CN106000846A - 一种钢管无溶剂内减阻层涂装的方法 - Google Patents

一种钢管无溶剂内减阻层涂装的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种钢管无溶剂内减阻层涂装的方法。所述涂装方法按如下步骤进行：1、钢管预热；2、除锈和除油；3、料桶预热和涂料加热；4、涂料喷涂数据设置；5、涂料混合比设置；6、涂料保温；7、数据调整；8、固化温度设置；9、质量检验。该方法实现了无溶剂涂料的加热和保温技术的控制，并调整钢管旋转速度和喷涂小车行进速度来控制成膜厚度，使涂层固化后干膜厚度与湿膜厚度基本一致；并针对无溶剂內减阻涂料的特性，优化了涂装工艺，解决了无溶剂涂料高粘度、难雾化等问题。

Description

一种钢管无溶剂内减阻层涂装的方法
技术领域
本发明属钢管涂装领域，特别涉及到一种钢管无溶剂內减阻层涂装的方法。
背景技术
内减阻层可提高天然气在管道内的流动效率，预防管道内壁结蜡。传统的石油管材内减阻涂料属溶剂型涂料，可挥发的有机溶剂超过30%，造成环境污染、火灾隐患、涂层质量下降。随着管道建设的发展，安全和环保要求越来越高，使用高固含量的无溶剂型涂料代替溶剂型环氧涂料成为必然趋势。无溶剂内减阻涂料具有一次成膜性好、效率提高、不含挥发分、防腐性能优越等特点。2013年鞍山海得隆防腐工程有限公司向中国知识产权局申请了发明专利，申请号为号CN201310413439.2，专利名称为“钢管内涂无溶剂减阻涂料的涂装方法”，其主要特征是应用于输水管道无溶剂内涂层的施工方法，涂层质量按照美国水工协会AWWAC210-2003标准检验并验收。另外，焊管第2015年第38卷第1期论文《输气管道内壁无溶剂内减阻环氧涂层的应用研究》，其主要技术特点是在喷涂前将涂料预热到45℃，通过控制喷涂压力的大小来调节成膜厚度，并且涂层固化后，干膜厚度比湿膜厚度减少15%以上。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钢管无溶剂內减阻层涂装的方法，其目的一为：使用环保型无溶剂內减阻涂料，优化喷涂工艺，实现无溶剂內减阻层在油气输送管道中的应用，目的二为：实现对无溶剂涂料的加热与保温技术的控制，并调整钢管旋转速度和喷涂小车行进速度来控制成膜厚度，使涂层固化后干膜厚度与湿膜厚度基本一致。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种钢管无溶剂內减阻层涂装的方法，其特征在于：所述涂装方法按如下步骤进行：
1、钢管预热：采用20kw高压热风机组将钢管预热至40℃―60℃；
2、除锈和除油：采用抛丸机对钢管内壁进行除锈，抛丸机的转速为2800―3300转/分钟，钢丸与钢砂的混合配比5：1，采用碱洗设备清洗钢管表面的油污；
3、料桶预热和涂料加热：采用水浴将A组分料桶预热，预热温度为40℃―50℃，将无溶剂环氧树脂涂料的A组分加热至45℃―49℃，B组分加热至25℃―30℃；
4、涂料喷涂数据设置：将喷涂的总气压设定为0.6MPa―0.75MPa，供气量设定为7-10 m³/min,喷涂气压设定为0.25MPa―0.4MPa；
5、涂料混合比设置：喷涂时A组分与B组分的混合比例为0.8-2.5：1或3.0-3.3：1；
6、涂料保温：涂料保温温度为45℃―49℃，涂料保温段范围为13m-16m；
7、数据调整：（1）喷涂量调整：选用喷枪型号为288048，选用喷嘴型号为163921,喷涂流量为1.79L/min，（2）钢管旋转速度调整：钢管旋转速度为25―30转/分钟，（3）喷涂速度调整：喷涂小车的喷涂速度为5―7米/分钟；
