CN110860448A - 新型球墨铸铁管件聚氨酯涂层涂覆工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型球墨铸铁管件聚氨酯涂层涂覆工艺，包括：步骤1、抛丸打磨；步骤2、加工焊补；步骤3、水压试验；步骤4、高温除水；步骤5、抛丸、喷砂；步骤6、基材修补；步骤7、基材加热；步骤8、修补喷涂；步骤9、加热固化；步骤10、涂层检测。该工艺操作简单，容易掌握，可实现连续化生产，生产件标准高。

Description

新型球墨铸铁管件聚氨酯涂层涂覆工艺

技术领域

本发明涉及一种新型球墨铸铁管件聚氨酯涂层涂覆工艺。

背景技术

离心球墨铸铁管具有管壁薄、韧性好、强度高耐腐蚀等优点，采用柔性接口，施工方便，运行安全，机械性能接近钢管，而耐腐蚀性能优于钢管，是目前国际上最通用的输水管材，被广泛应用于市政给水排水工程。

由于球墨铸铁管具有良好的防腐性能，因此，一般只需要采用传统的球墨铸铁管防腐涂层，即外表面先喷锌，然后喷涂溶剂型沥青漆或其它溶剂型防腐漆；内表面以水泥砂浆作为防腐内衬即可满足给水排水工程的要求。

水泥砂浆是历史最悠久的球铁管防腐内衬，目前仍在供水行业大量应用，但对于其它具有腐蚀性的水质如软水、淡化后的海水、膜处理后的水质以及含有强腐蚀性介质如含有酸的PH值非常低的水质、或碱性非常强的水质，以及工业发达地区的市政污水和某些工业废水等，水泥砂浆内衬不具备长久的防腐性能，耐磨性也较差，极大地影响了铁管应用领域的扩展。对于一般的土壤环境，球铁管传统的外壁防腐涂层即可满足要求。然而对于被工业废水污染过的土壤环境、沿海、某些土壤电阻率非常低的强腐蚀土壤环境，这样的防腐涂层会使球墨铸铁管的使用寿命降低，直接关系到输水管线长期的使用性和安全性。

随着使用领域的不断拓展，人类对发展环境的要求和变化，对球墨铸铁管件内外防腐涂层提出更高的要求，要用100％的固含量的聚氨酯喷涂而成，因具有高耐磨、高防腐、阻力系数小、无挥发有机物等优点。目前只有球墨铸铁管实现机械化聚氨酯喷涂，与其相配套的管件起步开发较晚，只能用其他防腐涂层来代替配套发货，还不具备生产聚氨酯涂层的管件的能力，且开发试验过程中，管件工艺复杂，极易是聚氨酯涂层起泡脱落、附着力达不到相应标准要求，喷涂均匀性差等工艺质量问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型球墨铸铁管件聚氨酯涂层涂覆工艺，该工艺操作简单，容易掌握，可实现连续化生产，生产件标准高。

为了实现上述目的，本发明提供了一种新型球墨铸铁管件聚氨酯涂层涂覆工艺，包括：

步骤1、抛丸打磨；步骤2、加工焊补；步骤3、水压试验；步骤4、高温除水；步骤5、抛丸、喷砂；步骤6、基材修补；步骤7、基材加热；步骤8、修补喷涂；步骤9、加热固化；步骤10、涂层检测。

优选地，步骤1中包括接口区域基材处理，采用电动砂轮机除去表面的浮渣和氧化铁皮，以及外表面毛刺、疏松氧化物、油脂、粘连的涂料和异物凸起。

优选地，在步骤4的高温除水中，当DN小于等于1000mm时，加热温度大于等于120℃，保持时间1h；当DN大于等于1100mm时，加热温度大于等于120℃，保持时间1.5h；其中，采用加热炉高温除水。

优选地，在步骤5中需在生产区域配备温湿度检测仪，以保证抛丸或喷砂处理时基材表面温度高于露点温度5℃以上，环境相对湿度应低于85％；并且，抛丸前需要使用水溶法对磨料进行检测是否污染，同时，采用清洁干燥的压缩空气或者氮气吹拂基材表面以对抛丸质量检查。

