CN107377340A - 一种管道内涂熔结环氧石墨烯粉末的涂覆方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种管道内涂熔结环氧石墨烯粉末的涂覆方法,具体包括以下步骤：(1)预热钢管，去除表面杂物，疏松氧化皮。(2)采用内喷砂处理工艺，使钢管达到金属白色，锚纹控制深度控制在45‑95um，然后清除表面灰尘。(3)经过表面处理的钢管采用无污染的热源均匀加热。(4)环氧石墨烯粉末先在流化床内充分流化。(5)流平后的涂层进一步胶化、固化。(6)整体温度下降后，浇水冷却。(7)当温度降到150℃以下时，进行涂膜性能检测。本发明涂覆管道内壁更彻底，防腐涂层覆盖更均匀，形成的防腐涂层能有效抵御有机物质的化学腐蚀，具有良好的绝缘性，防腐时间长。

Description

一种管道内涂熔结环氧石墨烯粉末的涂覆方法
【技术领域】
本发明涉及埋地金属管道内壁表面介质接触层防腐技术领域，特别涉及一种管道内涂熔结环氧石墨烯粉末的涂覆方法。
【背景技术】
目前国家相关技术规范图集对于埋地金属管道内壁防腐没有很好的技术界定，没有很好的解决埋地金属管道内壁防腐蚀的问题。而现在工程规模日益大化，技术、工程质量要求更高，埋地管道供暖、供水、供气、排污，生活及工业需求越来越大，原有的防腐方法和性能，无法满足工程需求。而埋地金属管道管线的质量和寿命直接影响着整个工程，因此埋地金属管道的防腐及性能至关重要。
我国因腐蚀造成的损失大约占行业总产值的6％，在埋地金属管道中，长距离的输送管道具有生命线的作用，同时也是国民经济建设中的一根大动脉。因埋地金属管道内壁腐蚀具有隐蔽性，他的存在往往被人们忽视。同时由于输送介质的特殊性，管道内壁腐蚀非常严重，甚至远远超过了外表面腐蚀。
【发明内容】
有鉴于此，为克服现有技术的不足，本发明提供一种管道内涂熔结环氧石墨烯粉末的涂覆方法，作为地埋金属管道内壁防腐的一种技术方法，形成的熔结环氧石墨烯粉末防护涂层具有良好的抗化学品性、抗溶剂性，能抵御有机物质的化学腐蚀，具有良好的绝缘性，防腐时间长。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种管道内涂熔结环氧石墨烯粉末的涂覆方法，具体包括以下步骤：
(1)预热钢管，去除表面杂物，疏松氧化皮。
(2)采用内喷砂处理工艺，使钢管达到金属白色，锚纹控制深度控制在45-95um，然后清除表面灰尘。
(3)经过表面处理的钢管采用无污染的热源均匀加热，优选利用中频线圈加热钢管，加热温度可根据生产速度、管壁的厚薄以及希望的涂层胶化、固化时间进行调整，一般控制在280～470℃之间，以350℃为宜。
(4)环氧石墨烯粉末先在流化床内充分流化，然后通过喷涂法使粉末颗粒均匀地粘附在经预热的接地钢管表面。粘附在预热钢管表面的环氧石墨烯粉末受热熔化并流动，进一步流平覆盖整个钢管表面，特别是覆盖在钢管内壁表面的凹陷处，以及焊道两侧，熔融的涂料流入填平，使涂层与钢管紧密结合，最大限度减少孔隙。
(5)流平后的涂层进一步胶化、固化，根据不同的生产速度，以及对胶化、固化温度、时间的要求，有不同类型的粉末与之相对应；固化时间一般为2～4min，涂膜厚度普通级295～510μm，加强级可达到750μm。
(6)整体温度下降后，在不影响金属钢管各种应力(或可控制)的情况下浇水冷却，终止反应。
