CN106076790A - DN1400mm以上大口径钢管内外壁防腐蚀工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种DN1400mm以上大口径钢管内外壁防腐蚀工艺，属钢管防腐技术领域。该工艺主要包括外表面抛丸除锈速度为1.2～1.5m/min；中频加热钢管表面温度到205±25℃；环氧粉末喷涂时枪喷射流量36～43.2g/min，喷涂压力6～7bar；AD挤出机最大挤出量250kg/h，PE/PP挤出机最大挤出量1500kg/h，涂敷螺距控制在80～180mm；内表面抛丸除锈速度为1.0～1.2m/min；内喷涂速度控制在0.8～1m/min，流量控制在2.5～6.0L/min。本发明满足DN1400mm以上大口径钢管3PE/3PP外防腐、环氧内防腐生产工艺需求。

Description

DN1400mm以上大口径钢管内外壁防腐蚀工艺
技术领域
本发明属钢管防腐技术领域，具体涉及一种DN1400mm以上大口径钢管内外壁防腐蚀工艺。
背景技术
钢管作为一种传统的输送管道，在输油、输气、输水、排污等领域得到了广泛的应用，钢管防腐技术也随之迅猛发展，采用较多的就是钢管外壁采用3PE/3PP防腐，内壁采用环氧防腐。3PE/3PP防腐由三层结构组成：第一层环氧粉末（环氧粉末FBE≥120um），第二层胶粘剂（AD）170～250um,第三层聚乙烯（PE）或聚丙烯（PP）2.5～3.7mm，第三层为聚乙烯的是3PE防腐，第三层为聚丙烯的为3PP防腐。三种材料融为一体，并与钢管牢固结合形成优良的防腐层，将熔结环氧粉末的高抗渗性和耐化学特性，与挤压聚乙烯防腐层的机械保护特性、耐候性结合起来，一次生产成型，堪称“完美涂层”。3PE/3PP防腐以其耐腐蚀性能好、力学性能好、耐高低温性能好、使用寿命长等优质特性在油气输送管领域已经得到普及，生产工艺也已日趋成熟。
但由于油气输送管的高压特性，管径均在DN1400mm以下；输水、排污等低压输送管领域由于工程建设的需要，逐步向大口径方向发展，管径以DN1400～DN2600mm居多，且防腐方式多为环氧煤沥青防腐、环氧涂料防腐等传统防腐方式，这种防腐层质量不易控制、质地较脆、不耐磕碰和冲击、易出现针孔气泡、耐候性差、使用寿命短，且环境污染严重。目前对于大口径的输水、排污等低压流体输送管道，还没有一套大口径钢管3PE/3PP外防腐、环氧内防腐其工艺。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种DN1400mm以上大口径钢管内外壁防腐蚀工艺，满足DN1400mm以上大口径钢管3PE/3PP外防腐、环氧内防腐生产工艺需求。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种DN1400mm以上大口径钢管内外壁防腐蚀工艺，钢管的在螺旋传送辊生产线上的旋转行进速度为2～2.5 m/min，生产过程包括下述步骤：外表面抛丸除锈，采用外抛丸除锈机进行外壁除锈，抛丸除锈速度为1.2～1.5m/min；中频加热，采用中频加热炉对钢管进行加热，钢管表面温度达到205±25℃；环氧粉末喷涂，采用FBE粉末喷涂系统，利用所述FBE粉末喷涂系统的6～8把喷枪对加热后的钢管表面进行高压静电喷涂，每把枪喷射流量设置在36～43.2g/min，喷涂压力6～7bar；胶粘剂和聚乙烯或聚丙烯缠绕，使用AD胶挤出机和PE/PP挤出机，采用下缠绕方式将PE薄膜或PP薄膜及AD薄膜与环氧粉末树酯层结合在一起，AD挤出机最大挤出量250kg/h，PE/PP挤出机最大挤出量1500kg/h，涂敷螺距控制在80～180mm；内表面抛丸除锈，采用内抛丸除锈机进行内壁除锈，抛丸除锈速度为1.0～1.2m/min；内表面喷涂，采用高压无气喷涂的内喷涂机对钢管内表面喷涂环氧涂料，内喷涂速度控制在0.8～1m/min，流量控制在2.5～6.0L/min。
