）外表面的氧化皮，并使其外表面具有一定的锚纹深度，锚纹深度为40～100微米；
2)用工业除尘器除去钢管本体（1）外表面的灰尘；
3)将钢管本体（1）加热到200℃～250℃；
4)在钢管本体（1）的外表面喷涂第一环氧粉末涂层（2）；
5)当第一环氧粉末涂层（2）仍为熔融状态时，将纤维布均匀地缠绕在钢管本体（1）上，形成增强纤维层（3）；
6)在增强纤维层（3）外喷涂第二环氧粉末涂层（4）；
7)使喷涂完成的钢管冷却。
6.根据权利要求5所述的一种融结环氧纤维复合钢管的加工方法，其特征在于：在步骤1）之前，先对钢管本体（1）的外表面进行加温除湿，除湿温度为40℃～70℃。
7.根据权利要求5所述的一种融结环氧纤维复合钢管的加工方法，其特征在于：在步骤7）中，钢管采用冷却水系统进行物理降温。
8.根据权利要求5所述的一种融结环氧纤维复合钢管的加工方法，其特征在于：在步骤7）之后，对钢管的涂层外观、厚度、管端长度进行质量检测。
9.根据权利要求5所述的一种融结环氧纤维复合钢管的加工方法，其特征在于：所述的纤维布在缠绕时设置搭边，搭边的宽度为纤维布宽度的5～50%。
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