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鋼管防腐涂裝工藝

發布日期:2018-08-14


 
        油套管防腐涂裝工藝現狀近期國內外常用的石油套管等無縫鋼管的工廠化自動涂裝工藝主要有以下四種:
        工藝一:采用淋涂法,涂敷前、后及中間輥道直線輸送,以形成涂膜。然后撥叉轉移,勾狀鏈條滾動輸送,鋼管橫向進入蒸汽烘箱,加熱干燥。
        工藝二:采用靜電涂裝法,涂敷前、后及中間應用斜置輥道螺旋輸送,以形成涂膜。然后螺旋升降機轉移提升至料架涼置,進行自然干燥。
        工藝三:鋼管直線輸送,采用UV涂料體系,真空涂裝法,加之氣流沖刷,以形成涂膜。涂敷后馬上進行UV輻射固化涂膜。特點是涂膜的形成和固化都在兩個輥輪之間完成。
        工藝四:涂裝采用加熱無氣噴涂法,涂敷前應用輥道輸送,涂敷后應用分段同步“V形齒”鏈條輸送,以形成涂膜。涂敷后鋼管由步進機轉移至橫向“V形齒”鏈條輸送機進入蒸汽烘干箱,加熱干燥。

         2、各種涂裝工藝的比較
        工藝一:由于采用淋涂法,涂膜流掛嚴重。又由于輥道及鏈條設計不合理,涂膜存在兩道縱向和多處環狀擦傷。這種工藝正在被淘汰。此工藝的唯一可取之處是涂敷后進行了加熱干燥。
        工藝二:涂膜存在流掛、通體螺旋擦傷和泛白的質量缺陷。尤其嚴重的是螺旋擦傷處的涂層厚度只有規定厚度的五分之一,而且外觀感覺很差。同時該工藝存在靜電打火的工藝火災隱患,近幾年已經發生了幾起著火事故,對安全生產構成威脅。沒有烘干工序也是該工藝的重要缺陷。由于這種工藝存在許多難以克服和相互制約的矛盾,使其日趨顯得陳舊,已不能適應現代工廠化自動涂裝的要求,將逐步退出鋼管涂裝領域。
        工藝三:是一種技術先進但又不很成熟的工藝。在兩個輥子之間瞬間完成噴涂及固化,其優點不言而喻。但也存在難以克服的弱點,如:鋼管表面的前處理要求極為嚴格,稍有不慎,附著力明顯下降;UV涂料和設備價格昂貴,技術管理要求高;涂層脆,傳輸過程中如受磕碰,容易局部脫落,且難以補涂。由于存在如此諸多問題使這種工藝的推廣受到制約。
        工藝四:是一種近些年發展起來的技術上比較先進且相對成熟的工藝。它克服其它工藝存在的涂膜嚴重流掛、擦傷、泛白、脆弱等弊病。其產生的涂膜附著力強、柔韌、防銹效果好、極少流掛、美觀完整。該工藝還具有操作簡便,配套齊全、技術管理要求低和安全的特點。由于技術完善稱之為“鋼管加熱無氣噴涂成套技術”。
         3、“鋼管無氣加熱噴涂成套技術”的先進性“工藝一”至“工藝三”體現了傳統工藝普遍存在的涂裝缺陷,即涂膜嚴重“流掛”、擦傷、“泛白”等。而最新“工藝四”綜合地解決了這一系列問題,并形成了完善的“鋼管加熱無氣噴涂成套技術”。該技術具有下列技術優勢。(1)避免涂膜條狀或螺旋狀擦傷九十年代后期,在國內最早由北京波羅努斯涂裝設備有限公司會同北京鋼鐵設計研究總院的有關專家分析了鋼管涂裝的擦傷問題。當時的擦傷主要表現為鋼管表面寬40毫米兩條縱向全長的擦傷。針對當時引進國外的鋼管涂裝生產線采用涂裝前后輥道輸送,而且淋涂箱中部也安裝輥道的設計,雙方提出涂裝前部輥道后部采用同步鏈條輸送的傳輸方式進行無氣噴涂的技術方案。這一方案在二十一世紀初,由北京波羅努斯涂裝設備有限公司在大慶總機械廠油管分廠實現,并投入生產應用。通過實際應用證明,此工藝可有效防止鋼管的縱向擦傷,涂裝后只存在間隔600毫米分布的兩小點齒印,加上涂料本身的自愈性,所以形成的涂膜宏觀完整,用戶反映很好。進一步改進后的工藝(采取了噴涂前后段同步帶齒鏈條的分段輸送的工藝),使鋼管始終與鏈條的“V”形齒局部接觸,而且前后鏈條同步運動,保證了噴涂表面與支點之間的最小接觸,避免了輥道輸送條狀擦傷的弊病,涂膜美觀完整。