作为优选，所述钢管的管径为DN1400mm～2600mm。
作为优选，所述中频加热为采用两个中频加热炉串接对钢管进行连续两次加热，所述的两中频加热炉设定的中频加热温度相同。
作为优选，DN1400mm以上大口径钢管内外壁防腐蚀生产线包括对应所述工艺步骤而依次排列的外抛丸除锈机、中频加热炉、FBE粉末喷涂系统、AD胶挤出机、PE/PP挤出机、内抛丸除锈机、内喷涂机和用于传送钢管的传送辊；所述中频加热炉为采用两个中频加热炉串接对钢管进行连续两次加热，所述的两中频加热炉设定的中频加热温度相同；所述传送辊具有用于钢管旋转的同时被轴向输送的包角，所述包角为传送辊的轴线方向与钢管传输方向之间的夹角；所述包角为60～70°，传送辊间的最大调整档距1400mm。
作为优选，DN1400mm以上大口径钢管内外壁防腐蚀生产线还包括预热炉、微尘处理系统、用于钢管外壁防腐涂敷后降温的水淋冷却房、用于磨削管端PE防腐层的管端磨削机、在线电火花漏点检测系统、固化炉；所述用于对钢管进行烘干预热处理的预热炉设置在所述外抛丸除锈机之前；所述水淋冷却房设置在所述PE/PP挤出机之后，所述管端磨削机设置在水淋冷却房之后，所述用于检测外防腐层漏点的在线电火花漏点检测系统设置在管端磨削机与内抛丸除锈机之间。
作为优选，DN1400mm以上大口径钢管内外壁防腐蚀生产线还包括在固化炉之后设置的对钢管内、外进行喷标自动喷标机器人。
作为优选，DN1400mm以上大口径钢管内外壁防腐蚀生产线的所述各设备成“Z”字型或“己”字型排列。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明提供一种大口径钢管内外壁防腐蚀工艺，满足大口径钢管3PE/3PP外防腐、环氧内防腐生产工艺需求；而预热炉、微尘处理系统、水淋冷却房、管端磨削机、在线电火花漏点检测系统、固化炉的设置则让生产线更为合理，为工艺质量提供更好的保障；两个设定相同温度串接的中频加热炉使大型钢管升温更加迅速，提高生产效率；生产线设备成“Z”字型或“己”字型排列则为车间排布节约了大量空间。
附图说明
图1是一种本发明生产线布局实施例的示意图。
图中：1、预热炉；2、传送辊；3、外抛丸除锈机；4、微尘处理系统；5、中频加热炉；6、FBE粉末喷涂系统；7、AD胶挤出机；8、PE/PP挤出机；9、水淋冷却房；10、管端磨削机；11、在线电火花漏点检测系统；12、内抛丸除锈机；13、内喷涂机；14、固化炉；15、自动喷标机器人。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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。
以下以大型钢管的内外壁防腐生产为例介绍各关键工艺过程和参数，省略或未提及的部分为与现有技术的小型钢管内外壁防腐的工艺过程和参数一致。
大型钢管的在螺旋输送辊道生产线上的旋转行进速度为2～2.5 m/min，这个旋转行进速度是指钢管在中频加热、环氧粉末FBE喷涂、胶粘剂AD和聚乙烯PE或聚丙烯PP缠绕等工序时在传送辊2上进给速度及各设备间使用传送辊2运输的速度。生产过程包括下述主要步骤和参数：
