CN209164783U - 一种大口径防腐钢管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大口径防腐钢管，包括螺旋焊钢管，螺旋焊钢管外壁由内到外依次设置有外层环氧粉末层、胶粘剂层和聚乙烯层，螺旋焊钢管内壁设置有内层环氧粉末层，所述的大口径钢管最大管径1000mm＜φ≤3650mm，其中，内层环氧粉末层，外层环氧粉末层、胶粘剂层和聚乙烯层为一体连续成型。本实用新型通过对大口径防腐钢管防腐层的设计，能够适应防腐层加工要求，减小了内外防腐层加工时的互相影响，在保障防腐效果的前提下，降低了成本，减少了能耗。一体连续成型后的钢管，管道糙率小、内壁光滑、防腐层附着性能良好。

Description

一种大口径防腐钢管

技术领域

本实用新型属于TPEP防腐钢管技术领域，具体为一种大口径防腐钢管。

背景技术

外缠绕聚乙烯内熔结环氧粉末防腐钢管(TPEP防腐钢管)是以钢管为基材，外壁采用三层结构聚乙烯防腐，内壁采用热熔环氧树脂粉末防腐在高温条件下，形成钢塑合金层。简称TPEP防腐钢管。(T，三层英文Three的首写字母，PE指聚乙烯，EP指环氧树脂)。聚乙烯和环氧树脂具有优良的耐腐性，但是各有千秋，聚乙烯属于热塑性物质，柔性好，耐磕碰；环氧树脂属于极性分子，有羟基基团在一定温度下，易与钢管发生反应，附着力极强。因此两种材料的组合属于目前防腐行业最佳搭配。涂塑钢管行业由最早是内外聚乙烯发展到内外环氧，后来发展到内环氧外聚乙烯，最后才升级到现在的内热熔环氧粉末外三层结构聚乙烯。

但是，现有的TPEP防腐钢管的设计及制备工艺，内壁采用热喷涂环氧粉末防腐方式，将粉末经高温加热熔结后均匀地涂敷在钢管管体表面上，形成钢塑复合层。但是现在采用“先内后外”或“先外后内”的工艺。实践证明，两种工艺都存在缺陷：“先内后外”工艺，外涂生产过程中，管外壁处理时的高速钢砂会损坏内涂层，且管端堵头的使用会增加成本；“先外后内”，钢管再次加加热会加速聚乙烯的老化，影响环氧底层的粘接力。

内层环氧粉末是热固性材料，在完成内层粉末喷涂时，环氧树脂粉末经过合理受热，已经形成了有效固化，如果在进行外防腐时，管材加热温度控制偏高，会造成内层粉末再次受热融化，影响内防腐的外观效果，因此，需要对钢管防腐层本身进行一定的改进，使其适应加工过程中的温度变化，达到使用要求。

实用新型内容

本实用新型就是针对上述存在的缺陷而提供一种大口径防腐钢管。本实用新型通过对大口径防腐钢管防腐层的设计，能够适应防腐层加工要求，减小了内外防腐层加工时的互相影响，在保障防腐效果的前提下，降低了成本，减少了能耗。一体连续成型后的钢管，管道糙率小、内壁光滑、防腐层附着性能良好。

本实用新型的一种大口径防腐钢管技术方案为，包括螺旋焊钢管，螺旋焊钢管外壁由内到外依次设置有外层环氧粉末层、胶粘剂层和聚乙烯层，螺旋焊钢管内壁设置有内层环氧粉末层，所述的大口径钢管最大管径1000mm＜φ≤3650mm，其中，内层环氧粉末层，外层环氧粉末层、胶粘剂层和聚乙烯层为一体连续成型。

内层环氧粉末层厚度50微米至800微米。。

外层环氧粉末层、胶粘剂层和聚乙烯层总厚度1900微米至6400微米。

外层环氧粉末层厚度50微米至200微米，胶粘剂层50微米至200微米，聚乙烯层1800微米至6000微米。

管径φ3650mm的防腐钢管，内层环氧粉末层厚度500微米至600微米，外层环氧粉末层厚度50微米至200微米，胶粘剂层50微米至200微米，聚乙烯层5000微米至6000微米，在此范围内防腐效果最好，超出6000微米后，虽然工艺可以做到，但是防腐效果并没有增强，并且成本会增加。