优选地，在步骤6基材修补包括：采用人工敲击或电动振打工具沿整个管身连续击打外壁，同时采用洁净干燥的氮气自管件一端进行吹扫；振打吹扫后，针对DN大于等于1100mm的管件，修补人员进入管件内清理附着和嵌入基材内的磨料粒或灰尘，同时手握风管贴近内壁自管件一端转圈吹扫至另一端外；其中，基材修补前，在保证内壁喷涂前基材表面温度40-50℃的前提下，将管件预热至65℃。

优选地，步骤8包括：

a、基材表面检查及清理：采用钢丝刷对局部明显锈蚀污浊的位置打磨清理，采用洁净干燥的氮气吹扫，以将承口内表面和内壁的所有外来物清除干净；

b、承口盘口护罩清理：将承口护罩清理干净，防止灰尘、磨料粒、涂层碎片带入管件内；

c、插口法兰防护：对安装面位置可以采用粘贴防护纸进行无死角防护，制作合适的防护纸宽度，保证插口端外表面B区域宽度一致，且在喷涂过程中不会粘连聚氨酯涂料；或者，采用白膜预先制作防护套，做好防护。

优选地，步骤8采用双组份喷涂，当喷涂过程中两个组分压差超过200psi时立即停机；其中，

喷涂粘度：在喷涂之前，确认A、B组分及软管温度设定，控制在60-65℃；

氮气压力：氮气压力80-100psi，如采用压缩空气务必去除水分和油滴，配料泵的两个静态压力一致，动态喷涂时压力一致，管道压力1500-2500psi；

喷涂距离：调整喷枪使其枪口距离物面20-50cm；

喷涂顺序：按照先里后外、先难后易、先高后低、先小后大的原则来喷涂，以避免聚氨酯飞溅到其他管件表面；同时，为防止流淌，需逐层喷涂，禁止一次完成上下两面的喷涂；并且，管件可采取一人手持电葫芦升降配合以提高喷涂效率；未超过1小时的涂层，表面清洁干净后直接喷涂同一体系的涂层；超过1小时的涂层，先打磨吹扫干净，刷涂层间粘结剂，再喷涂同一体系涂层；

喷涂移动速度：喷枪的移动轨迹与工件外表保持平行，被涂物呈平行或45度垂直，喷枪在上下或左右移动的过程中匀速喷涂，保持在30-60公分每秒；同时，喷嘴和被施工的对象保持平直的状态；

喷涂覆盖：喷涂下一道要盖住上一道的1/3或1/4，保证聚氨酯喷得均匀；

喷涂厚度检测：喷涂过程中待表面固化后，立即进行厚度测量，检测涂层的厚度及均匀性是否符合要求，若厚度达不到要求或局部达不到要求，需进行补喷，并检测；

缺陷修补：对于有漏点和针孔的地方手工修补料进行修补，寒冷天气条件下可将修补料加热至30-40℃再进行混合搅拌；其中，小面积的涂层损坏或缺陷通过喷砂或打磨方法去除损坏和未固化的涂层，打磨范围由涂层损坏范围向周围扩展5-10cm，清洁干净后刷涂层间粘和剂，4-24h采用手工修补料进行修补；较大面积的涂层损坏或缺陷，打磨处理并刷涂底漆，4-24h进行喷涂修补。

优选地，步骤9包括：管件聚氨酯内衬、聚氨酯外涂层涂覆后，将管件运送至加热炉内加热固化内外涂层，固化温度60-80℃，加热时间40-120min，同时，保证管件出炉后温度大于等于60℃，以便于后续接口区域环氧涂料涂覆，出炉后进入下一道工序。

