CN107685411A - 一种防腐钢管及其制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防腐钢管及其制造工艺；其防腐钢管包括钢管和设于钢管外的环氧粉末涂层，还包括设于环氧粉末涂层外的聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末涂层；防腐钢管制造工艺包括如下步骤：a、胶黏剂和聚乙烯复合粉末的制备；b、环氧粉末的喷涂；c、聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末的喷涂；d、冷却固化；本发明中的防腐钢管防腐效果佳，制造上相对常规工艺减少了工艺步骤，利于提高生产效率和减少资金与设备的投入，可便于单件小批量生产，可满足市政防腐管的加工要求。
Description
技术领域
本发明涉及管道防腐领域，具体涉及一种防腐钢管及其制造工艺。
背景技术
在市政行业现在没有“3PE”防腐结构，只有单环氧、单层PE防腐，防腐性能对比3PE防腐结构有一定差距；在油气行业大量使用3PE结构，但设备投资大、适合大批量生产、只适合管径在DN200--DN1200钢管的防腐；而在市政工程中需要的小管径在DN200以下、大管径在DN1200~DN2200，甚至DN3000的钢管防腐，现有的3PE结构防腐生产工艺都不宜完成，大管径甚至无法完成；市政工程中还有很多小批量、甚至几根的涂覆业务要求，使用现有3PE生产设备和工艺生产成本很高。
现有的3PE防腐钢管制造工艺是：先将钢管加热，采用静电喷涂工艺将环氧粉末喷涂到钢管表面，使环氧粉末涂料熔化、固化并形成厚度120~250um的环氧粉末涂层，然后胶黏剂挤出涂覆，然后聚乙烯挤出包覆，最后冷却固化。
现有技术中公开了一篇专利文献，其申请号为：200420007424.2，申请日为：2004.3.22，名称为：环氧、聚乙烯粉末复合涂层防腐管；在该专利文献种记述了一种防腐管，在说明书部分记述了该防腐管的制造工艺，该防腐管具有双层结构，即具有环氧粉末涂层和聚乙烯粉末涂层，由于单纯的聚乙烯粉末与底层的环氧粉末结合力不好，因此在制造工艺上需要二次加热，以达到环氧粉末涂料层和聚乙烯粉末涂料层的良好结合，进行二次加热增加了工艺步骤同时电力消耗大，制造成本相对较高；同时该种双层结构还限制了聚乙烯粉末涂料层的厚度，其聚乙烯粉末涂料层的厚度仅为450~550um，这使得该种防腐管防腐效果不佳。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在不足，提供一种防腐钢管及其制造工艺，以实现制造成本低、设备和资金投入少、以及可满足单件或小批量生产要求的目的。
一种防腐钢管，包括钢管和设于钢管外的环氧粉末涂层，还包括设于环氧粉末涂层外的聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末涂层；
进一步，所述聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末涂层是由聚乙烯和热熔胶黏剂混合而成；
进一步，所述聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末涂层的厚度为1.8~2.5mm；
进一步，所述环氧粉末涂层的厚度为120~250um。
一种制造防腐钢管的工艺，包括如下步骤：
a、胶黏剂和聚乙烯复合粉末的制备：将聚乙烯颗粒与热熔胶黏剂颗粒按质量比10:1~2的比例进行充分混合，并形成混合物；将混合物加入挤出机挤出造粒，并形成颗粒料；将挤出机制造的颗粒料进行冷却处理；然后将颗粒料加入研磨机进行磨粉，制成聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末；
b、环氧粉末的喷涂：将钢管加热，采用静电喷涂工艺将环氧粉末喷涂到钢管表面，使环氧粉末涂料熔化、固化并形成环氧粉末涂层；
c、聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末的喷涂：在环氧粉末胶化阶段，将聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末涂覆到步骤b中环氧粉末涂层外侧，并形成聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末涂层；
d、冷却固化：根据管径大小选择自然冷却、余温固化或固化炉固化、自然冷却；
进一步，步骤a中制成的聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末的目数为200目。
本发明中防腐钢管具有环氧粉末涂层与聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末涂层的双层结构，在胶黏剂对聚乙烯的改性作用下，增强了聚乙烯与环氧粉末涂层的结合性能，进而使得聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末涂层的厚度可以增加，由于聚乙烯是钢管防腐的主要材料，聚乙烯的厚度增加，防腐性能便增强；相较于常规的具有环氧粉末涂层和聚乙烯粉末涂层的双层防腐钢管，其防腐性能更佳，相较于3PE防腐结构钢管，其防腐性能相近；胶黏剂对聚乙烯的改性作用主要是通过聚乙烯颗粒与热熔胶黏剂颗粒的混合工艺过程而实现的；在该工艺过程中，热熔胶黏剂与聚乙烯形成一定的分子键连接，热熔胶黏剂对聚乙烯具有改性作用，使聚乙烯的粘接性能增强；
与具有环氧粉末涂层和聚乙烯粉末涂层的双层防腐钢管相比较，在制造工艺上无需二次加热，可节约电力、可促进生产效率的提高，同时对单件或小批量钢管的生产更具有方便生产和节约成本的优势；
相较于常规的3PE防腐钢管的生产，在制造的资金投入、设备投入和生产效率等方面具有显著优势，由于无需胶黏剂和聚乙烯挤出设备，减少了资金投入和设备投入，在制造的工艺上工艺步骤减少，使生产效率得以提高。