(7)当温度降到150℃以下时，进行涂膜性能检测一次；当温度降到100℃以下时，进行涂膜性能再检测一次，整个过程完成。
进一步，本发明所述的熔结环氧石墨烯粉末是由由环氧树脂(质量配比：70％-85％)、石墨粉末(12％-26％)、固化剂(0％-3％)、无机颜料(0％-20％)、填料(5％-15％)与助剂(％0-％0.8)组成，是一种以空气为载体进行输送和分散固体材料，将其施涂于经预热的钢制品表面，熔化、流平、固化形成一道均匀的防腐涂层。
较佳的，步骤(4)中所述熔结环氧石墨烯粉末的喷涂法有内喷涂法和真空吸涂法，所述内喷涂法用于较大孔径管道的内壁涂装，所述真空吸涂法用于较小孔径管道和弯管的内壁涂装。
进一步，所述真空吸涂法是压缩空气经过流化床从一侧进入管道内部，粉末与空气混合后，它与高温管壁接触时熔融粘附于管壁表面，所述管道另一侧通过引风机抽吸空气。
抽吸过程中气流带走管壁部分热量使其温度下降，粉末粘附量也随之减少，甚至粘附不上，因此管道预热温度的高低对涂膜厚度影响很大。
吸涂时涂膜厚度随供粉量增大仅略有增加，由于真空吸涂时粉末涂料总是过量供给，多余粉末被抽入回收装置，因而粉末过量多与少对厚度影响不大。
涂膜厚度对供粉时间十分敏感，在同等条件下供粉时间越长涂膜越厚。吸涂施工过程中，管道温度因散热、粉末吸热和抽吸气流带走的热量使其不断下降。当管壁温度下降到难以熔粘粉末时，即使供粉时间再长涂膜厚度也不可能增加。在生产施工中，随着管径大小、批量大小、生产节拍等因素的变化，应该相应调整有关工艺参数来获取满意的涂膜。
管道内涂敷一般采用摩擦静电喷涂法、抽吸法或热喷涂法，异型件采用流化床法或静电喷涂法。这几种喷涂方法都有一个共同特点，即喷涂之前需要将工件预热到某一温度，使粉末一接触即熔化，余热应该能使涂膜继续流动，进一步流平覆盖整个钢管表面，特别是在钢管表面的凹陷处，以及焊缝两侧，熔融的涂料流入填平，使涂层与钢管紧密结合，最大限度减少孔隙，并在规定时间内固化，最后用水冷却终止固化过程。
本发明的有益效果是，与其他的埋地金属管道内壁防腐方法相比较，本发明涂覆管道内壁更彻底，防腐涂层覆盖更均匀，该防腐涂层还具有以下优点：
(1)熔结环氧石墨烯粉末防腐涂层具有良好的抗化学品性、抗溶剂性，能够抵御被传输介质中的H2S、CO2、O2、酸、碱、盐、有机物等物质的化学腐蚀，并能长期接触含盐地下水、海水、土壤中微生物产生的各种有机酸等腐蚀物质，防腐时间长。
(2)熔结环氧石墨烯粉末防腐涂层坚韧耐磨，抗冲击性及抗弯曲性优良，与钢管之间有极佳的附着力，能有效防止施工中的机械损坏及使用过程中的植物根系和土壤环境应力的损坏。
(3)熔结环氧石墨烯粉末防腐涂层因石墨烯的成份，整体润滑性能提高，抗热震性能提高，大大的减少了输送载体介质的能量损失，同时也提高了输送载体介质的流速。
(4)熔结环氧石墨烯粉末防腐涂层施工方便、无需底漆、固化迅速，可流水线作业，涂装效率高。
(5)管道检测和修补简便，涂层质量容易控制，质量可靠、长久。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一采用内喷涂法的示意图。
图2为本发明实施例二采用真空吸涂法的示意图。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
参照图1，一种管道内涂熔结环氧石墨烯粉末的涂覆方法，采用内喷涂法，适用于较大孔径管道的内壁涂装，具体包括以下步骤：
