CS215541B1

CS215541B1 - Method of drying and baking the tubes coatings

Info

Publication number: CS215541B1
Application number: CS473979A
Authority: CS
Inventors: Jan Vieska; Frantisek Dzibela
Original assignee: Jan Vieska; Frantisek Dzibela
Priority date: 1979-07-05
Filing date: 1979-07-05
Publication date: 1982-08-27

Description

Vynález rieši sposob vysušovania a vypalovania náterov rúr, napr. vysušovanie a vypalovanie protikorozívnych náterov ocelových rúr pre továrensky vyrábané tepelne izolované potrubia, pri ktorých sú kladené zvlášť vysoké nároky na rovnoměrné vysušovanie a vypalovanie s regulovatelnými teplotami zodpovedajúcimi predpisom výrobcov nátěrových hmot.The invention provides a method for drying and firing pipe coatings, e.g. drying and firing of anticorrosive coatings of steel tubes for factory-produced thermally insulated pipes, where particularly high demands are placed on uniform drying and firing with adjustable temperatures corresponding to the regulations of paint manufacturers.

V súčasnej době sa v čsl. podmienkach kladenia tepelne izolovaných potrubných sieti kanálových aj bezkanálových vypalovacie nátěry ocelových rúr nepoužívajú, používajú sa nátěrové hmoty nevypalovacie, hlavně syntetické. Preto sa vypalovanie náterov rúr doposia! nevykonává, nie je v priemyselných podmienkách vyriešené, ani publikované. Problém vytvrdzovania náterov rúr vypalováním sa vynořil pri riešení štátnej výskumnej úlohy návrhu progresívnej technológie výroby a ukládky tepelne izolovaných potrubných sieti, ktorá má za úkol zefektivnil výrobu a montáž tepelne izolovaných potrubí v sietiach teplovodných a parovodných rozvodov. Ukázalo sa, že z liladiska protikorozívnej ochrany ocelových rúr sú najvýhodnejšie vhodné aplikované silikonové vypalovacie nátěrové hmoty: sú najodolnejšie voči teplotám a prostrediu v podmienkách tepelne izolovaných sieti teplovodov a parovodov. Na aplikáciu týchto nátěrových hm6t naviazal potom úkol vyriešiť pokrokovým, technicky a ekonomicky vhodným spůsobom vysušovanie a vypalovanie náterov rúr výrobněj dlžky 6 m a 12 m, světlosti Js 80 až Js 200.Currently, in the Czechoslovak. Under conditions of laying of thermally insulated piping network both channel and channel-free baking coatings of steel tubes are not used, non-baking coatings, mainly synthetic coatings are used. Therefore, the burning of pipe coatings is over! it is not performed, is not solved or published under industrial conditions. The problem of hardening of pipe coatings by firing emerged in solving the state research task of designing a progressive technology of production and laying of thermally insulated piping networks, which aims to streamline the production and assembly of thermally insulated pipelines in networks of hot water and steam distribution systems. Silicone baking coatings have proven to be the most suitable of the anticorrosive protection of steel pipes: they are most resistant to temperatures and the environment in conditions of a thermally insulated network of hot and steam pipelines. The application of these paints was followed by the task of solving, in an advanced, technically and economically suitable manner, drying and firing of coatings of tubes of production lengths of 6 m and 12 m, the inside diameter of Js 80 to Js 200.

V inýeh technológiach sú známe viaceré sposoby vysušovania a vypalovania hm6t. Napr. vypalovanie náterov a glazúr je známe v keramickom priemysle pri výrobě ozdobnej aj užitkovej keramiky vysušovacími a vypalovacími pecami na báze plynného a tekutého paliva. Tieto pece majú nevýhodu v priestorovej a energetickej náročnosti a pre potřeby vypalovania náterov rúr sa aj z dovodov problematického zaručenia kvality vypalovania nehodia.In other technologies, several methods of drying and firing are known. E.g. firing of paints and glazes is known in the ceramic industry in the production of decorative and utility ceramics by drying and firing furnaces based on gaseous and liquid fuel. These furnaces have the disadvantage of space and energy consumption and are not suitable for the purpose of firing pipe coatings due to the problem of guaranteeing the firing quality.