本发明中防腐钢管的环氧粉末涂层与聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末涂层的检验标准如下表：
本发明的有益效果是：
本发明防腐钢管在结构上具有双层防腐结构，设有的聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末涂层，使得聚乙烯与环氧粉末涂层具有更好的结合性能，使得聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末涂层的厚度可以达到1.8~2.5mm，相较于常规的钢管双层防腐结构增强了防腐性能，在防腐性能上与常规的3PE防腐结构相近，在制造工艺上，相较于双层防腐结构的钢管和3PE防腐结构的钢管均减少了工艺步骤，利于生产效率的提高，使生产投入和生产制造的成本降低，同时本工艺还利于单件或小批量防腐钢管的生产，可满足市政行业用管需求。
附图说明
图1为本发明中防腐钢管的结构示意图。
其中：1-钢管；2-环氧粉末涂层；3-聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末涂层。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明：
实施例一
如图1所示，一种防腐钢管，包括钢管1和设于钢管1外的环氧粉末涂层2，还包括设于环氧粉末涂层2外的聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末涂层3；所述聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末涂层3是由聚乙烯颗粒和热熔胶黏剂颗粒混合而成。
实施例二
如图1所示，一种防腐钢管，包括钢管1和设于钢管1外的环氧粉末涂层2，还包括设于环氧粉末涂层2外的聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末涂层3；所述聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末涂层3是由聚乙烯颗粒和热熔胶黏剂颗粒混合而成；所述聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末涂层3的厚度为1.8~2.5mm；所述环氧粉末涂层2的厚度为120~250um。
实施例三
一种制造防腐钢管的工艺，包括如下步骤：
a、胶黏剂和聚乙烯复合粉末的制备：将聚乙烯颗粒与热熔胶黏剂颗粒按质量比10:1的比例进行充分混合，并形成混合物；将混合物加入挤出机挤出造粒，并形成颗粒料；将挤出机制造的颗粒料进行冷却处理，具体可采用冷冻方式进行冷却处理；然后将颗粒料加入研磨机进行磨粉，制成聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末；聚乙烯混合粉末要求在250℃在能够正常流平，因此聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末的研磨目数控制在200目；
b、环氧粉末的喷涂：将钢管1加热，采用静电喷涂工艺将环氧粉末喷涂到钢管1表面，使环氧粉末涂料熔化、固化并形成环氧粉末涂层2；钢管1加热前还需进行表面处理，钢管1进行抛丸除锈，除锈的目的是去除铁锈、轧钢鳞片、油脂、灰尘、漆、水分或其他粘杂物，抛丸除锈还可提高钢管1表面积，增强与环氧粉末涂层的粘接力，在钢管1进行抛丸除锈前，要采用中频感应加热器对钢管进行预热处理，预热温度要达到40~60℃的要求，以排除所有的湿气和表面脏污；钢管1加热是采用中频感应加热器进行加热，加热温度控制在200℃~250℃；
c、聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末的喷涂：在环氧粉末胶化阶段，将聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末涂覆到步骤b中环氧粉末涂层2外侧，并形成聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末涂层3；
d、冷却固化：根据管径大小选择自然冷却、余温固化或固化炉固化、自然冷却；对于大口径钢管，例如大于DN500的钢管可以在常温下自然冷却，利用余热使粉末流平、固化；对于小于等于DN500的小口径钢管，尤其是DN200以下的小口径钢管因为热容量小，需要在固化加热炉中固化，一般固化温度在160℃~200℃，然后自然冷却。
实施例四
一种制造防腐钢管的工艺，包括如下步骤：
a、胶黏剂和聚乙烯复合粉末的制备：将聚乙烯颗粒与热熔胶黏剂颗粒按质量比10:2的比例进行充分混合，并形成混合物；将混合物加入挤出机挤出造粒，并形成颗粒料；将挤出机制造的颗粒料进行冷却处理，具体可采用冷冻方式进行冷却处理；然后将颗粒料加入研磨机进行磨粉，制成聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末；聚乙烯混合粉末要求在250℃在能够正常流平，因此聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末的研磨目数控制在200目；
b、环氧粉末的喷涂：将钢管1加热，采用静电喷涂工艺将环氧粉末喷涂到钢管1表面，使环氧粉末涂料熔化、固化并形成环氧粉末涂层2；钢管1加热前还需进行表面处理，钢管1进行抛丸除锈，除锈的目的是去除铁锈、轧钢鳞片、油脂、灰尘、漆、水分或其他粘杂物，抛丸除锈还可提高钢管1表面积，增强与环氧粉末涂层的粘接力，在钢管1进行抛丸除锈前，要采用中频感应加热器对钢管进行预热处理，预热温度要达到40~60℃的要求，以排除所有的湿气和表面脏污；钢管1加热是采用中频感应加热器进行加热，加热温度控制在200℃~250℃；