优选地，步骤10包括：

所有涂覆过的管件表面经过目视检验，所有的缺陷作出标记，按照标准进行修补；

每支管件采用电磁测厚仪进行测试，在管的承口端100-300mm、插口端100-300mm的圆周上分别均匀测量至少10个点，不满足要求时判废，不可处理重新喷涂；

每支管件采用高压电火花测试仪，按照5V/μm的电压对聚氨酯进行漏点检验，检查涂层是否漏电；

对管件聚氨酯涂层进行常温和高温附着力测试，常温20-25℃，平均附着力大于等于15Mpa，40-45℃平均附着力大于等于11Mpa，两种温度下某点最低附着力大于等于10Mpa；高温80-85℃，平均附着力大于等于4Mpa；其中，测试方法为按照ASTM D4541检测方法进行检测，高温附着力测试时，将待测涂层表面粘接测试锭子，并做好涂层切割，将管件倒运至加热炉内加热至80℃以上，保持2h，并在此温度下进行高温附着力测试；

聚氨酯涂层完全固化后，按照ISO868要求的方法进行检测，涂层硬度应大于等于70D。

根据上述技术方案，本发明依次通过抛丸打磨、加工焊补、水压试验、高温除水、抛丸、喷砂、基材修补、基材加热、修补喷涂、加热固化、涂层检测得到高标准的球墨铸铁管件。整个过程操作简单，容易掌握，可实现连续化生产。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明提供的一种新型球墨铸铁管件聚氨酯涂层涂覆工艺的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，“上、下、内、外”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。

参见图1，本发明提供一种新型球墨铸铁管件聚氨酯涂层涂覆工艺，包括：

步骤1、抛丸打磨；步骤2、加工焊补；步骤3、水压试验；步骤4、高温除水；步骤5、抛丸、喷砂；步骤6、基材修补；步骤7、基材加热；步骤8、修补喷涂；步骤9、加热固化；步骤10、涂层检测。

其中，步骤1中包括接口区域基材处理，采用电动砂轮机除去表面的浮渣和氧化铁皮，以及外表面毛刺、疏松氧化物、油脂、粘连的涂料和异物凸起。

因重力铸造管件的致密度与离心铸管有所差异，更容易产生内部组织疏松，水压之后容易留存水份在组织内部，所以需要专门做高温除水工作，防止涂膜后的起泡隐患。在步骤4的高温除水中，当DN小于等于1000mm时，加热温度大于等于120℃，保持时间1h；当DN大于等于1100mm时，加热温度大于等于120℃，保持时间1.5h；其中，采用加热炉高温除水。无论采用何种方式进行除水，必须保证渣孔内的水分去除干净。

在步骤5中需在生产区域配备温湿度检测仪，以保证抛丸或喷砂处理时基材表面温度高于露点温度5℃以上，环境相对湿度应低于85％；并且，抛丸前需要使用水溶法(取100克左右磨料，放置400ml的大口杯中，导入200ml纯净水，搅拌5分钟，静置观察水的表面，如果存在油污，会在水面有油渍或油花浮出。如检测出磨料中有油污，应全部更换为新的磨料)对磨料进行检测是否污染，同时，采用清洁干燥的压缩空气或者氮气吹拂基材表面以对抛丸质量检查。吹扫用气体使用前需进行验证，验证方法：取一张干净的白纸，用气体管直接吹1min，白纸上无水印、油脂、或灰尘痕迹。检测气体含有其他脏物，不可用于喷涂。

在步骤6基材修补包括：采用人工敲击或电动振打工具沿整个管身连续击打外壁，同时采用洁净干燥的氮气自管件一端进行吹扫；振打吹扫后，针对DN大于等于1100mm的管件，修补人员进入管件内清理附着和嵌入基材内的磨料粒或灰尘，同时手握风管贴近内壁自管件一端转圈吹扫至另一端外；其中，基材修补前，在保证内壁喷涂前基材表面温度40-50℃的前提下，将管件预热至65℃。

步骤8包括：

a、基材表面检查及清理：采用钢丝刷对局部明显锈蚀污浊的位置打磨清理，采用洁净干燥的氮气吹扫，以将承口内表面和内壁的所有外来物清除干净；

b、承口盘口护罩清理：将承口护罩清理干净，防止灰尘、磨料粒、涂层碎片带入管件内；

c、插口法兰防护：对安装面位置可以采用粘贴防护纸进行无死角防护，制作合适的防护纸宽度，保证插口端外表面B区域宽度一致，且在喷涂过程中不会粘连聚氨酯涂料；或者，采用白膜预先制作防护套，做好防护。