Z elektrických zdrojov tepelnej energie, ktoré by přišli do úvahy, sú známe křemenné a keramické infražiariče. Nevýhodou sposobu vysušovania a vypalovania náterov infražiaričmi je nízká účinnosť využitia tepelného zdroja a pre zabezpečenie rovnoměrného vyhrievania celého povrchu rúry relativné vysoká spotřeba elektrickej energie. Dalšími nevýhodami sú nutnosť tepelného odizolovania zariadenia od okolia a tiež bezpečnostně hladisko styku výparov náterov s infražiaričovými telesami.Of the electrical sources of thermal energy that could be considered, quartz and ceramic infrared heaters are known. The disadvantage of the method of drying and firing paints by infrared heaters is the low efficiency of the use of the heat source and the relatively high power consumption to ensure a uniform heating of the entire surface of the oven. Other disadvantages are the necessity of thermal insulation of the device from the environment and also the safety level of the contact of the paint vapors with the radiator bodies.

Známy je tiež sposob vysušovania priamym odporovým ohrevom. Nevýhodou tohto spůsobu sú potiaže pri presnom dodržiavaní teplůt. Ďalšie nevýhody spočívajú vo velkých nárokoch na zdroj elektrickej energie a v problematickom riadení vyhrievacích teplot.The method of drying by direct resistance heating is also known. The disadvantage of this method is the difficulty of keeping the temperatures precisely. Further disadvantages are the high demands on the power supply and the problematic control of the heating temperatures.

Z elektrických zdrojov tepla je známy ešte indukčný ohřev na transformátorovom principe so sekundárným závitom nakrátko, na čom sú založené postupy tavenia niektorých kovov. Tento spůsob je z konštrukčných, ale aj technologických dóvodov na_ vypalovanie náterov rúr nevhodný.Indirect heating on the transformer principle with a short-circuit secondary thread is also known from electrical heat sources, on which the melting processes of some metals are based. This method is unsuitable for structural and technological reasons for firing pipe coatings.

Další známy spůsob získavania tepelnej energie je využitie hysteréznych a vířivých prúdov v kovových predmetoch nachádzajúcich sa v okolí cievky pretiekanej striedavým elektrickým prúdom. Vyhrievaný predmet je súčasťou magnetického obvodu cievky. Doposial' sú známe viaceré aplikácie vyhrievania na principe vířivých prúdov, napr. obuvnické kladívko vyhrievané vířivými prúdmi využívá ako zdroj elektrickej energie stredofrekvenčný generátor. Známe sú tiež stredofrekvenčné a vysokofrekvenčně taviace pece. Nevýhodou všetkých doposial' známých postupov využívajúcich na ohřev vířivé prúdy je z hladiska požadovaného vysušovania a vypafovania náterov rúr ich funkčná, technologická a konštrukčné nevhodnost. Na vysušovanie a vypalovanie náterov, ani iných hm6t, princip vířivých prúdov doposial' nebol prispůsobený.Another known method of recovering thermal energy is to utilize hysteresis and eddy currents in metal objects located around a coil flowing through an alternating electric current. The heated object is part of the coil magnetic circuit. To date, several eddy current heating applications are known, e.g. the eddy current heated shoe hammer uses a mid-frequency generator as a source of electricity. Mid-frequency and high-frequency melting furnaces are also known. A disadvantage of all the processes known to date for the use of eddy currents is their functional, technological and structural unsuitability in terms of the desired drying and evaporation of the pipe coatings. The eddy current principle has not been adapted to dry and burn paints or other materials.