8、固化温度设置：喷涂后钢管进入固化房，固化房的环境温度设置为40℃―60℃，钢管涂装的固化时间为30-40分钟；
9、质量检验：按照美国学会标准API RP 5L2标准验收并检验。
本发明的积极效果为：
1、该方法针对无溶剂內减阻涂料的特性，优化了涂装工艺，解决了无溶剂涂料高粘度、难雾化等问题；
2、该方法实现了无溶剂涂料的加热和保温技术的控制，并调整钢管旋转速度和喷涂小车行进速度来控制成膜厚度，使涂层固化后干膜厚度与湿膜厚度基本一致；
3、使用该方法提高了涂装效率，涂层具有附着力好、硬度高、防腐性能高和环保等优点，实现了无溶剂內减阻涂料在油气输送管道中的应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
实施例一
1、钢管预热：采用20kw高压热风机组将需要涂装的钢管内壁预热至40℃；
2、除锈和除油：采用抛丸机对钢管内壁进行除锈，抛丸机的转速为2800转/分钟，钢丸与钢砂的混合配比5：1，除锈等级达到GB/T 8923中规定的Sa2.5级，钢管内表面粗糙度为30-50μm，用于抛丸的钢砂和钢丸应满足ISO11124-3标准的要求，钢丸型号为S280，钢砂型号为G25，钢管表面如有油污污染，采用碱洗设备清洗钢管表面的油污；
参照GB/T 18570.3标准，采用压敏胶带对钢管表面清洁度进行测试，钢管内表面的灰尘度不应低于规定的二级质量要求；
参照GB/T 18570. 2标准，采用盐分测试仪对表面处理后的钢管进行盐分测试，测定值低于20mg/㎡为合格，否则，应使用含有碱液的清洁水进行冲洗，然后重新进行钢管内表面处理。
3、料桶预热和涂料加热：采用水浴将A组分料桶预热，预热温度40℃，将无溶剂环氧树脂涂料的A组分加热至45℃，B组分加热至25℃；
4、涂料喷涂数据设置：将喷涂的总气压设定为0.6MPa，供气量设定为7m³/min,喷涂气压设定为0.25MPa；
5、涂料混合比设置：喷涂时A组分与B组分的混合比例为0.8：1；
6、涂料保温：涂料保温温度为45℃，涂料保温段范围13m；
7、数据调整：（1）、喷涂量调整：选用喷枪型号为288048，选用喷嘴型号为163921,喷涂流量为1.79L/min；（2）、钢管旋转速度调整：钢管旋转速度调整至25转/分钟；（3）、喷涂速度调整：喷涂小车的喷涂速度调整至5米/分钟；
8、固化温度设置：喷涂后钢管进入固化房，固化房的环境温度设置为40℃，钢管涂装的固化时间为30分钟；
9、质量检验：按照美国石油学会标准API RP 5L2标准验收并检验。
涂层外观应色泽均匀、无流挂。采用湿膜规进行测量，湿膜厚度应为90μ-120μ。涂层固化后按照ASTM D4541标准进行拉脱法附着力试验，测量值应≥10MPa。
针孔试验：在100W的箱内灯光下观察固化后的玻璃试片，灯泡和玻璃试片之间的距离为100mm-130mm。玻璃试片应目视无针孔。
弯曲试验：将钢质涂层试片绕直径13 mm的柱型心轴弯曲180°，目视检查，试片不应有涂层剥落或开裂等现象。
剥离试验：钢板试样应放置于一平面下，涂层的一面朝下，用锋
利的刀片，与表面呈60°角，推进刀片切削涂层。涂层不应被以条状刮去，而应成片剥落，用大拇指和食指搓捻时，剥落片应成粉状颗粒。
固化试验：将固化后的钢质试片或玻璃试片在稀释剂(与稀释涂料的稀释剂相同)中浸泡然后在室温中放置30min后观察，试片涂膜不应有软化、起皱、起泡等现象。