外表面抛丸除锈，采用外抛丸除锈机3进行外壁除锈，抛丸除锈速度为1.2～1.5m/min。中频加热，采用中频加热炉5对钢管进行加热，钢管表面温度达到205±25℃； 环氧粉末FBE喷涂，采用FBE粉末喷涂系统，利用所述FBE粉末喷涂系统的6～8把喷枪对加热后的钢管表面进行高压静电喷涂，每把枪喷射流量设置在36～43.2g/min，喷涂压力6～7bar。胶粘剂AD和聚乙烯PE或聚丙烯PP缠绕，使用AD胶挤出机和PE/PP挤出机，采用下缠绕方式将PE薄膜或PP薄膜及AD薄膜与环氧粉末树酯层结合在一起，AD挤出机7最大挤出量250kg/h，PE/PP挤出机8最大挤出量1500kg/h，涂敷螺距控制在80～180mm。内表面抛丸除锈，采用内抛丸除锈机12进行内壁除锈，抛丸除锈速度为1.0～1.2m/min。内表面喷涂，采用高压无气喷涂的内喷涂机13对钢管内表面喷涂环氧涂料，内喷涂速度控制在0.8～1m/min，流量控制在2.5～6.0L/min。其中1400mm的大钢管采用的防腐工艺参数为：旋转行进速度为2.5 m/min；传送辊2档距800mm，包角为70°；抛丸除锈速度为1.5m/min；钢管表面温度达到180℃；环氧粉末FBE喷涂8把喷枪，每把枪喷射流量设置在43g/min，喷涂压力7 bar；AD挤出机7最大挤出量250kg/h，PE/PP挤出机8最大挤出量1500kg/h，涂敷螺距控制在175mm；内抛丸除锈速度为1.2m/min；内喷涂速度控制在1m/min，流量控制在6.0L/min。其中2000mm的大钢管采用的防腐工艺参数为：旋转行进速度为2.2 m/min；传送辊2档距1400mm，包角为65°；抛丸除锈速度为1.3m/min；钢管表面温度达到205℃；环氧粉末FBE喷涂7把喷枪，每把枪喷射流量设置在40g/min，喷涂压力6.5 bar；AD挤出机7最大挤出量220kg/h，PE/PP挤出机8最大挤出量1350kg/h，涂敷螺距控制在125mm；内抛丸除锈速度为1.1m/min；内喷涂速度控制在0.9m/min，流量控制在4L/min。其中2600mm的大钢管采用的防腐工艺参数为：旋转行进速度为2m/min；传送辊2档距1400mm，包角为60°；抛丸除锈速度为1.2m/min；钢管表面温度达到230℃；环氧粉末FBE喷涂6把喷枪，每把枪喷射流量设置在36g/min，喷涂压力6bar；AD挤出机7最大挤出量200kg/h，PE/PP挤出机8最大挤出量1250kg/h，涂敷螺距控制在80mm；内抛丸除锈速度为1.0m/min；内喷涂速度控制在0.8m/min，流量控制在2.5L/min。
对应上述工艺步骤，本实施例生产线至少包括传送钢管的传送辊2、外抛丸除锈机3、中频加热炉5、FBE粉末喷涂系统6、AD胶挤出机7、PE/PP挤出机8、内抛丸除锈机12、内喷涂机13。其中传送辊2的包角60～70°，两传送辊2挡距可调，最大调整档距1400mm，这个挡距是指在钢管径向方向的两传送辊2之间的距离。挡距太大，如超过1400mm，则DN1400mm的钢管会漏下去，挡距太小会造成钢管的旋转前进不平稳，易跌落生产线。
作为优选，所述钢管的管径为DN1400mm～2600mm。
作为优选，所述中频加热为采用两个相同中频加热炉5对钢管进行连续两次加热所，述的两中频加热炉5设定的中频加热温度相同，都是205±25℃。
作为优选，所述传送辊2包角为60～70°，传送辊2间的最大调整档距1400mm。
作为优选，本实施例还包括预热炉1、微尘处理系统4、用于钢管外壁防腐涂敷后降温的水淋冷却房9、用于磨削管端PE防腐层的管端磨削机10、在线电火花漏点检测系统11、固化炉14；所述用于对钢管进行烘干预热处理的预热炉1设置在所述外抛丸除锈机3之前；所述水淋冷却房9设置在所述PE/PP挤出机8之后，所述管端磨削机10设置在水淋冷却房9之后，所述用于检测外防腐层漏点的在线电火花漏点检测系统11设置在管端磨削机10与内抛丸除锈机12之间。
作为优选，本实施例还包括在固化炉14之后设置的对钢管内、外进行喷标自动喷标机器人15，将自动喷标机器人15设置在本实施例中，使生产线更加完整。
如图1所示，作为优选，为得到更好的工艺和质量，本发明实施例的较佳工艺和生产线具体实施如下：
（1）预热处理：钢管表面潮湿时采用预热炉1对钢管进行烘干预热处理，一般采用火焰加热的形式。