并且，步骤8采用双组份喷涂，当喷涂过程中两个组分压差超过200psi时立即停机。生产完成后设备处于长期停机(停机7天或更长时间)时，应立即用专用聚氨酯清洗剂对设备及管路进行彻底清洗，并冲入二辛酯进行保护。其中，

喷涂粘度：在喷涂之前，确认A、B组分及软管温度设定，控制在60-65℃；(涂料温度与管件温度控制10℃误差以内)

氮气压力：氮气压力80-100psi(0.6-0.7MPa)，如采用压缩空气务必去除水分和油滴，配料泵的两个静态压力一致，动态喷涂时压力一致，管道压力1500-2500psi(10.3-17.2MPa)；

喷涂距离：调整喷枪使其枪口距离物面20-50cm；

喷涂顺序：按照先里后外、先难后易、先高后低、先小后大的原则来喷涂，避免聚氨酯飞溅到其他管件表面,为防止流淌，需逐层喷涂，禁止一次完成上下两面的喷涂。

直管、弯管喷涂：内壁下半面→翻转→剩余半面，外壁上半面→翻转→剩余半面(如有工装，管件能旋转，可连续喷喷涂)。

带支管管件喷涂：先喷支管后喷主管。支管内壁下半面→翻转→剩余半面；主管内壁下半面→翻转→剩余半面；支管外壁上半面→翻转→剩余半面，主管外壁上半面→翻转→剩余半面。

安装块、倒角等死角位置优先喷涂、弧形底部禁止一次性喷涂完成。

中间短停喷：每次喷涂3-5遍后，停喷达到不流淌(时间约10-15秒)，再次喷涂，直至达到规定厚度。待不流淌后，将管件未喷部分翻下喷涂。并且，管件可采取一人手持电葫芦升降配合以提高喷涂效率；未超过1小时的涂层，表面清洁干净后直接喷涂同一体系的涂层；超过1小时的涂层，先打磨吹扫干净，刷涂层间粘结剂，再喷涂同一体系涂层；

喷涂移动速度：喷枪的移动轨迹与工件外表保持平行，被涂物呈平行或45度垂直，喷枪在上下或左右移动的过程中匀速喷涂，保持在30-60公分每秒；同时，喷嘴和被施工的对象保持平直的状态；

喷涂覆盖：喷涂下一道要盖住上一道的1/3或1/4，保证聚氨酯喷得均匀；

喷涂防污染：喷涂时,应留心风向,未喷的外表应在风的下方,以免将飞起的涂料和反弹带至未喷外表，四周地面和设备工具等需要保护好，避免飞溅造成污染，影响美观，做好屋顶地面等清理工作，以免灰尘影响质量。

喷涂配合：一人手持喷枪，一人后补辅助调整软管，禁止强制拖拉喷管；喷涂间中禁止抖枪(禁止通过枪开关调节喷涂量)。

喷涂厚度检测：喷涂过程中待表面固化后，立即进行厚度测量，检测涂层的厚度及均匀性是否符合要求，若厚度达不到要求或局部达不到要求，需进行补喷，并检测。

缺陷修补：对于有漏点和针孔的地方手工修补料进行修补，寒冷天气条件下可将修补料加热至30-40℃再进行混合搅拌；其中，小面积的涂层损坏或缺陷通过喷砂或打磨方法去除损坏和未固化的涂层，打磨范围由涂层损坏范围向周围扩展5-10cm，清洁干净后刷涂层间粘和剂，4-24h采用手工修补料进行修补；较大面积的涂层损坏或缺陷，打磨处理并刷涂底漆，4-24h进行喷涂修补。

步骤9包括：管件聚氨酯内衬、聚氨酯外涂层涂覆后，将管件运送至加热炉内加热固化内外涂层，固化温度60-80℃，加热时间40-120min，同时，保证管件出炉后温度大于等于60℃，以便于后续接口区域环氧涂料涂覆，出炉后进入下一道工序。