目前該技術水平無論在國際還是國內在當前也是比較先進的。該技術不但先進而且成熟,已經在國內13條自動涂油線上得到驗證。至于螺旋帶狀擦傷的防止非常簡單,去掉螺旋輸送改為此辦法即可。(2)克服“流掛”問題“流掛”可分為五種類型:比重型、過厚型、低黏度型、特殊形狀型、接觸型。鋼管防銹涂料一般比重比較小,對于“流掛”的影響可忽略。鋼管“流掛”的主要類型是過厚型和低黏度型,次要類型是特殊形狀和接觸型。由于鋼管截面是圓型,接近流線形,所以涂料更便于流動,容易“流掛”,這是不可避免的,但是可以克服。只有通過噴涂原始黏度較高的但加熱后黏度降低的涂料后,隨溫度降低恢復較高黏度的辦法,減少涂料在鋼管表面的流動以克服“流掛”。接觸型“流掛”是由于鋼管的支撐點接觸鋼管表面后,形成與鋼管表面近乎垂直的接觸面,導引涂料離開涂膜形成“流掛”。這是不可避免的。但可以通過膜厚控制減少。所幸數量和面積很小,外觀影響甚微。至于過厚型“流掛”由于形成原因是很多的,所以必須關注的問題也是很多這是需要控制的重點,必須保證以下幾點:——鋼管必須保證一定的運行速度,而且能夠在一定范圍內調整?!摴茌斔捅仨毷莿蛩龠\動?!捎脽o氣加熱噴涂法,涂料的工作壓力可調整,同時壓力必須保持穩定。涂料的加熱溫度可以調整?!獓娮斓男吞柾ㄟ^實驗正確選擇,包括流量,噴幅寬度等參數?!獰o氣自動噴槍對于鋼管圓截面的位置分布均勻,對于鋼管表面的角度和對鋼管表面距離可以調整?!仨毐WC噴槍組中心與鋼管中心一致?!棚L風量風速與噴涂狀態必須匹配?!獓娮斓墓ぷ鳡顟B良好。如果對于每一種規格的鋼管都認真調整好以上幾點,過厚型“流掛”是完全可以克服的。問題是要建立完整的涂裝工藝管理制度,以保證品種更換時,技術調整工作的有序進行。(3)防止涂膜“泛白”涂膜出現“泛白”的缺陷的形成機理是由于水分凝結混入涂層內部產生乳化,變成半透明的白色薄膜的結果。其產生原因很多,如施工環境的空氣濕度、涂料分散過度、分散過程溫度下降、涂膜表面局部溫度、涂料中含水、工件的表面溫度過低、溶劑沸點或配比選擇不當、霧化空氣含水等。對于鋼管涂裝,前三項是主要原因。這些表現為一定條件下的一個形成過程。作為靜電涂裝,涂膜“泛白”形成的主要原因,可以這樣描述:在環境的空氣濕度比較大、溫度比較低的條件下,涂料自縫隙式靜電霧化器出來后,進行分散,然后積聚于鋼管表面。在這一過程中由于涂料被過度分散為極多數量并且極其細微的涂料液滴,其比表面積很大,接觸濕空氣的面積很大,可以大量吸引水分子到達自己的表面,并混入涂料液流最終進入涂層內部,最終造成涂膜“泛白”的缺陷。由以上論述可以看出,環境的空氣濕度只是產生的條件,真正的原因是涂料分散過度。為了防止出現涂膜“泛白”的缺陷,可以在環境空氣濕度不變的條件下,通過控制過度分散的辦法來實現。采用加熱無氣噴涂法被認為是控制以上兩原因的最好途徑。所謂加熱無氣噴涂,顧名思義,加熱就是將涂料加熱到某一溫度后噴涂。一般溫度在40~80℃之間選擇。無氣噴涂是指霧化涂料時不用壓縮空氣。其霧化原理是:將液體涂料用加壓泵將其加壓到一定壓力后,通過管道送入噴槍,經噴嘴噴出后形成高速液膜;高速液膜與空氣摩擦后失穩分散為小液滴而霧化。其霧化效果適中,不會發生分散過度,適宜管道涂裝。無氣噴涂可以減少溶劑的用量,噴涂黏度高的涂料,比空氣噴涂節約涂料,比靜電噴涂涂料用量稍大。但通過回收裝置可以彌補這一弱點。由于加熱無氣噴涂具有溫度和霧化方面的優勢,作為鋼管涂裝的最佳選擇。而這一選擇工藝效果是明顯的,多個廠家和多條涂裝線使用的結果,始終沒有發現“泛白”現象。即使是遠渡重洋涂膜也能保證良好的防銹效果。另外無氣加熱涂裝以后的加熱干燥對防止發生“泛白”缺陷的效果也不能忽視。
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