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涂塑钢管涂塑工艺方法总结

塑料涂层钢管是 5 0年代末首先在美,  日等国兴起的一种高效防腐管材。一般情况 下,涂塑钢管的使用寿命是普通钢管的 3 ~ 5倍,使 用年 限为 2 0 -5 0年  由于它性能 良好,用途广泛而在世界范围内得到迅速普 及。目前,美,日、英、德、苏 加拿大等 国都建有涂塑钢管生产线。日本有六家] 二 厂 具有涂塑钢管生产设备,年产内壁涂层钢管 1 2万 t 。苏联 1 9 7 7年由联邦德国引进了。

套涂塑钢管生产线。就技术水平而言,日本 和联邦德国、美国的水平较高,涂塑钢管输 出量也大。目前,垒世界已有 4 0多家具有 一定规模的涂塑钢管生产线。  我国涂塑钢管研究起步较晚,比先进国 家晚 了近 3 0年。 目前,国内只有一海船舶艺研究所和常州戚墅堰铁路工艺研究所可 以生产涂塑钢管生产设备。但国产涂塑钢管 生产设备仍处于半机械化状态。国家科委已 将涂塑钢管列为国家科技成果重点推广计划 项目。冶金部也将涂镀钢材列为重点扶植项 目   为改变这种落后局面,为国家节约钢 材.改变我国钢管品种结构,我们应火力研 究和开发涂塑钢管涂塑钢管是一种防腐耐磨的高敛管材,  它具有优良的耐化学腐蚀性能,能够H ] 于化 学药品和工业酸碱盐的输送  其涂层光滑,  可防腊 防结垢、防磨损,有优 良的电绝缘 性,可抗埋设管线的杂散电流腐蚀.耐十壤 和海洋生物腐蚀。它具有优良的冲击韧性和 耐阴极剥离性能,还有优良的耐温性和机械 性能,可在户外弯曲,适应远距离输送,泄 漏点少,安装效率高,涂层损伤容易桅修。  目前,涂塑钢管的优 良性能已逐渐被人 们所认识,它 的使用范围正在逐步拓展。涂 塑钢管已能适应f各种介质输送,例如 :化 学工业的酸碱盐和其它试剂的输送;石油工 业的原油输送 ( 及钻杆和套管的防腐) ;电 力行业的水处理系统和废渣排放管路;冶金 焦化行业的分馏和水煤气的输送;制药行业 的各种介质及食品行业、采矿行业的介质输 送等。另外,在造船行业的船舶用管及汽车 行业、体育器材等行业用途及用量也一 分可观。 

为 了使塑料涂层很好地粘附干钢管表 面,钢管表面必须是无锈 无油  干燥 清 洁和有合适的粗糙度。因此,在对钢管进行 涂敷前,必须对钢管表面进行预处理。  涂塑钢管的预处理主要是喷砂和磷化。  由于大多数的涂层系统都不能满意地用于非 喷砂清理的表面,而且喷砂除锈效果好,糙 化质量高,所以,喷砂是钢管预处理的常用 方法 磷化一般只用 f小批量钢管及管件的 涂敷生产。  钢管的涂敷有多种方法,, f   同的方法采 用不同的设备。采用什么设备取决于外形因 素 ( 钢管的直径、长度、壁厚) 、涂料的性 能、钢管的使用范围、设计条件等等。 

流化床法是用压缩空气通过 多扎隔板而 形成均匀的细散空气流,这细敞空气流将粉 末流化  中的涂料粉末带起,使粉术微粒翻 动,而形成 · 个粉末流化层 被潦钢管 ( 预 热到高于所采用涂料粉末的熔融温度j注八 到粉末流中,立即被粉末包嗣,当粉末接触 到钢管表面时就粘附在钢管 上。鞍厚钢管豫 薄涂埕时,钢管离开流化床即完成涂敷  较 簿钢管涂厚潦层时,钢管离开流化床后,要 略微整修后再进行加热,使粉末进一步熔融 固化成均匀平整的涂膜。  涂塑钢管用流化床为专用流化床  与普 通流化床基本相同。钢管内面涂敷流化床见 罔  。钢管外面、内外面涂敷流化床町用普 通流化床加高槽体,一般都 需搅拌装置 。

开,调节阀门@使流化床内的粉料流化 根 据需要调节变 器 6进行空气的预热,环形 加热器 9接电后上下移动加热,涂敷开始。  涂敷后再用喷嘴 l l 吹除钢管上 多余的粉 料。如有必要,再进行塑化。 