步骤10包括：

所有涂覆过的管件表面经过目视检验，所有的缺陷作出标记，按照标准进行修补；

每支管件采用电磁测厚仪进行测试，在管的承口端100-300mm、插口端100-300mm的圆周上分别均匀测量至少10个点，不满足要求时判废，不可处理重新喷涂；

每支管件采用高压电火花测试仪，按照5V/μm的电压对聚氨酯进行漏点检验，检查涂层是否漏电；

对管件聚氨酯涂层进行常温和高温附着力测试，常温20-25℃，平均附着力大于等于15Mpa，40-45℃平均附着力大于等于11Mpa，两种温度下某点最低附着力大于等于10Mpa；高温80-85℃，平均附着力大于等于4Mpa；其中，测试方法为按照ASTM D4541检测方法进行检测，高温附着力测试时，将待测涂层表面粘接测试锭子，并做好涂层切割，将管件倒运至加热炉内加热至80℃以上，保持2h，并在此温度下进行高温附着力测试；

聚氨酯涂层完全固化后，按照ISO868要求的方法进行检测，涂层硬度应大于等于70D(邵氏硬度)。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种新型球墨铸铁管件聚氨酯涂层涂覆工艺，其特征在于，包括：

步骤1、抛丸打磨；步骤2、加工焊补；步骤3、水压试验；步骤4、高温除水；步骤5、抛丸、喷砂；步骤6、基材修补；步骤7、基材加热；步骤8、修补喷涂；步骤9、加热固化；步骤10、涂层检测。

2.根据权利要求1所述的新型球墨铸铁管件聚氨酯涂层涂覆工艺，其特征在于，步骤1中包括接口区域基材处理，采用电动砂轮机除去表面的浮渣和氧化铁皮，以及外表面毛刺、疏松氧化物、油脂、粘连的涂料和异物凸起。

3.根据权利要求1所述的新型球墨铸铁管件聚氨酯涂层涂覆工艺，其特征在于，在步骤4的高温除水中，当DN小于等于1000mm时，加热温度大于等于120℃，保持时间1h；当DN大于等于1100mm时，加热温度大于等于120℃，保持时间1.5h；其中，采用加热炉高温除水。

4.根据权利要求1所述的新型球墨铸铁管件聚氨酯涂层涂覆工艺，其特征在于，在步骤5中需在生产区域配备温湿度检测仪，以保证抛丸或喷砂处理时基材表面温度高于露点温度5℃以上，环境相对湿度应低于85％；并且，抛丸前需要使用水溶法对磨料进行检测是否污染，同时，采用清洁干燥的压缩空气或者氮气吹拂基材表面以对抛丸质量检查。

5.根据权利要求1所述的新型球墨铸铁管件聚氨酯涂层涂覆工艺，其特征在于，在步骤6基材修补包括：采用人工敲击或电动振打工具沿整个管身连续击打外壁，同时采用洁净干燥的氮气自管件一端进行吹扫；振打吹扫后，针对DN大于等于1100mm的管件，修补人员进入管件内清理附着和嵌入基材内的磨料粒或灰尘，同时手握风管贴近内壁自管件一端转圈吹扫至另一端外；其中，基材修补前，在保证内壁喷涂前基材表面温度40-50℃的前提下，将管件预热至65℃。

6.根据权利要求1所述的新型球墨铸铁管件聚氨酯涂层涂覆工艺，其特征在于，步骤8包括：

a、基材表面检查及清理：采用钢丝刷对局部明显锈蚀污浊的位置打磨清理，采用洁净干燥的氮气吹扫，以将承口内表面和内壁的所有外来物清除干净；

b、承口盘口护罩清理：将承口护罩清理干净，防止灰尘、磨料粒、涂层碎片带入管件内；

c、插口法兰防护：对安装面位置可以采用粘贴防护纸进行无死角防护，制作合适的防护纸宽度，保证插口端外表面B区域宽度一致，且在喷涂过程中不会粘连聚氨酯涂料；或者，采用白膜预先制作防护套，做好防护。