（2）外表面处理：使用外抛丸除锈机3，利用按一定比例混合的钢砂、钢丸，采用抛（喷）射的方式进行除锈处理，必要时抛丸除锈前先适用预热炉进行烘干预热处理，确保钢管表面温度高于露点温度3℃以上，抛丸除锈速度为1.2～1.5m/min。除锈质量应达到GB/T8923中规定的Sa2.5级，锚纹度达到50～90μm，表面锚纹度和清洁度检验合格后，进入下一工序。外抛丸除锈机抛丸室内径Φ2800mm，适用最大规格管径Φ2600mm。
（3）微尘处理：利用微尘处理系统4，使用毛刷清扫钢管表面灰尘，并通过除尘器将灰尘吸收清除。
（4）中频加热：采用2×1000KW中频加热炉5对钢管表面进行加热，根据管径大小选择相应规格的中频线圈，最大规格Φ2700mm，适用最大钢管规格Φ2600mm，使钢管表面温度达到205±25℃，中频电压750V。通过红外测温装置控制好中频加热温度。作为优选，本步骤采用两个相同中频加热炉5对钢管进行连续两次加热所，述的两中频加热炉5设定的中频加热温度相同，都是205±25℃。
（5）环氧粉末（FBE）喷涂：使用FBE静电涂敷系统6，采用高压静电喷涂的方式，使用6到8把喷枪把环氧粉末喷涂至加热后的钢管表面。不锈钢喷房内径Φ2800mm，适用最大规格管径Φ2600mm，喷涂压力6～7bar，每把枪喷射流量设置在36～43.2g/min，除尘风机功率30kW。
（6）胶粘剂（AD）和聚乙烯（PE）或聚丙烯（PP）缠绕：使用胶粘剂挤出机7和PE/PP挤出机8，采用下缠绕方式将PE薄膜或PP薄膜及胶粘剂薄膜与环氧粉末树酯层结合在一起。AD挤出机最大挤出量250kg/h，PE/PP挤出机最大挤出量1500kg/h，涂敷螺距控制在80～180mm。
（7）水淋冷却：涂敷后的钢管进入水淋冷却房9后，喷淋管喷散冷却水，使成品钢管温度迅速降低，冷却至60℃以下，所产生的蒸气由风机抽出。水淋冷却房9高度4.5m，Φ2600mm及以下规格钢管可顺利通过，水处理能力300立方/时。
（8）管端磨削：管端磨削机10的两端均配双打磨头，打磨角度10-60°可调，设备总功率55kW，用于磨削管端PE防腐层，打磨头档距可调，适用管径可达Φ2600mm。钢管管端预留段长度100～150mm，利用管端磨削机10将管端防腐层磨削至小于30°并与管体平滑过渡。
（9）检验：利用在线电火花漏点检测系统11对钢管在线电火花检漏，检验有无漏点，检漏电压25kV，同时对3PE/3PP外防腐层外观、厚度、粘接力等项目进行检测。
（10）内表面处理：使用内抛丸除锈机12，并在抛丸机两套移动清理室入口处安装与钢管规格匹配的软胶圈，利用按一定比例混合的钢砂、钢丸，采用抛（喷）射的方式进行除锈处理，抛丸除锈速度为1.0～1.2m/min。内抛丸除锈机清理室内径Φ2800mm，适用最大规格管径Φ2600mm。除锈检验合格后进入内喷涂工序。
（11）内喷涂：内喷涂机13采用高压无气喷涂对内表面喷涂环氧涂料，移动护罩内径Φ2800mm，适用最大规格管径Φ2600mm，并选用与钢管规格匹配的支撑花盘，内喷涂速度控制在0.8～1m/min，流量。
（12）固化：将完成防腐的钢管输送进固化炉14固化，使钢管涂层快速达到85%表干，缩短固化时间。固化炉高度4.5m，可容纳Φ200～Φ2600mm规格钢管进入，炉内为循环热风，管体出炉温度保持在40-60℃，炉温调节范围50-90℃，内涂后的钢管在炉内停留约40-80分钟，达到涂层固化的要求。
（13）成品检验：对成品防腐钢管进行外观、厚度、粘接力等项目检验。
（14）喷标入库：利用自动喷标机器人15自动读取生产管理系统中的管号、管长、防腐类型等信息，由自动喷标机器人15自动对钢管内、外进行喷标，然后入库码放，完成钢管内外防腐生产。
如图1所示，为上述优选工艺对应设备组成的生产线。