一般用途的流化床可以是任意尺寸的,  主要根据透气多孔板的大小而定 涂敷钢管 时,丰要根据钢管直径 而定。流化床可以是 圆形,也可以是矩形。圆形设备高度可按需 要而加接。大桶 ( 槽)可用隔板隔为几个小 问,以便涂敷小件 隔板是活动可拆卸的,  如此可作大桶,也可作数个小桶用。对钢管 进行内外涂或外涂时,可以将钢管立放在流 化槽内进行涂敷  流化床槽壁可以是用钢 板、塑料板,混凝土等制成,内壁要光滑,  避免死角。流化床的关键是透气多孔板,它 要求有一定的孔径 ( 1 0 ~6 0 # m) ,扎的密度 要分布均匀。透气多孔板多采用纤维板、泡 沫塑料多孔板,粉末金属烧结板、陶瓷多孔 板、环氧酚醛石英烧结板等五类材料。使用 效果较好的是环氧酚醛石英烧结板 在透气孔板下,装有可以启闭的空气供 应接口,用橡胶软管套嘴。低压操作时,空 气由鼓风机 ( 空压机)鼓入,故底部的接口  直径是较大的。空气源是用压力调节阀控制。

的,使压缩空气瓶和环状供气管的压力得以 调节适宜 气流强度对流化床的流动度有密 切关系,所以,要根据管径和要求相应调节 之。增加空气量,就增加 了粉粒 的运动,因 此,就增加 r其流动性 流化床 上面应有盖,借以防止设备不操 作时湿气或杂质入塑料粉内。最好能把设备 安装在排气罩下,或安装在有良好通风条件 的厂房内。涂敷薄壁或超薄壁钢管时,其热 量可能不足 以熔化及涂盖适当厚度的塑料,  这时就有必要将空 气流及塑料粉加以 预热,  借以补偿平常在浸涂时的热量消耗。 

静电流化床工作原理是在普通流化床中 放置一个电晕电极,其电极接在静电高 发 生器上,钢管接地。涂敷时,流化康中引人 压缩空气流,粉末在高压电场中带电后.在 空气流的作用下,形成雾状的带电流态粉 末  由于静电原理,带电粉末被吸引到工件 表面而形成粉末涂层 。之后 ,经加热 ( 塑 化)而熔融塑化形成连续而平滑的涂层 。  使用静电流化床时,钢管 需预热,设 备本身变化币大,只是增加一个电晕电极 使用这种设备涂敷速度快,易实现 自动化操 作。边缘的涂盖也是良好的,但这种设备,  一般- 只用于薄涂层。 

静电喷涂是使雾化的涂料粒子带 卜 静 电,在静电场和喷涂气流的双重作用下,带 电的涂料粒子流直接飞向接地的钢管,并被 钢管所吸附  当涂料一接触到钢管时,潦料 粒子上所带电荷即刻消失,于是涂料粒子聚 结在 一起。随着涂层 的增厚,由于涂料粒子 是非导体,所以电荷开始积累。当达到 一 定 厚度 ( 其厚度值取决于涂料的初始电荷与导 电性) ,涂膜上所带的电荷与涂料粒子上所 带的电荷相同,由于同种电荷的排斥作用,  涂料的进一步沉积受到阻碍,因此涂层的增 加自动终止  由于没有涂到的或涂层较薄的 部位对带电的涂料粒子排斥作用小,而涂层 厚的部位排斥作用大,因此  E 获得厚度均匀 的涂层。 

静电喷涂可得到 5 O ~5 0 0 . u m 以 E的涂 层,它的粉末利用率可达 9 O %。更重要的 是,粉末静电涂敷工艺在潦敷前无需将工件 加热,得到的涂层厚度与所施加的电压和粉 末的电阻有关。而若把钢管预热到粉末的熔 化温度以 卜 ,可以获得较厚的涂层。对钢管 进行涂敷时,一般多采用喷枪运动方式进行 喷涂,而从钢管一端对钢管进行喷涂时 另 一端也能获得良好的涂敷,而且在钢管与法 兰 的联接 处,能得到 较厚的涂层,这 一点 是其它涂敷方式所欠缺的。  钢管内壁静电喷涂设备一般用于钢管薄 涂层,有较高的生产率。涂层厚度大 于 3 0 0   时,用喷涂设备或流化床等其它设 . u m 备进行涂敷,但静电喷涂设备也可以进行较 厚涂层的涂敷,即采用反复涂敷的工艺:静 电喷涂一加热一再喷涂一再加热… - - ,不 过 , 一 般 最 多喷 四 次 , 厚 度 不 超 过 5 0 0#m。 