7.根据权利要求6所述的新型球墨铸铁管件聚氨酯涂层涂覆工艺，其特征在于，步骤8采用双组份喷涂，当喷涂过程中两个组分压差超过200psi时立即停机；其中，

喷涂粘度：在喷涂之前，确认A、B组分及软管温度设定，控制在60-65℃；

氮气压力：氮气压力80-100psi，如采用压缩空气务必去除水分和油滴，配料泵的两个静态压力一致，动态喷涂时压力一致，管道压力1500-2500psi；

喷涂距离：调整喷枪使其枪口距离物面20-50cm；

喷涂顺序：按照先里后外、先难后易、先高后低、先小后大的原则来喷涂，以避免聚氨酯飞溅到其他管件表面；同时，为防止流淌，需逐层喷涂，禁止一次完成上下两面的喷涂；并且，管件可采取一人手持电葫芦升降配合以提高喷涂效率；未超过1小时的涂层，表面清洁干净后直接喷涂同一体系的涂层；超过1小时的涂层，先打磨吹扫干净，刷涂层间粘结剂，再喷涂同一体系涂层；

喷涂移动速度：喷枪的移动轨迹与工件外表保持平行，被涂物呈平行或45度垂直，喷枪在上下或左右移动的过程中匀速喷涂，保持在30-60公分每秒；同时，喷嘴和被施工的对象保持平直的状态；

喷涂覆盖：喷涂下一道要盖住上一道的1/3或1/4，保证聚氨酯喷得均匀；

喷涂厚度检测：喷涂过程中待表面固化后，立即进行厚度测量，检测涂层的厚度及均匀性是否符合要求，若厚度达不到要求或局部达不到要求，需进行补喷，并检测；

缺陷修补：对于有漏点和针孔的地方手工修补料进行修补，寒冷天气条件下可将修补料加热至30-40℃再进行混合搅拌；其中，小面积的涂层损坏或缺陷通过喷砂或打磨方法去除损坏和未固化的涂层，打磨范围由涂层损坏范围向周围扩展5-10cm，清洁干净后刷涂层间粘和剂，4-24h采用手工修补料进行修补；较大面积的涂层损坏或缺陷，打磨处理并刷涂底漆，4-24h进行喷涂修补。

8.根据权利要求1所述的新型球墨铸铁管件聚氨酯涂层涂覆工艺，其特征在于，步骤9包括：管件聚氨酯内衬、聚氨酯外涂层涂覆后，将管件运送至加热炉内加热固化内外涂层，固化温度60-80℃，加热时间40-120min，同时，保证管件出炉后温度大于等于60℃，以便于后续接口区域环氧涂料涂覆，出炉后进入下一道工序。

9.根据权利要求1所述的新型球墨铸铁管件聚氨酯涂层涂覆工艺，其特征在于，步骤10包括：

所有涂覆过的管件表面经过目视检验，所有的缺陷作出标记，按照标准进行修补；

每支管件采用电磁测厚仪进行测试，在管的承口端100-300mm、插口端100-300mm的圆周上分别均匀测量至少10个点，不满足要求时判废，不可处理重新喷涂；

每支管件采用高压电火花测试仪，按照5V/μm的电压对聚氨酯进行漏点检验，检查涂层是否漏电；

对管件聚氨酯涂层进行常温和高温附着力测试，常温20-25℃，平均附着力大于等于15Mpa，40-45℃平均附着力大于等于11Mpa，两种温度下某点最低附着力大于等于10Mpa；高温80-85℃，平均附着力大于等于4Mpa；其中，测试方法为按照ASTM D4541检测方法进行检测，高温附着力测试时，将待测涂层表面粘接测试锭子，并做好涂层切割，将管件倒运至加热炉内加热至80℃以上，保持2h，并在此温度下进行高温附着力测试；

聚氨酯涂层完全固化后，按照ISO868要求的方法进行检测，涂层硬度应大于等于70D。

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