CN201361597Y - 钢管内壁加热与粉末喷涂成膜一体化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钢管内壁加热与粉末喷涂成膜一体化装置。它包括静电喷涂设备和气泵，还包括电磁加热筒、超音频电源以及牵引机构。电磁加热筒和内喷枪置于架起的钢管内部，由钢丝绳连接到牵引电机的绞盘上，电源由导线连接加热筒线圈，气泵经通风管道连接到静电喷涂装置上，静电喷涂装置通过粉末输送软管连接到固定在电磁加热筒内的喷枪上。本实用新型采用电磁移动加热的方法，钢管内外管壁同步涂膜，适用于固化温度在150～350℃功能性粉末涂料的钢管内外涂膜，可按需要选择粉末涂料，使涂膜后的钢管具有绝缘、导电、防腐、耐热、阻燃、防辐射等项功能，具有加工产品质量高、现场加工、提高热效率、降低成本的有益效果。

Description

钢管内壁加热与粉末喷涂成膜一体化装置

一、技术领域

本实用新型涉及一种粉末喷涂设备，特别是专用于钢管内壁的粉末静电喷涂装置。

二、背景技术

目前粉末静电喷涂工艺流程的工序如下：

前处理→静电粉末喷涂→粉末加温固化(塑化)成膜→成品

前处理：主要是脱脂、除锈，其方法与涂液态漆的预处理相同。这是工序的第一步，也是生产车间的第一个独立工作区域(前处理区)，在前处理池部分完成。

静电粉末喷涂：在高压静电场下，将喷粉枪接负极，工件接地(正极)构成回路，粉末借助压缩空气由喷枪喷出即带有负电荷，按异性相吸原理喷涂到工件上固化。这是工序的第二步，也是生产车间的第二个独立工作区域(粉末喷涂区)，如果是钢管内外喷涂，其顺序是先做内喷涂，然后再做外喷涂，一般是在静电粉末喷涂箱里完成。现有钢管内喷涂是将内喷枪固定在长杆端头手动喷涂。

粉末加温固化(塑化)成膜：喷涂后的工件，送入180～200℃的烘房内加热，使粉末固化。这是工序的第三步，也是生产车间的第三个独立工作区域(粉末固化区)，在烘房(箱)内加热完成。

成品：涂层固化后，取下保护物，修平毛刺。检查工件涂层，对被检出的有漏喷、针孔、碰伤、气泡等缺陷的工件，进行返修或重喷。

现有静电喷涂技术(尤其是钢管喷涂)存在以下不足：

1、对钢管的前处理要求标准非常高，钢管经脱脂、酸洗、水洗、磷化、干燥完成前处理工序，如果前处理不到位，经常导致固化膜漏喷、针孔、局部镂空、气泡等缺陷；

2、生产车间内按功能分成各区域，占地面积大，各工序间钢管移动对固化膜质量影响很大，震动掉粉是最难克服的问题；

3、粉末加温固化(塑化)成膜的烘房(箱)，体积庞大(长15M×宽4M×高2M)，通常采用燃油加热或普通电加热，热效率低，热损失严重；

4、受前处理池，特别是固化烘房(箱)体积庞大的因素影响，整个加工过程必须在事先规划建设好的车间厂房内进行，不可能移动到管道工程现场，实施现场加工，钢管运输成本高、固化膜搬运破坏机率大、影响管道工程进度；

5、粉末喷涂过程中钢管温度低致使粉末附着率低、膜厚度薄的缺陷无法克服；手动喷涂不易控制，着粉不均匀；

6、管道焊接后，钢管焊接部位无法做同工艺的环氧树脂防腐膜，只能用溶剂型的替代产品做简易的防腐处理，大大降低了整个管道的防腐等级。

三、发明内容

本实用新型的目的是提供一种能够提高喷涂固化成膜加工产品质量和生产效率，且对钢管前处理标准要求低，可现场移动、就地加工的钢管内壁加热与粉末喷涂成膜一体化装置。

本实用新型采用的技术方案是：钢管内壁加热与粉末喷涂成膜一体化装置包括静电喷涂设备和气泵，还包括电磁加热筒、超音频电源和牵引机构。电磁加热筒和内喷枪置于架起的钢管内部，由钢丝绳连接到牵引机构上，加热筒线圈由导线连接到超音频电源，气泵经通风管道连接到静电喷涂装置上，静电喷涂装置通过粉末输送软管连接到一体化装置喷枪上。