V zahraničí sa ochranné nátěry rúr tepelně izolovaných potrubí váčšinou nevykonávajú. Ochrana proti korózii ocelových rúr sa rieši použitím speciálně legovaných ocelí, inde sa zabezpečujú podmienky pre zamedzenie možnosti vzniku kyslíkovlhkostnej korózie špeciálnymi technológiami ukládky. Sú tiež známe případy riešenia protikoróznej ochrany nanášaním syntetických nátěrových hmot, ktoré nie sú vypafovacie. Riešenie vypafovania náterov rúr sa preto v zahraničnej literatuře nevyskytuje.Abroad, protective coatings for heat insulated pipes are not usually performed. Corrosion protection of steel pipes is solved using specially alloyed steels, elsewhere conditions are ensured to prevent the possibility of oxygen-moisture corrosion by special storage technologies. There are also known cases of anti-corrosion protection by applying non-sticky synthetic paints. Therefore, there is no solution to the coating of pipe coatings in foreign literature.

Vyšší uvedené nedostatky odstraňuje spůsob vysušovania a vypafovania náterov rúr podfa vynálezu, ktorého podstatou je, že sa na vysušovanú a vypalovaná vrstvu působí elektrickými vířivými prúdmi po celom valeovom povrchu rúry, uloženej vo vnútri cievky.The aforementioned drawbacks are eliminated by the method of drying and vaporizing the coatings of the pipes according to the invention, which is based on the fact that the dried and fired layer is treated by electric eddy currents over the entire vale surface of the pipe housed inside the coil.

Pokrok dosiahnutý vynálezom spočívá vo vysokej energetickej účinnosti využitia zdroja energie, ktorá sa dosahuje sústredením požadovaných tepelných účinkov do vysušovanej a vypalovanej vrstvy. Z toho vyplývá priaznivý vplyv na hygienu pracovného prostredia a priestorová nenáročnost', pretože postup podfa vynálezu nespůsobuje vyžarovanie tepla do okolia. Ďalšou výhodou postupu je dosiahnutie úplnej rovnoměrnosti vysušenia a vypálenia náterov na celej ploché růry. Postup umožňuje jednoduché riadenie vyhrievacej teploty a tým splnenie technologických požiadaviek výrobcov náterov na pozvolné a plynulé zvyšovania teploty, lebo pri vyšších frekvenciách budiaceho elektrického prúdu sa zvýší účinnost vysušovania a vypalovania.The progress achieved by the invention consists in the high energy efficiency of the use of the energy source, which is achieved by concentrating the desired thermal effects in the dried and fired layer. This results in a beneficial effect on the hygiene of the working environment and on the spatial demands, since the process according to the invention does not cause heat radiation to the environment. Another advantage of the process is to achieve complete uniformity of drying and firing of the coatings over the entire flat pipes. The process allows simple control of the heating temperature and thus meets the technological requirements of the paint manufacturers for gradual and continuous temperature increase, since at higher frequencies of the exciting electric current the drying and firing efficiency is increased.

Nízká měrná spotřeba elektrickej energie už pri priemyselnej frekvencii 50 Hz budiaceho prúdu cievky sa ešte zníži pri použití stredofrekvenčného alebo vysokofrekvenčného generátore ako zdroja elektrickej energie, kedy sa účinnost vysušovania a vypafovania zvýši nahuštěním siločiar vířivých prúdov na vonkajšom povrchu rúry.Low power consumption already at an industrial frequency of 50 Hz coil excitation current is further reduced when using a mid-frequency or high-frequency generator as a power source, where the drying and firing efficiency is increased by inflating the eddy current lines on the outer surface of the oven.