作为优选，生产线设备成“Z”字型或“己”字型排列，这种排列为车间排布节约了大量空间，同时减少周转时间，提高生产效率，各设备之间通过横移车和传送辊2运送钢管。
应当指出本发明实施例的生产线同样可适用于Φ200～Φ1400mm规格的小型钢管进行3PE/3PP外防腐、环氧内防腐的生产。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DN1400mm以上大口径钢管内外壁防腐蚀工艺，其特征在于：钢管的在螺旋传送辊生产线上的旋转行进速度为2～2.5 m/min，生产过程包括下述步骤：
外表面抛丸除锈，采用外抛丸除锈机（3）进行外壁除锈，抛丸除锈速度为1.2～1.5m/min；
中频加热，采用中频加热炉（5）对钢管进行加热，钢管表面温度达到205±25℃；
环氧粉末喷涂，采用FBE粉末喷涂系统，利用所述FBE粉末喷涂系统的6～8把喷枪对加热后的钢管表面进行高压静电喷涂，每把枪喷射流量设置在36～43.2g/min，喷涂压力6～7bar；
胶粘剂和聚乙烯或聚丙烯缠绕，使用AD胶挤出机和PE/PP挤出机，采用下缠绕方式将PE薄膜或PP薄膜及AD薄膜与环氧粉末树酯层结合在一起，AD挤出机（7）最大挤出量250kg/h，PE/PP挤出机（8）最大挤出量1500kg/h，涂敷螺距控制在80～180mm；
内表面抛丸除锈，采用内抛丸除锈机进行内壁除锈，抛丸除锈速度为1.0～1.2m/min；
内表面喷涂，采用高压无气喷涂的内喷涂机（13）对钢管内表面喷涂环氧涂料，内喷涂速度控制在0.8～1m/min，流量控制在2.5～6.0L/min。
2.一种DN1400mm以上大口径钢管内外壁防腐蚀工艺，其特征在于：所述钢管的管径为DN1400mm～2600mm。
3.根据权利要求1所述的DN1400mm以上大口径钢管内外壁防腐蚀工艺，其特征在于：所述中频加热为采用两个中频加热炉（5）串接对钢管进行连续两次加热，所述的两中频加热炉（5）设定的中频加热温度相同。
4.根据权利要求1所述的DN1400mm以上大口径钢管内外壁防腐蚀生产线，其特征在于：包括对应所述工艺步骤而依次排列的外抛丸除锈机（3）、中频加热炉（5）、FBE粉末喷涂系统（6）、AD胶挤出机（7）、PE/PP挤出机（8）、内抛丸除锈机（12）、内喷涂机（13）和用于传送钢管的传送辊（2）；所述中频加热炉（5）为采用两个中频加热炉（5）串接对钢管进行连续两次加热，所述的两中频加热炉（5）设定的中频加热温度相同；所述传送辊（2）具有用于钢管旋转的同时被轴向输送的包角，所述包角为传送辊（2）的轴线方向与钢管传输方向之间的夹角；所述包角为60～70°，传送辊（2）间的最大调整档距1400mm。
5.根据权利要求4所述的DN1400mm以上大口径钢管内外壁防腐蚀生产线，其特征在于：还包括预热炉（1）、微尘处理系统（4）、用于钢管外壁防腐涂敷后降温的水淋冷却房（9）、用于磨削管端PE防腐层的管端磨削机（10）、在线电火花漏点检测系统（11）、固化炉（14）；所述用于对钢管进行烘干预热处理的预热炉（1）设置在所述外抛丸除锈机（3）之前；所述水淋冷却房（9）设置在所述PE/PP挤出机（8）之后，所述管端磨削机（10）设置在水淋冷却房（9）之后，所述用于检测外防腐层漏点的在线电火花漏点检测系统（11）设置在管端磨削机（10）与内抛丸除锈机（12）之间。
6.根据权利要求5所述的DN1400mm以上大口径钢管内外壁防腐蚀生产线，其特征在于：还包括在固化炉（14）之后设置的对钢管内、外进行喷标自动喷标机器人（15）。
7.根据权利要求6所述的DN1400mm以上大口径钢管内外壁防腐蚀生产线，其特征在于：所述各设备成“Z”字型或“己”字型排列。
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