本实用新型的工作过程如下：将一体化装置放置在架起的钢管内部，经牵引电机牵引，沿轨道从钢管的一端匀速运行到末端。运行过程中，一体化装置中的电磁加热筒通过电磁感应线圈产生20KHZ～40KHZ超音频电磁波，使其相邻的钢管局部产生涡流发热，钢管温度达到功能粉末固化温度的上限温度，装置中的静电粉末喷枪与人工操作的外喷枪，同时在钢管的内外壁均匀喷涂带静电的功能性粉末，粉末均匀附着在钢管表面，经熔化、流平、固化，形成稳固的涂膜，冷却后的成品钢管移开生产线。

钢管内壁加热与粉末喷涂成膜一体化装置，结构紧凑合理，并且采用了超音频筒状电磁线圈移动加热钢管的方法，在热钢管上实施内外管壁同步粉末静电喷涂，适用于固化温度在150～350℃功能性粉末涂料的钢管内外涂膜，可按需要选择粉末涂料，使涂膜后的钢管具有绝缘、导电、防腐、耐热、阻燃、防辐射等项功能，具有如下优点：

1、简化钢管喷涂前的前处理过程：由于采用热钢管直接喷涂工艺，钢管无表面浮渣就可以进行喷涂固化成膜加工，前处理只需要简单的去污、去渣处理，大大简化了前处理过程，正常情况下钢管可以省略前处理过程；

2、喷涂固化成膜加工产品质量高：先加热后喷涂、加热喷涂同时作业，完全避免了传统工艺移动震动带来的掉粉缺陷，在达到固化温度的热钢管上直接进行，着粉率高、固化成膜均匀、附着牢固，大大提高了功能性粉末涂膜钢管的产品质量；

3、移动方便可以实施现场就地加工：一体化装置可随意移动，实施现场加工，其体积小、重量轻，各机构安装拆卸方便，移动灵活，具备电力负荷(20千瓦)、简易场地(大于20×5＝100M²)，就可满足就地加工生产要求，使现场加工成为可能；

4、大幅度提高热效率：超音频使钢管产生涡流发热的电磁加热方式，是目前热效率最高的加热方式，加以同步的内外粉末静电喷涂，大幅度提高了涂膜加工的热效率，内外同时喷涂成膜时装置总耗电为0.4KW.H/M2，单独内或外壁喷涂成膜时装置总耗电为0.8KW.H/M²；

5、降低成本：以目前市场价格计算，现有技术中，以日加工量200M²的车间为例，整套生产设备需要80～100万元，标准轻型厂房800～1200M²，加工人员15名，计算设备投入、折旧、厂房成本、原料使用、热能、损耗、人工等，生产成本合计为40元/M²左右；采用本发明的一体化装置，同样的日加工量，整套生产设备需要8万元，普通厂房100～200M²(也可在露天场地加工)，加工人员5名，计算设备投入、折旧、厂房(场地)成本、原料使用、热能、损耗、人工等，生产成本合计为13元/M²左右；成本大幅度降低。