Na pripojenom výkrese je uvedený příklad postupu vysušovania a vypalovania podfa vynálezu. Cievka 3 je svojimi elektrickými a geometrickými vlastnosťami prispůsobená dížke priemeru a magnetickým vlastnostiam rúry 1 a tiež požadovaným teplotám vysušovacieho a vypal'ovacieho procesu. Je navinutá na teplovzdornom, tepelne a elektricky nevodivom válci 2 s dutinou zodpovedajúcou vonkajšiemu priemeru vkladanej rúry 1 opatrenej vysušovaným a vypalovaným náterom. Elektricky je cievka 3 připojená na zdroj striedavého elektrického napátia 5. Doba vysušovania a vypalovania je určená dobou zapnutia spínača 4. Elektrický prúd pretekajúci cievkou 3 vytvoří magnetické pole 6. Na výkrese ja striedavého elektrického napátia 5 sa rou 1 a spínačom 4. Spínač 4 sa zapne až po zasunutí rúry 1 do valca 2 cievky 3, pri ukončení vysušovania alebo vypalovania musí vypnutie spínača 4 predchádzať vytiahnutiu rúry 1 z dutiny 2 cievky 3.The attached drawing shows an example of a drying and firing process according to the invention. The coil 3 is due to its electrical and geometric properties adapted to the length of the diameter and the magnetic properties of the pipe 1 as well as to the desired temperatures of the drying and firing process. It is wound on a heat-resistant, thermally and electrically non-conducting cylinder 2 with a cavity corresponding to the outer diameter of the inserted pipe 1 provided with a dried and fired coating. The coil 3 is electrically connected to an AC power source 5. The drying and firing time is determined by the switch-on time of the switch 4. The electric current flowing through the coil 3 creates a magnetic field 6. In FIG. it only switches on after the pipe 1 has been inserted into the cylinder 2 of the coil 3, at the end of drying or firing the opening of the switch 4 must prevent the pipe 1 from being pulled out of the cavity 2 of the coil 3.

Spůsob vysušovania a vypalovania náterov rúr podfa příkladného prevedenia na výkrese sa vykonává následovně: V regulátore teploty, ktorý je súčasťou bloku zdroja striedavého elektrického napátna 5 sa nastaví žiadaná teplota a čas vysušovania alebo vypafovania nátěru podfa druhu náterovej hmoty a podfa toho, či sa má nátěrová hmota vysušit' alebo vypálit. Pre silikonové nátěrové hmoty udává výrobcavysušovaciu teplotu 30 °C po dobu 20 minút a vypaťovacíu teplotu 300 °C po dobu 5 minút. Nárast teploty pri vypalování musí byť pozvolný a plynulý v čase 20 minút. Natretá rúra 1 sa uloží do valcovej dutiny 2 cievky 3, ktorá sa spínačom 4 připojí na zdroj elektrického striedavého napátia 5. Elektrický prúd pretekajúci cievkou 3 vytvoří magnetické pole 6 indukujúce v rúre 1 vířivé prúdy spůsobujúce zohriatie vrstvy nátěru a tým ich vysušenie alebo vypálenie. Po uplynutí nastaveného času vysušovania alebo vypafovania sa vypnutím spínača 4 odpojí zdroj elektrického striedavého napátia 5 od cievky 3 a rúra 1 s vysušeným alebo vypáleným náterom sa z valcovej dutiny 2 cievky 3 vytiahne.The method of drying and firing the pipe coatings according to the exemplary embodiment in the drawing is carried out as follows: In the temperature controller, which is part of the AC power supply block 5, the desired temperature and drying time of the coating is set according to the type of paint and dry or burn. For silicone paints, the manufacturer gives a drying temperature of 30 ° C for 20 minutes and a baking temperature of 300 ° C for 5 minutes. The temperature increase during firing must be gradual and continuous within 20 minutes. The coated tube 1 is placed in a cylindrical cavity 2 of the coil 3, which is connected via a switch 4 to an AC power source 5. The electric current flowing through the coil 3 creates a magnetic field 6 inducing eddy currents in the tube 1 causing the coating layer to heat. Upon expiry of the set drying or firing time, switching off the switch 4 disconnects the AC power source 5 from the coil 3 and the oven 1 with the dried or fired coating is pulled out of the cylindrical cavity 2 of the coil 3.

Claims

The method of drying and firing pipe coatings, e.g. drying the primer at a temperature of 30 ° C and firing the top coat at a temperature of 300 ° C of steel pipes for insulated pipes,

SUMMARY OF THE INVENTION that the dried and fired layer is impregnated with electric eddy currents over the entire cylindrical surface of the oven housed within the coil.