涂塑鋼管制造工藝分析的論文
摘要：目前市場上對(duì)大口徑涂塑有較大的需求，而以現(xiàn)有的技術(shù)條件其制造成本極高。通過開發(fā)專用涂料，實(shí)現(xiàn)了常溫制造涂塑（彈性體）鋼管。其工藝主要特點(diǎn)：降低了鋼管表面處理要求、無需對(duì)鋼管進(jìn)行加熱處理、無需大型機(jī)具。口徑在10-3800鋼管均可實(shí)現(xiàn)內(nèi)外涂塑，產(chǎn)品超過國標(biāo)要求。該技術(shù)填補(bǔ)了大口徑涂塑鋼管的空白。涂層全部采用無毒彈性涂料，具有水阻低、帶銹防銹和無毒保潔功效，能有效抑制青苔和紅蟲的滋生。
關(guān)鍵詞：涂塑鋼管制造工藝常溫大口徑
1．前言
鋼管在傳輸介質(zhì)時(shí)或置于大氣、土壤等自然環(huán)境中，管壁都會(huì)經(jīng)受不同程度的腐蝕，直接影響了管道的使用壽命。食品、飲用水管道、石油化工管道等諸多介質(zhì)都不允許管壁腐蝕而影響傳輸介質(zhì)受到污染，鋼管壁防腐防護(hù)成為關(guān)鍵技術(shù)問題。涂塑鋼管就應(yīng)運(yùn)而生，目前國內(nèi)鋼塑管是從襯塑走向了涂塑，涂塑材料大都采用塑料粉體材料，其中性能較好的是聚乙烯（PE）和環(huán)氧（EP）。但它們的施工要求高，工藝難度大，品質(zhì)控制不易，設(shè)備投資大，嚴(yán)重影響涂塑鋼管的推廣與應(yīng)用，而且國內(nèi)目前只能生產(chǎn)口徑小于250mm的涂塑鋼管。在常規(guī)生產(chǎn)工藝中噴砂過程產(chǎn)生極大污染且對(duì)人體造成傷害，而加熱過程能耗極大，造成大口徑涂塑鋼管無法生產(chǎn)。為有效解決大口徑涂塑鋼管生產(chǎn)難的問題，制作工藝專家組首先從涂層材料上著手，研制并應(yīng)用了彈性體帶銹防銹涂料，再引入防腐及衛(wèi)生性能較好的防護(hù)涂料。采用了常溫直接噴涂的方法，解決了大口徑鋼管涂塑生產(chǎn)難的問題。
2．常溫涂塑（彈性體）鋼管的制備
將常溫涂塑(彈性體)鋼管是如何突破原有技術(shù)難點(diǎn)及制造工藝進(jìn)行了系統(tǒng)的介紹。由于外管的噴涂工藝比較常規(guī)，本文就重點(diǎn)介紹管內(nèi)處理及噴涂的工藝。
2.1技術(shù)難點(diǎn)的突破
常規(guī)制造涂塑鋼管的方法，首先需要對(duì)鋼管進(jìn)行噴砂除銹處理，其污染較大且工藝復(fù)雜。常溫涂塑(彈性體)鋼管采用了金屬防腐中最前沿技術(shù)，帶銹防銹涂料作底涂。帶銹防銹涂料需要滿足特殊性能：帶銹防銹、附著力強(qiáng)、無毒、可噴涂、防腐性能好等。
另外，常規(guī)的涂塑鋼管是通過對(duì)鋼管高溫?zé)桑o電粉未噴涂來實(shí)現(xiàn)涂料對(duì)鋼管內(nèi)壁的良好附著。因此，選擇內(nèi)噴涂材料的時(shí)，須考慮到：附著力強(qiáng)、無毒、耐磨、耐沖擊、耐各種化學(xué)腐蝕、常溫可噴涂等。
所選用的材料，均為聚氨酯類涂料，無毒且具有良好的'保潔功效。材料的主要性能指標(biāo)如表2.1。
2.2涂塑鋼管的制備工藝
2.2.1鋼管表面的預(yù)處理
對(duì)于新舊鋼管，一般不需要專門的除銹工藝。最好選用新出廠的鋼管，無需鍍鋅，管內(nèi)有少量的銹斑也可滿足要求，只要將疏松浮銹清除，清涂油污即可。即達(dá)到手工除銹St2或電動(dòng)除銹Sa1級(jí)要求即可。如鋼管表面有油污，可用丙酮清潔表面。
2.2.2涂料的噴涂