四、附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为电磁加热筒和内喷枪在钢管中的结构示意图；

图3为图2的左视图；

图4为电磁加热筒及内喷枪支撑管的剖视图；

图5为电磁加热筒的线圈结构示意图；

五、具体实施方式

钢管内壁加热与粉末喷涂成膜一体化装置包括气泵1、静电喷涂设备2、电磁加热筒6、超音频电源11和牵引机构10。电磁加热筒6内的电磁感应线圈15由导线8连接到超音频电源11，气泵1经通风管道连接到静电喷涂装置2上，静电喷涂装置2通过粉末输送软管3连接到内喷枪5和外喷枪4上。电磁加热筒6是按照钢管12内壁的形状，将电磁感应线圈15定型，然后用内绝缘薄板16与外绝缘薄板14，两面固定电磁感应线圈15，静电粉末喷枪5由喷枪支撑管7、支撑架13固定在电磁加热筒6中央，电磁感应线圈15与钢管12内壁的间距小于10mm。使用时，将电磁加热筒6和内喷枪5放置在架起的待喷涂钢管12内部，由钢丝绳9连接到牵引机构10上；待喷涂的钢管为直径100～800mm，壁厚小于12mm的无缝钢管、直缝焊管和螺旋焊管。

气泵1为标准气泵，具体指标为：压力8bar：输出气量0.5立方米/分钟。为粉末静电喷涂设备2提供高压气体。

静电喷涂设备2包括高压静电发生器(1～90kv)、气路部分(压力5～7bar)、输粉部分。静电粉末喷涂枪是静电喷涂标准设备的一部分，外喷枪4两把，内喷枪5一把，用于钢管内外粉末静电喷涂。粉末输送管道3是静电喷涂标准设备的一部分，用于向喷枪输送已经充分硫化的带气压功能性粉末。

超音频电源11为独立的2kw超音频电磁电源，共10个，通过导线8与固定在电磁加热筒6上的电磁感应线圈15连接。

牵引机构10由调速电机(250w)、绞盘和钢丝牵引绳(2mm)9组成，用于内喷枪5和电磁加热筒6的同步牵引，转速可调节，运行速度的调节范围为0.5～4米/分钟，根据钢管的具体参数(粗细、壁厚等)及电磁加热的热效率情况，确定匀速牵引速度。

下面以长度9m、直径105mm、厚度4mm的直缝焊管喷涂环氧树脂涂膜为例，描述一下一体化装置的整体运行过程：

准备过程：钢管架起、将一体化装置置于钢管首端管内，电磁加热筒由4个电磁线圈组成，启用加热装置，一体化装置从钢管首端匀速移动向末端，确定钢管温度达到200℃时的牵引速度，并固定其转速；调整内外喷涂的出粉量到适合刻度，并固定；准备工作就绪。

装置正常工作过程：钢管上架、一体化装置在钢管的起始端准备就绪，先开启电磁加热筒加热，手持红外测温仪测试钢管头部温度达200℃时，同时开启牵引电机与静电喷涂设备，一体化装置从钢管一端移动向另一端，以1.1米/分钟的速度运行，粉末成膜的厚度为0.3mm，待整个钢管喷涂完毕，关闭加热、牵引、喷涂设备，对钢管实施水雾冷却，将冷却后的成品钢管下架入库，重复本过程加工下一根钢管。

Claims (2)

1、一种钢管内壁加热与粉末喷涂成膜一体化装置，包括静电喷涂设备(2)和气泵(1)，其特征是：它还包括电磁加热筒(6)、超音频电源(11)和牵引机构(10)；电磁加热筒(6)和内喷枪(5)置于架起的钢管(12)内部，由钢丝绳(9)连接到牵引机构(10)上；电磁加热筒(6)内的电磁感应线圈(15)由导线(8)连接到超音频电源(11)，气泵(1)经通风管道连接到静电喷涂装置(2)上，静电喷涂装置(2)通过粉末输送软管(3)连接到内喷枪(5)和外喷枪(4)上。

2、根据权利要求1所述的钢管内壁加热与粉末喷涂成膜一体化装置，其特征是：电磁加热筒(6)是按照钢管(12)内壁的形状，将电磁感应线圈(15)定型，然后用内绝缘薄板(16)与外绝缘薄板(14)，两面固定，内喷枪(5)由喷枪支撑管(7)和支撑架(13)固定在电磁加热筒(6)中央，电磁感应线圈(15)与钢管(12)内壁的间距小于10mm。

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