管径φ2440mm的防腐钢管，内层环氧粉末层厚度450-550微米，外层环氧粉末层、胶粘剂层和聚乙烯层总厚度3100-4600微米。

管径φ1000mm的防腐钢管，外层环氧粉末层厚度50-150微米，胶粘剂层50-200微米，聚乙烯层3000-4200微米。

一体连续成型连续作业工艺包括以下步骤：

钢管除锈线上管→预热→管外壁除锈→管内壁除锈→管内吹扫上内喷涂传动线→中频加热→内层环氧粉末层喷涂处理→上外3PE防腐作业线→中频加热→外层环氧粉末层喷涂→胶粘剂侧缠绕→聚乙烯侧缠绕→压辊挤压→水冷却→端打→成品。

内层环氧粉末层喷涂处理采用静电喷涂方式，喷枪采用多喷头复合喷枪组，采用不锈钢材质，枪杆支撑为悬臂支撑方式。

上外3PE防腐作业线进行外防腐处理，外防腐处理采用大容量挤出机，保证胶粘剂层和聚乙烯层的挤出量，满足超厚外防腐的要求，挤出机最佳工作状态是在挤出量达到最高时的60－80％。

内层环氧粉末的固化时间为60-180秒。

外层环氧粉末层使用低温涂覆粉末。

本实用新型的有益效果为：本实用新型在外层三层结构中，外层环氧粉末层的主要作用是：形成连续的涂膜，与钢管表面直接粘结，具有很好的耐化学腐蚀性和抗阴极剥离性能；与中间层胶粘剂层的活性基团反应形成化学粘结，保证整体防腐层在较高温度下具有良好的粘结性。中间层为共聚物粘结剂，其主要成分是聚烯烃，具体是乙烯基共聚物胶粘剂。共聚物胶粘剂的极性部分官能团与熔结环氧粉末涂层的环氧基团可以反应生成氢键或化学键，使中间层与底层形成良好的粘结；而非极性的乙烯部分与面层聚乙烯具有很好的亲合作用，所以中间层与面层也具有很好的粘结性能。聚乙烯面层的主要作用是起机械保护与防腐作用，在各种土壤腐蚀环境中，聚乙烯均有非常优秀的防腐效果。

内层环氧粉末涂层具有无污染、涂层抗冲击和抗弯曲性能好、耐温高等特点。环氧粉末涂层还具有优异的机械物理性能以及优异的耐腐蚀性能，耐酸、碱、盐、水等腐蚀效果很好。

通过对大口径防腐钢管防腐层的设计，能够适应防腐层加工要求，减小了内外防腐层加工时的互相影响，在保障防腐效果的前提下，降低了成本，减少了能耗。一体连续成型后的钢管，管道糙率小、内壁光滑、防腐层附着性能良好。

一次成型工艺采用先钢管内外壁抛丸清理，后内外喷涂成型的连续生产方法，可以解决以上的不足。钢管从上生产线到下线，内外防腐一次完成，相比传统工艺，减少了中间钢管搬运的环节及加热中频的配置数量，降低了操作人员高温操作的安全隐患。

附图说明：

图1所示为本发明的基本结构示意图；

图2所示为图1中A部放大图。

图中，1.螺旋焊钢管，2.聚乙烯层，3.胶粘剂层，4.外层环氧粉末层，5.内层环氧粉末层。

具体实施方式：

为了更好地理解本实用新型，下面用具体实例来详细说明本实用新型的技术方案，但是本实用新型并不局限于此。

实施例1

一种大口径防腐钢管，包括螺旋焊钢管1，螺旋焊钢管1外壁由内到外依次设置有外层环氧粉末层4、胶粘剂层3和聚乙烯层2，螺旋焊钢管1内壁设置有内层环氧粉末层5；采用一体连续成型连续作业工艺，采用先钢管内外壁抛丸清理，后内外喷涂成型的连续生产方法，制备而成。

所述的大口径钢管最大管径1000mm＜φ≤3650mm。

内层环氧粉末层5厚度50-800微米，外层环氧粉末层4、胶粘剂层3和聚乙烯层2总厚度1900微米至6400微米，其中外层环氧粉末层4厚度50微米至200微米，胶粘剂层50微米至200微米，聚乙烯层1800微米至6000微米。

一体连续成型连续作业工艺包括以下步骤：

钢管除锈线上管→预热→管外壁除锈→管内壁处理→管内吹扫上内喷涂传动线→中频加热→内层环氧粉末层5喷涂处理→上外3PE防腐作业线→中频加热→外层环氧粉末层4喷涂→胶粘剂侧缠绕→聚乙烯侧缠绕→压辊挤压→水冷却→端打→成品。