水浸泡试验：将固化后的试片在淡水或由10% NaCI , 10% Na2SO4 ,10% Na2CO3(按质量分数）组成的水溶液中浸泡4小时，试片涂膜不应有软化、起皱、起泡等现象。
涂料性能检验结果见下表；
实施例二
1、钢管预热：采用20kw高压热风机组将需要涂装的钢管内壁预热至45℃；
2、除锈和除油：采用抛丸机对钢管内壁进行除锈，抛丸机的转速为2900转/分钟，钢丸与钢砂的混合配比5：1，除锈等级达到GB/T 8923中规定的Sa2.5级，钢管内表面粗糙度为30-50μm，用于抛丸的钢砂和钢丸应满足ISO11124-3标准的要求，钢丸型号为S280，钢砂型号为G25，钢管表面如有油污污染，采用碱洗设备清洗钢管表面的油污；
参照GB/T 18570. 3标准，采用压敏胶带对钢管表面清洁度进行测试，钢管内表面的灰尘度不应低于规定的二级质量要求；
参照GB/T 18570. 2标准，采用盐分测试仪对表面处理后的钢管进行盐分测试，测定值低于20mg/㎡为合格，否则，应使用含有碱液的清洁水进行冲洗，然后重新进行钢管内表面处理。
3、料桶预热和涂料加热：采用水浴将A组分料桶预热，预热温度43℃，将无溶剂环氧树脂涂料的A组分加热至46℃，B组分加热至27℃；
4、涂料喷涂数据设置：将喷涂的总气压设定为0.65MPa，供气量设定为8m³/min,喷涂气压设定为0.30MPa；
5、涂料混合比设置：喷涂时A组分与B组分的混合比例为1：1；
6、涂料保温：涂料保温温度为46℃，涂料保温段范围为14m；
7、数据调整：（1）、喷涂量调整：选用喷枪型号为288048，选用喷嘴型号为163921,喷涂流量为1.79L/min；（2）、钢管旋转速度调整：钢管旋转速度调整至26转/分钟；3、喷涂速度调整：喷涂小车的喷涂速度调整至6米/分钟；
8、固化温度设置：喷涂后钢管进入固化房，固化房的环境温度设置为50℃，钢管涂装的固化时间为35分钟；
9、质量检验：按照美国石油学会标准API RP 5L2标准验收并检验。
涂层外观应色泽均匀、无流挂。采用湿膜规进行测量，湿膜厚度应为90μ-120μ。涂层固化后按照ASTM D4541标准进行拉脱法附着力试验，测量值应≥10MPa。
针孔试验：在100W的箱内灯光下观察固化后的玻璃试片，灯泡和玻璃试片之间的距离为100mm-130mm。玻璃试片应目视无针孔。
弯曲试验：将钢质涂层试片绕直径13 mm的柱型心轴弯曲180°，目视检查，试片不应有涂层剥落或开裂等现象。
剥离试验：钢板试样应放置于一平面下，涂层的一面朝下，用锋利的刀片，与表面呈60°角，推进刀片切削涂层。涂层不应被以条状刮去，而应成片剥落，用大拇指和食指搓捻时，剥落片应成粉状颗粒。
固化试验：将固化后的钢质试片或玻璃试片在稀释剂(与稀释涂料的稀释剂相同)中浸泡然后在室温中放置30min后观察，试片涂膜不应有软化、起皱、起泡等现象。
水浸泡试验：将固化后的试片在淡水或由10%NaCI ,10% Na2SO4 ,10% Na2CO3 (按质量分数）组成的水溶液中浸泡4h，试片涂膜不应有软化、起皱、起泡等现象。
涂料性能检验结果见下表：
实施例三
1、钢管预热：采用20kw高压热风机组将需要涂装的钢管内壁预热至50℃；
2、除锈和除油：采用抛丸机对钢管内壁进行除锈，抛丸机的转速为3100转/分钟，钢丸与钢砂的混合配比5：1，除锈等级达到GB/T 8923中规定的Sa2.5级，钢管内表面粗糙度为30-50μm，用于抛丸的钢砂和钢丸应满足ISO11124-3标准的要求，钢丸型号为S280，钢砂型号为G25，钢管表面如有油污污染，采用碱洗设备清洗钢管表面的油污；