噴涂設(shè)備包括：空壓機(jī)、無氣噴涂機(jī)、管內(nèi)牽引機(jī)構(gòu)等。動(dòng)力裝置為空壓機(jī)，采用無氣噴涂機(jī)及管內(nèi)牽引機(jī)構(gòu)將帶銹防銹底涂噴涂于鋼管內(nèi)壁，厚度約30微米。待底涂固化好后，再用噴涂兩遍聚氨酯面涂，每道80微米。整個(gè)涂膜總厚度約200微米。整個(gè)噴涂設(shè)備造價(jià)在幾萬元即可滿足噴涂施工要求。
2.2.3檢測處理
抽檢涂塑鋼管的涂層質(zhì)量，涂層表面應(yīng)均勻，涂層的最小厚度要達(dá)到150微米，平均厚度應(yīng)在180微米以上。
2.3不同涂塑鋼管制造工藝對(duì)比
與聚乙烯和環(huán)氧涂塑鋼管工藝對(duì)比，由于我們采用聚氨酯涂料作底涂，降低了鋼管表面處理的要求，無需噴砂除銹清除浮銹油脂即可作業(yè)；另外，無需對(duì)鋼管進(jìn)行加熱處理，在常溫下即可噴涂。做到了施工方便，減少污染，節(jié)耗能源，可現(xiàn)場施工，造價(jià)較低，并且性能優(yōu)異，完全滿足工程需要。其工藝流程對(duì)比如表2.3.
2.4不同涂塑鋼管性能對(duì)比
聚氨酯涂層不僅性能優(yōu)異，而且體系全部采用了彈性體涂料，具有涂層薄、防腐能力強(qiáng)、阻力系數(shù)小、帶銹防銹和無毒保潔的特殊功效，能有效抑制青苔和紅蟲的滋生。涂層質(zhì)量按CJ/T120-2000[1]進(jìn)行檢驗(yàn)，完全超過國標(biāo)要求，不同涂層性能指標(biāo)對(duì)比，結(jié)果見表2.4。
2.5工程應(yīng)用實(shí)踐
大口徑涂塑(彈性體)鋼管近期在深圳水務(wù)集團(tuán)鹽田港海邊外管工程、合肥自來水公司大口徑過河管道工程、楊州鋼管總廠等工程中應(yīng)用，效果非常理想，完全達(dá)到《給水涂塑復(fù)合鋼管》國家標(biāo)準(zhǔn)CJ/T120-2000的要求。
3．結(jié)論
3.1常溫涂塑(彈性體)鋼管與用聚乙烯和環(huán)氧涂塑的工藝相比，主要工藝特點(diǎn)是：無需噴砂除銹，清除浮銹即可施工；無需對(duì)鋼管進(jìn)行加熱處理，常溫即可噴涂施工；施工機(jī)具簡單，可現(xiàn)場施工。
3.2常溫涂塑鋼管解決了國內(nèi)大口徑涂塑鋼管生產(chǎn)成本極高的情況，填補(bǔ)了國內(nèi)250mm以上直徑涂塑鋼管的空白。
3.3經(jīng)大量的試驗(yàn)研究證明，常溫涂塑鋼管應(yīng)用于自來水工程，常能有效的抑制青苔和紅蟲的滋生。可減少藻類及紅蟲在管網(wǎng)的大量滋生，有利于保障居民二次供水的質(zhì)量。
3.4常溫涂塑鋼管的涂層薄，阻力系數(shù)小在0.0082以下，過水流量可大于普通涂塑鋼管，也有利于節(jié)省能耗。
3.5常溫涂塑鋼管的防腐防護(hù)能力極強(qiáng)，可用于酸、堿、鹽、海水、石油化工等復(fù)雜環(huán)境，涂層可耐180℃高溫且高溫下體積變形極小，耐磨性也極強(qiáng)。因此，也可用于輸送含固量較高的流體物質(zhì)。
3.6常溫涂塑鋼管屬于彈性體涂層，比其他涂層更具有彈性，可適應(yīng)不同情況下的應(yīng)力變形。小口徑涂塑鋼管可直接打彎，及在卡箍連接下涂層不受影響。常規(guī)涂塑鋼管，在卡箍連接方式中經(jīng)常會(huì)脫落，現(xiàn)場又無法修補(bǔ)。
參考文獻(xiàn)
【1】中華人民共和國城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJ/T120—2000給水涂塑復(fù)合鋼管
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