经预处理的钢管 ( 1 ~4根)放到涂敷 位置并开始旋转后,喷枪 ( 与钢管根数相 同)以 6 m/mi n左右的速度进入钢管,涂 敷在喷枪回程时完成,喷涂速度可控制在 1  ~3 m/mi n ,喷枪返回时供粉装置开始供给 粉束涂料,喷枪退出钢管后 粉末涂料停止 供应。  内涂喷枪的粉末涂料容器 ( 也是一种供 粉装置)也可以固定在喷涂小车 E;也可以 放在地上,由输粉管供应涂料给喷枪 容器 内的粉末数量可用一个粉面控制装置控制,  如果粉末 位面太低 ,光学报警信号就会显 不 。  一般不同直径的钢管进行喷涂 要使用 不同直径的喷枪 ( 三种相近规格的钢管可使 用一种喷枪) ,喷涂较长的钢管时,喷枪须 带有  导正  l 导环 挤压设备用于q b l 2 ~1 6 2 0 mm钢管的外 壁涂敷,可涂厚度为0 . 6 ~4 . 5 mm 经预处理的钢管通过加热炉加热到涂敷 温 度 ( 1 6 o ~2 2 0 ~ C) ,首 先 通过 涂底漆 装 置,涂底漆设备多为静电喷涂设备。涂底漆 后,利用带有双重环状细长孔口的挤压头挤 压出了一个两层的塑料层,热钢管把这两个 挤压层粘在了一起,并由于真空把涂层粘到 了钢管上。挤压头的双重环状细长孔 口,一 个孔 口接挤出聚乙烯强力粘结剂 的挤压机 ,  个扎 口接挤 出聚乙烯保护涂层 的挤压机 ,  应用以上原理生产挤压涂层钢管的挤压机可 分为斜交嘴头、   I ‘ 字头两种类型 以上挤压机是把粘接剂和塑料涂料通过 特制的环状狭缝挤压模具,以无缝套管形式 连续地挤压到钢管表面上。还有一种挤压包 扎机,它是把粘结剂和塑料涂料从两个狭缝 状挤压模具连续挤压成条带,螺旋状缠绕到 缓慢回转前进的钢管上,粘结剂均匀地布满 整个钢管表面,复台涂层由几个单层熔合到 一起 形成一种牢固的涂层粘附在钢管表面商。

气压喷涂 ( 一般都称为喷涂)是利用气压,虹吸或真空喷涂设备将粉末涂料喷涂到旋转着的并经预热了的钢管上,依靠钢管的蓄热将钢管表面的粉末涂料熔融而形成塑料涂层。钢管预热温度根据涂料 涂层厚度的不 同而不 同, 一般在 1 8 0 ~3 2 0 ℃。涂层厚度最厚可达到钢管壁厚的 l /3 。这种涂敷设备一般用于对较长的钢管 ( 6 ~9 m) ,直径 l   5 英寸以 上钢管的内壁涂敷。  钢管经预处理并预热后,用步进台架运至喷涂室前,载管小车将钢管载人喷涂室。  定位后,载管小车上的旋转装置带动钢管一起开始旋转,同时,喷涂小车启动,喷抡伸人到钢管内部直到对面管口,喷涂在喷抡回 程时完成。涂层厚度要求在 l mm以上时,  喷枪须往返数次。对带法兰钢管进行喷涂 时 ,还要配备手动喷枪,以便对浩兰面进行喷涂。  喷涂设备多用f生产化工防腐管道的厚 涂层钢管,生产率高,每小时可生产 3 0根 以上 ( 长度在 6 ~9 m) ,工作条件好,无有 害气体。据研究者称,使用同样的涂料,喷 涂设备生产的钢管涂层优干流化床法形成的 涂层。所以,对钢管进行内壁涂敷时,多采 用喷涂设备 压送法涂敷 压进法是用压缩空气将流化了的粉料从 钢管的一端压送到预热 r的并在旋转着的钢 管内,并从钢管的另一端将粉料抽出,从而 使钢管的每一部分都得到涂敷,这种方法 多 用于直径小于 2英寸钢管及弯管的内壁涂敷。

图3中的料斗底部是多孔板,粉末涂料 装于斗中,从底部吹人压缩空气或隋性气体 使粉末涂料流化,用变速马达驱动螺旋式导 板转动,在螺旋式导板的出 口处与气体人 口  相连接 ,另一端装备有调整口径用的法兰 盘,法兰盘的一端缩小至需要的口径,并与 粉末导管相连接,形成被涂物导人通道,没 涂上管壁的粉料还可返回料斗中形成循环回 路。  图中 l 】 、l 2是导管出口端接头部位的 尖端装置,而通过被涤物导管流出的没有披 涂上的粉末不直接返回料斗,而进入装置,  回路在接头部位的前端形成,管路中装有冷 却用气体八口导管,回收管路的尖端与旋风 集成器中的粉末涂料,再装入料斗中。  料斗底部流动状态的粉末涂料浓度是占 体 积 百 分 率 的 2 O % ~ 2 5 % , ( 2 0 0 ~ 5 0 0 mL/L ) ,从螺旋导板流出塑料粉末再 被载体气流所稀释,然后送入钢管中,粉末 涂料浓度 是 5 %~4 O % ( 5 0 - -4 0 0 mL/L ) ,  用这个浓度的粉末涂料进行涂敷时,在导管 的入口处的浓度几乎没有差别,在导管内进 行被涂物涂敷时,不管在任何一点处的粉末 涂料的浓度都处干一个流动状态,所以,钢 管能够被均匀地涂敷