参照GB/T 18570. 3标准，采用压敏胶带对钢管表面清洁度进行测试，钢管内表面的灰尘度不应低于规定的二级质量要求；
参照GB/T 18570. 2标准，采用盐分测试仪对表面处理后的钢管进行盐分测试，测定值低于20mg/㎡为合格，否则，应使用含有碱液的清洁水进行冲洗，然后重新进行钢管内表面处理。
3、料桶预热和涂料加热：采用水浴将A组分料桶预热，预热温度为45℃，将无溶剂环氧树脂涂料的A组分加热至48℃，B组分加热至29℃；
4、涂料喷涂数据设置：将喷涂的总气压设定为0.7MPa，供气量设定为9m³/min,喷涂气压设定为0.35MPa；
5、涂料混合比设置：喷涂时A组分与B组分的比例为3：1；
6、涂料保温：涂料保温温度为48℃，涂料保温段范围为15m；
7、数据调整：（1）、喷涂量调整：选用喷枪型号为288048，选用喷嘴型号为163921,喷涂流量为1.79L/min；（2）、钢管旋转速度调整：钢管旋转速度调整至28转/分钟；（3）、喷涂速度调整：喷涂小车的喷涂速度调整至6.5米/分钟；
8、固化温度设置：喷涂后钢管进入固化房，固化房的环境温度设置为55℃，钢管涂装的固化时间为37分钟；
9、质量检验：按照美国石油学会标准API RP 5L2标准验收并检验。
涂层外观应色泽均匀、无流挂。采用湿膜规进行测量，湿膜厚度应为90μ-120μ。涂层固化后按照ASTM D4541标准进行拉脱法附着力试验，测量值应≥10MPa。
针孔试验：在100W的箱内灯光下观察固化后的玻璃试片，灯泡和玻璃试片之间的距离为100mm-130mm。玻璃试片应目视无针孔。
弯曲试验：将钢质涂层试片绕直径13 mm的柱型心轴弯曲180°，目视检查，试片不应有涂层剥落或开裂等现象。
剥离试验：钢板试样应放置于一平面下，涂层的一面朝下，用锋利的刀片，与表面呈60°角，推进刀片切削涂层。涂层不应被以条状刮去，而应成片剥落，用大拇指和食指搓捻时，剥落片应成粉状颗粒。
固化试验：将固化后的钢质试片或玻璃试片在稀释剂(与稀释涂料的稀释剂相同)中浸泡然后在室温中放置30min后观察，试片涂膜不应有软化、起皱、起泡等现象。
水浸泡试验：将固化后的试片在淡水或由10%NaCI ,10% Na2SO4 ,10% Na2CO3 (按质量分数）组成的水溶液中浸泡4h，试片涂膜不应有软化、起皱、起泡等现象。
涂料性能检验结果见下表：
实施例四
1、钢管预热：采用20kw高压热风机组将需要涂装的钢管内壁预热至60℃；
2、除锈和除油：采用抛丸机对钢管内壁进行除锈，抛丸机的转速为3300转/分钟，钢丸与钢砂的混合配比5：1，除锈等级达到GB/T 8923中规定的Sa2.5级，钢管内表面粗糙度为30-50μm，用于抛丸的钢砂和钢丸应满足ISO11124-3标准的要求，钢丸型号为S280，钢砂型号为G25，钢管表面如有油污污染，采用碱洗设备清洗钢管表面的油污；
参照GB/T 18570. 3标准，采用压敏胶带对钢管表面清洁度进行测试，钢管内表面的灰尘度不应低于规定的二级质量要求；
参照GB/T 18570. 2标准，采用盐分测试仪对表面处理后的钢管进行盐分测试，测定值低于20mg/㎡为合格，否则，应用有碱液的清洁水进行冲洗，然后重新进行钢管内表面处理。
3、料桶预热和涂料加热：采用水浴将A组分料桶预热，预热温度50℃，将无溶剂环氧树脂涂料的A组分加热至49℃，B组分加热至30℃；
4、涂料喷涂数据设置：将喷涂的总气压设定为0.75MPa，供气量设定为10m³/min,喷涂气压设定为0.4MPa；