(1)预热钢管01，去除表面杂物，疏松氧化皮。
(2)采用内喷砂处理工艺，使钢管达到金属白色，锚纹控制深度
控制在45-95um，然后清除表面灰尘。
(3)经过表面处理的钢管01采用无污染的热源均匀加热，优选利用中频线圈加热钢管01，加热温度可根据生产速度、管壁的厚薄以及希望的涂层胶化、固化时间进行调整，一般控制在280～470℃之间，以350℃为宜。
(4)环氧石墨烯粉末先在流化床02内充分流化，采用内喷涂法即通过静电喷枪03使粉末颗粒均匀地粘附在经预热的接地钢管01表面，粘附在预热钢管01表面的环氧石墨烯粉末受热熔化并流动，进一步流平覆盖整个钢管01表面，特别是覆盖在钢管01内壁表面的凹陷处，以及焊道两侧，熔融的涂料流入填平，使涂层与钢管紧密结合，最大限度减少孔隙。
(5)流平后的涂层进一步胶化、固化，根据不同的生产速度，以及对胶化、固化温度、时间的要求，有不同类型的粉末与之相对应；固化时间一般为2～4min，涂膜厚度普通级295～510μm，加强级可达到750μm。
(6)整体温度下降后，在不影响金属钢管各种应力(或可控制)的情况下浇水冷却，终止反应。
(7)当温度降到150℃以下时，进行涂膜性能检测一次；当温度降到100℃以下时，进行涂膜性能再检测一次，整个过程完成。
实施例二
参看图2，一种管道内涂熔结环氧石墨烯粉末的涂覆方法，采用真空吸涂法，用于较小孔径管道和弯管的内壁涂装，具体包括以下步骤：
(1)预热管道2，去除表面杂物，疏松氧化皮；
(2)采用内喷砂处理工艺，使钢管达到金属白色，锚纹控制深度控制在45-95um，然后清除表面灰尘；
(3)经过表面处理的钢管采用无污染的热源均匀加热，控制在280-470℃之间；
(4)采用真空吸涂法，使压缩空气经过流化床1从一侧进入管道2内部，粉末与空气混合后，它与高温管壁接触时熔融粘附于管壁表面，所述管道2另一侧通过引风机3抽吸空气。粉末混合体受热熔化流动并流平覆盖整个管道2内表面，特别是覆盖在管道2内壁表面的凹陷处，以及焊道两侧，熔融的涂料流入填平，使涂层与钢管紧密结合。
(5)流平后的涂层进一步胶化、固化，固化时间为2～4min；
(6)整体温度下降后，在不影响金属钢管各种应力的情况下浇水冷却，终止反应；
(7)当温度降到150℃以下时，进行涂膜性能检测一次；当温度降到100℃以下时，进行涂膜性能再检测一次，整个过程完成。
上述两个实施例中，本发明所述的熔结环氧石墨烯粉末是由环氧树脂(质量配比70％-85％)、石墨粉末(12％-26％)、固化剂(0％-3％)、无机颜料(0％-20％)、填料(5％-15％)与助剂(％0-％0.8)组成，是一种以空气为载体进行输送和分散固体材料，将其施涂于经预热的钢制品表面，熔化、流平、固化形成一道均匀的防腐涂层。
本发明中，涂膜厚度对供粉时间十分敏感，在同等条件下供粉时间越长涂膜越厚。吸涂施工过程中，管道温度因散热、粉末吸热和抽吸气流带走的热量使其不断下降。当管壁温度下降到难以熔粘粉末时，即使供粉时间再长涂膜厚度也不可能增加。在生产施工中，随着管径大小、批量大小、生产节拍等因素的变化，应该相应调整有关工艺参数来获取满意的涂膜。
本发明在生产成品时，均匀布置和调控加热管道的热源，稳定以空气或其他气体作为载体的流速、流量。在实际安装施工过程中，对接焊接焊缝、其他二次伤害的二次修补，采取边施工边修补边检测的方法，有效控制二次伤害。
