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宋晓辉三段式钢管涂塑设备的设计与应用

目前国内钢管涂塑设备在安装后需要进行二次改造才能满足生产要求的问题,设计了一种钢管涂塑设备三段式生产线,并对原有涂塑工艺进行了改进。该三段式生产线由两段式结构改进而来装作业钢管内外表面处理后首先进行预热内涂.随后表干进行外涂.待外涂层固化即完成整个涂采用该种设计塑中存在的工艺支点问题涂塑生产可覆盖直径15500 mm的钢管,并能有效解决钢管内外表面涂,可达到多种涂塑工艺要求。

    为了满足客户需求,生产线建成后需进行相应改造。针对不同要求,需要频繁进行工艺与设备的改造。国内钢管涂塑设备有平面炉二段式和加桥式炉二段式,也有平面炉加隧道炉二段式,还有一些中频感应圈加热涂塑设备。这些设备都能满足特定规格钢管涂塑产品的要求,但实际应用中有一定的局限性,不能全方位覆盖所有规格。另外链条支承或者悬挂钢管,会形成涂塑钢管成品工艺点,即使人工进行修复,在使用中也会慢慢腐蚀,质量达不到输水钢管防腐要求。针对这种问题,天津友发管道科技股份有限公司设计了一种三段式钢管涂塑生产线,通过三段式灵活变动工艺.可满足不同规格钢管生产需求。

1、钢管涂塑设备结构分析

    三段式钢管涂塑设备结构是在原二段式结构基础上改进而成的。三段式钢管涂塑设备结构采用的是平面预热炉、平面表干炉和桥式固化炉共三段。将钢管内涂和外涂分开,形成独立工作方式。三段式钢管涂塑设备能灵活改变工艺,满足各种需求。

2、三段式钢管涂装工艺及现状

    现国内内涂工艺有内真空吸涂、内推拉杆无静电喷涂和内扣粉等,在两段式结构中,一般只采用其中一种内涂工艺,而三段式可灵活运用各种内涂工艺。三段式设备的内涂装置位于平面预热炉与平面表干炉之间。
    为了适应各种规格和各种要求的涂塑钢管的生产,天津友发管道科技股份有限公司所有生产线,预热炉与表干炉采用三段链条驱动,设计直径为15500 mm。因为PE粉末涂装钢管预热温度高达300℃,而EP粉末涂装在200℃,两种粉末固化温度都在200 0C。根据粉末调质不同,钢管预热温度略有变化。PE粉末在固化中发生物理变化,可以反复加热熔化、固化。EP粉末发生化学变化,固化后不可逆,没办法进行修补。在钢管PE粉末涂装中,由于温度很高,只能进行内外同时涂装,预热炉与表干炉各采用一套驱动。在预热炉与表干炉之间设置内涂机构和内外涂机构、内涂扣粉系统、内涂推拉杆式喷涂系统与流化床式浸涂PE粉末系统。生产线是可以根据客户要求灵活选定内涂涂装方式的。

3、三段式钢管涂塑设备与粉末匹配工艺流程

    三段式钢管涂塑设备能根据粉末使用性能,灵活变动工艺,满足各种市场需求。其加工工艺流程为:前处理后钢管上件一预热一内涂一表干一接驳一外涂一固化。
    生产内、外EP涂塑钢管时,将钢管预热到200℃后,内涂EP粉末,然后进入表干炉,表干温度为200 0C。钢管内涂时支承点在钢管外表面,等内涂粉末表干后,内表面层硬化,再进行外涂。外涂时支承点在己硬化的钢管内表面,因此钢管内外没有工艺支点。最后,整根钢管进入固化炉固化,固化温度为200 0C,整个涂装工艺完成。
    生产内PE、外EP涂塑钢管时,钢管预热到300 0C,进行内涂PE粉,等表干温度为200 0C(钢管外涂EP粉的预热温度)时进行外涂EP,固化,完成整个涂装工艺。

4、三段式钢管涂塑生产线成本控制
    两段式、三段式钢管涂塑设备供热源为天然气、煤等(现在大多为天然气),相比中频电加热涂塑设备,节能效果明显。中频电加热涂塑设备基本没有保温层,钢管加热后直接进行内涂、外涂。整个涂塑过程都直接暴露在空气中,热量损耗大,也不符合低碳绿色工业的原则。在加热成本方面,煤炭最低,生物颗粒次之,然后是柴油、天然气,电能成本最高。在经济环保方面,目前国内以天然气为最佳。现在保留的中频感应圈涂装设备,大多数是针对大直径(1 000 mm或以上)螺旋涂塑钢管(12 m) o
    三段式钢管涂塑设备比二段式设备能源消耗略高,但相比中频电加热涂塑设备,节能显著。

    三段式钢管涂塑设备相比两段式,涂装方式更能灵活切换,钢管表面不会出现花色情况,成品涂塑钢管外表面没有支点,没有人工修补工艺。三段式钢管涂塑设备能更经济地利用能源,人工消耗低,设备占地面积规则经济,是目前最适合钢管涂塑的生产设备。三段式钢管涂塑设备的缺点是比两段式结构能源用量略高一点,因此建议有条件的涂塑钢管生产厂家,最好能建两条三段式连续涂塑生产线,一条用于直径15300 mm钢管涂塑,一条用于直径15}500 mm钢管涂塑;另外再建设一条主要用于大直径5002 420 mm或螺旋管面包炉式生产线或中频加热生产线。这样的生产线配置能够满足整个输水行业用涂塑钢管的生产需求。