5、涂料混合比设置：喷涂时A组分与B组分的比例为3.3：1；
6、涂料保温：涂料保温温度为49℃，涂料保温段范围为16m；
7、数据调整：（1）、喷涂量调整：选用喷枪型号为288048，选用喷嘴型号为163921,喷涂流量为1.79L/min；（2）、钢管旋转速度调整：钢管旋转速度调整至30转/分钟；（3）、喷涂速度调整：喷涂小车的喷涂速度调整至7米/分钟；
8、固化温度设置：喷涂后钢管进入固化房，固化房的环境温度设置为60℃，钢管涂装的固化时间为40分钟；
9、质量检验：按照美国石油学会标准API RP 5L2标准验收并检验。
涂层外观应色泽均匀、无流挂。采用湿膜规进行测量，湿膜厚度应为90μ-120μ。涂层固化后按照ASTM D4541标准进行拉脱法附着力试验，测量值应≥10MPa。
针孔试验：在100W的箱内灯光下观察固化后的玻璃试片，灯泡和玻璃试片之间的距离为100mm-130mm。玻璃试片应目视无针孔。
弯曲试验：将钢质涂层试片绕直径13 mm的柱型心轴弯曲180°，目视检查，试片不应有涂层剥落或开裂等现象。
剥离试验：钢板试样应放置于一平面下，涂层的一面朝下，用锋利的刀片，与表面呈60°角，推进刀片切削涂层。涂层不应被以条状刮去，而应成片剥落，用大拇指和食指搓捻时，剥落片应成粉状颗粒。
固化试验：将固化后的钢质试片或玻璃试片在稀释剂(与稀释涂料的稀释剂相同)中浸泡然后在室温中放置30min后观察，试片涂膜不应有软化、起皱、起泡等现象。
水浸泡试验：将固化后的试片在淡水或由10%NaCI ,10% Na2SO4 ,10% Na2CO3 (按质量分数）组成的水溶液中浸泡4h，试片涂膜不应有软化、起皱、起泡等现象。
涂料性能检验结果见下表：
以上所述仅是本发明的非限定实施方式，还可以衍生出大量的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思和不作出创造性劳动的前提下，还可以做出若干变形和改进的实施例，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种钢管无溶剂內减阻层涂装的方法，其特征在于：所述涂装方法按如下步骤进行：
（1）钢管预热：采用20kw高压热风机组将钢管预热至40℃―60℃；
（2）除锈和除油：采用抛丸机对钢管内壁进行除锈，抛丸机的转速为2800―3300转/分钟，钢丸与钢砂的混合配比5：1，采用碱洗设备清洗钢管表面的油污；
（3）料桶预热和涂料加热：采用水浴将A组分料桶预热，预热温度40℃―50℃，将无溶剂环氧树脂涂料的A组分加热至45℃―49℃，B组分加热至25℃―30℃；
（4）涂料喷涂数据设置：将喷涂的总气压设定为0.6MPa―0.75MPa，供气量设定为7-10m³/min,喷涂气压设定为0.25MPa―0.4MPa；
（5）涂料混合比设置：喷涂时A组分与B组分的混合比例为0.8-2.5：1或3.0-3.3：1；
（6）涂料保温：涂料保温温度为45℃―49℃，涂料保温段范围为13m-16m；
（7）数据调整：喷涂量调整：选用喷枪型号为288048，选用喷嘴型号为163921,喷涂流量为1.79L/min，钢管旋转速度为25―30转/分钟，喷涂小车的喷涂速度为5―7米/分钟；
（8）固化温度设置：喷涂后钢管进入固化房，固化房的环境温度设置为40℃―60℃，钢管涂装的固化时间为30-40分钟；
（9）质量检验：按照美国石油学会标准API RP 5L2标准验收并检验。
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