本发明与其他的埋地金属管道内壁防腐方法相比较，本发明涂覆管道内壁更彻底，防腐涂层覆盖更均匀，该防腐涂层还具有以下优点：
(1)熔结环氧石墨烯粉末防腐涂层具有良好的抗化学品性、抗溶剂性，能够抵御被传输介质中的H2S、CO2、O2、酸、碱、盐、有机物等物质的化学腐蚀，并能长期接触含盐地下水、海水、土壤中微生物产生的各种有机酸等腐蚀物质，防腐时间长。
(2)熔结环氧石墨烯粉末防腐涂层坚韧耐磨，抗冲击性及抗弯曲性优良，与钢管之间有极佳的附着力，能有效防止施工中的机械损坏及使用过程中的植物根系和土壤环境应力的损坏。
(3)熔结环氧石墨烯粉末防腐涂层因石墨烯的成份，整体润滑性能提高，抗热震性能提高，大大的减少了输送载体介质的能量损失，同时也提高了输送载体介质的流速。
(4)熔结环氧石墨烯粉末防腐涂层施工方便、无需底漆、固化迅速，可流水线作业，涂装效率高。
(5)管道检测和修补简便，涂层质量容易控制，质量可靠、长久。
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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种管道内涂熔结环氧石墨烯粉末的涂覆方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
(1)预热钢管，去除表面杂物，疏松氧化皮；
(2)采用内喷砂处理工艺，使钢管达到金属白色，锚纹控制深度控制在45-95um，然后清除表面灰尘；
(3)经过表面处理的钢管采用无污染的热源均匀加热，控制在280-470℃之间；
(4)环氧石墨烯粉末先在流化床内充分流化，然后通过喷涂法使粉末颗粒均匀地粘附在经预热的接地钢管表面，受热熔化流动并流平覆盖整个钢管表面，使涂层与钢管紧密结合。
(5)流平后的涂层进一步胶化、固化，固化时间为2～4min；
(6)整体温度下降后，在不影响金属钢管各种应力的情况下浇水冷却，终止反应；
(7)当温度降到150℃以下时，进行涂膜性能检测一次；当温度降到100℃以下时，进行涂膜性能再检测一次，整个过程完成。
2.根据权利要求1所述的一种管道内涂熔结环氧石墨烯粉末的涂覆方法，其特征在于，在上述步骤(3)中，所述用于加热的热源优选利用中频线圈加热钢管，加热温度为350℃。
3.根据权利要求1所述的一种管道内涂熔结环氧石墨烯粉末的涂覆方法，其特征在于，所述的熔结环氧石墨烯粉末是由环氧树脂(质量配比：70％-85％)、石墨粉末(12％-26％)、固化剂(0％-3％)、无机颜料(0％-20％)、填料(5％-15％)与助剂(％0-％0.8)组成，是一种以空气为载体进行输送和分散固体材料，将其施涂于经预热的钢制品表面，熔化、流平、固化形成一道均匀的防腐涂层。
4.根据权利要求1所述的一种管道内涂熔结环氧石墨烯粉末的涂覆方法，其特征在于，上述步骤(4)中，所述熔结环氧石墨烯粉末的喷涂法有内喷涂法和真空吸涂法，所述内喷涂法用于较大孔径管道的内壁涂装，所述真空吸涂法用于较小孔径管道和弯管的内壁涂装。
5.根据权利要求1所述的一种管道内涂熔结环氧石墨烯粉末的涂覆方法，其特征在于，所述真空吸涂法是压缩空气经过流化床从一侧进入管道内部，粉末与空气混合后，它与高温管壁接触时熔融粘附于管壁表面，所述管道另一侧通过引风机抽吸空气。
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