内层环氧粉末层5喷涂处理采用静电喷涂方式，喷枪采用多喷头复合喷枪组，采用不锈钢材质，枪杆支撑为悬臂支持方式。

上外3PE防腐作业线进行外防腐处理，外防腐处理采用大容量挤出机，保证胶粘剂层3和聚乙烯层2的挤出量，满足超厚外防腐的要求，挤出机最佳工作状态是在挤出量达到最高时的60－80％。

内层环氧粉末的固化时间为60-180秒。

外层环氧粉末层使用低温涂覆粉末。

实施例2

管径φ3650mm的防腐钢管，内层环氧粉末层5厚度500微米至600微米，外层环氧粉末层4厚度50微米至200微米，胶粘剂层3厚度为50微米至200微米，聚乙烯层2厚度为5000微米至6000微米，在此范围内防腐效果最好，超出6000微米后，虽然工艺可以做到，但是防腐效果并没有增强，并且成本会增加。

实施例3

管径φ2440mm的防腐钢管，内层环氧粉末层5厚度450-550微米，外层环氧粉末层4、胶粘剂层3和聚乙烯层2总厚度3100-4600微米。

实施例4

管径φ1000mm的防腐钢管，外层环氧粉末层5厚度50-150微米，胶粘剂层3厚度50-200微米，聚乙烯层2厚度3000-4200微米。

实施例5

采用实施例1的工艺制备D2440TPEP防腐钢管样品2-001#和2-002#，厚度检验记录如表1和表2所示：

表1

表2

防腐效果监测

一、内环氧防腐层监测

1、内防腐层外观：环氧粉末层平整、色泽均匀，无气泡、开裂及缩孔等缺陷。

2、内防腐层电火花检测：用2000V的电压进行检测未发现有漏点。

3、阴极剥离：在65℃，48h的条件下，剥离3.2mm符合≤6.5mm的要求。

4、抗8J冲击：未发现针孔。

5、24h附着力(75℃)：涂层明显的不能被剥离下来，符合1～2级的要求。

二、外涂覆3PE防腐的检测。

1、外防腐层外观：聚乙烯层平滑，无暗泡、无麻点、无皱折、无开裂色泽均匀。

2、3PE钢管外层电火花检测：用25KV的电压进行检测，无击穿。

3、剥离强度：在20±10℃的条件下，剥离强度155N/cm符合≥100N/cm(20±10℃)的要求，在50±5℃的条件下，剥离强度90N/cm符合≥70N/cm(50±5℃)。

4、抗弯曲试验：聚乙烯均无开裂。

5、聚乙烯防腐层拉伸试验(钢管上取样)，轴向拉伸强度28MPa符合≥20MPa的要求，轴向断裂伸长率650％符合≥600％的要求。

6、3PE钢管阴极剥离：在65℃，48h的条件下，剥离3mm符合≤6mm的要求。

Claims (7)

1.一种大口径防腐钢管，其特征在于，包括螺旋焊钢管，螺旋焊钢管外壁由内到外依次设置有外层环氧粉末层、胶粘剂层和聚乙烯层，螺旋焊钢管内壁设置有内层环氧粉末层，所述的大口径钢管最大管径1000mm＜φ≤3650mm，其中，内层环氧粉末层，外层环氧粉末层、胶粘剂层和聚乙烯层为一体连续成型。

2.根据权利要求1所述的一种大口径防腐钢管，其特征在于，内层环氧粉末层厚度50微米至800微米。

3.根据权利要求1所述的一种大口径防腐钢管，其特征在于，外层环氧粉末层、胶粘剂层和聚乙烯层总厚度1900微米至6400微米。

4.根据权利要求1所述的一种大口径防腐钢管，其特征在于，外层环氧粉末层厚度50微米至200微米，胶粘剂层50微米至200微米，聚乙烯层1800微米至6000微米。

5.根据权利要求1所述的一种大口径防腐钢管，其特征在于，管径φ3650mm的防腐钢管，内层环氧粉末层厚度500微米至600微米，外层环氧粉末层厚度50微米至200微米，胶粘剂层50微米至200微米，聚乙烯层5000微米至6000微米。

6.根据权利要求1所述的一种大口径防腐钢管，其特征在于，管径φ2440mm的防腐钢管，内层环氧粉末层厚度450-550微米，外层环氧粉末层、胶粘剂层和聚乙烯层总厚度3100-4600微米。

7.根据权利要求1所述的一种大口径防腐钢管，其特征在于，管径φ1000mm的防腐钢管，外层环氧粉末层厚度50-150微米，胶粘剂层50-200微米，聚乙烯层3000-4200微米。