c、聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末的喷涂：在环氧粉末胶化阶段，将聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末涂覆到步骤b中环氧粉末涂层2外侧，并形成聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末涂层3；
d、冷却固化：根据管径大小选择自然冷却、余温固化或固化炉固化、自然冷却；对于大口径钢管，例如大于DN500的钢管可以在常温下自然冷却，利用余热使粉末流平、固化；对于小于等于DN500的小口径钢管，尤其是DN200以下的小口径钢管因为热容量小，需要在固化加热炉中固化，一般固化温度在160℃~200℃，然后自然冷却。
实施例五
一种制造防腐钢管的工艺，包括如下步骤：
a、胶黏剂和聚乙烯复合粉末的制备：将聚乙烯颗粒与热熔胶黏剂颗粒按质量比10:1.5的比例进行充分混合，并形成混合物；将混合物加入挤出机挤出造粒，并形成颗粒料；将挤出机制造的颗粒料进行冷却处理，具体可采用冷冻方式进行冷却处理；然后将颗粒料加入研磨机进行磨粉，制成聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末；聚乙烯混合粉末要求在250℃在能够正常流平，因此聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末的研磨目数控制在200目；
b、环氧粉末的喷涂：将钢管1加热，采用静电喷涂工艺将环氧粉末喷涂到钢管1表面，使环氧粉末涂料熔化、固化并形成环氧粉末涂层2；钢管1加热前还需进行表面处理，钢管1进行抛丸除锈，除锈的目的是去除铁锈、轧钢鳞片、油脂、灰尘、漆、水分或其他粘杂物，抛丸除锈还可提高钢管1表面积，增强与环氧粉末涂层的粘接力，在钢管1进行抛丸除锈前，要采用中频感应加热器对钢管进行预热处理，预热温度要达到40~60℃的要求，以排除所有的湿气和表面脏污；钢管1加热是采用中频感应加热器进行加热，加热温度控制在200℃~250℃；
c、聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末的喷涂：在环氧粉末胶化阶段，将聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末涂覆到步骤b中环氧粉末涂层2外侧，并形成聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末涂层3；
d、冷却固化：根据管径大小选择自然冷却、余温固化或固化炉固化、自然冷却；对于大口径钢管，例如大于DN500的钢管可以在常温下自然冷却，利用余热使粉末流平、固化；对于小于等于DN500的小口径钢管，尤其是DN200以下的小口径钢管因为热容量小，需要在固化加热炉中固化，一般固化温度在160℃~200℃，然后自然冷却。
最后应当说明的是：以上所述仅为发明的优选实例而已，并不用于限制发明，尽管参照前述实施例对发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种防腐钢管，包括钢管和设于钢管外的环氧粉末涂层，其特征在于，还包括设于环氧粉末涂层外的聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末涂层。
2.根据权利要求1所述的一种防腐钢管，其特征在于，所述聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末涂层是由聚乙烯颗粒和热熔胶黏剂颗粒混合而成。
3.根据权利要求1所述的一种防腐钢管，其特征在于，所述聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末涂层的厚度为1.8~2.5mm。
4.根据权利要求1所述的一种防腐钢管，其特征在于，所述环氧粉末涂层的厚度为120~250um。
5.一种制造根据权利要求1至4任一项所述防腐钢管的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
a、胶黏剂和聚乙烯复合粉末的制备：将聚乙烯颗粒与热熔胶黏剂颗粒按质量比10:1~2的比例进行充分混合，并形成混合物；将混合物加入挤出机挤出造粒，并形成颗粒料；将挤出机制造的颗粒料进行冷却处理；然后将颗粒料加入研磨机进行磨粉，制成聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末；
b、环氧粉末的喷涂：将钢管加热，采用静电喷涂工艺将环氧粉末喷涂到钢管表面，使环氧粉末涂料熔化、固化并形成环氧粉末涂层；
c、聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末的喷涂：在环氧粉末胶化阶段，将聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末涂覆到步骤b中环氧粉末涂层外侧，并形成聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末涂层；
d、冷却固化：根据管径大小选择自然冷却、余温固化或固化炉固化、自然冷却；
根据权利要求5所述制造防腐钢管的工艺，其特征在于，所述步骤a中制成的聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末的目数为200目。
6.根据权利要求5所述制造防腐钢管的工艺，其特征在于，所述步骤a中制成的聚乙烯和热熔胶黏剂复合粉末的目数为200目。
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