常溫涂塑鋼管制造工藝研究

摘要：目前上對(duì)大口徑涂塑有較大的需求，而以現(xiàn)有的技術(shù)條件其制造極高。通過(guò)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(wú)需對(duì)鋼管進(jìn)行加熱處理、無(wú)需大型機(jī)具。口徑在ø10-3800鋼管均可實(shí)現(xiàn)內(nèi)外涂塑，產(chǎn)品超過(guò)國(guó)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(wú)毒彈性涂料，具有水阻低、帶銹防銹和無(wú)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

 

Manufacturing techniques of the plastic-coated steel tube

under the room temperature

Abstract: The big caliber plastic-coated steel tube has a great need in the market recently, however the cost is very high with the existing technology. The development of the special paint makes the manufacture of the plastic-coated steel tube be possible under the room temperature. This technique requires less treatment on the surface of the tube and needlessness of heat treatment to the tube, in addition, there is no need of large machines. Tubes with caliber above Φ10-3800 can be painted both inside and outside, products reach the national standard. This techniques meets the demand of the of the steel tube of big caliber paint mold. The coat contains nontoxic and elastic paint which is of low water resistance and which schleps rust and guard against rust and which is of the virtue of keeping clean and unpoisonous, also it can depress the growth of the lichen and worm effectively.

Key words: plastic-coated steel tube; manufacturing techniques; room temperature; big caliber

 

1．前言

　　鋼管在傳輸介質(zhì)時(shí)或置于大氣、土壤等自然中，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(wèn)題。涂塑鋼管就應(yīng)運(yùn)而生，目前國(guó)內(nèi)鋼塑管是從襯塑走向了涂塑，涂塑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)備大，嚴(yán)重影響涂塑鋼管的推廣與應(yīng)用，而且國(guó)內(nèi)目前只能生產(chǎn)口徑小于ø250mm的涂塑鋼管。在常規(guī)生產(chǎn)工藝中噴砂過(guò)程產(chǎn)生極大污染且對(duì)人體造成傷害，而加熱過(guò)程能耗極大，造成大口徑涂塑鋼管無(wú)法生產(chǎn)。為有效解決大口徑涂塑鋼管生產(chǎn)難的問(wèn)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(wèn)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(wú)毒、可噴涂、防腐性能好等。

　　另外，常規(guī)的涂塑鋼管是通過(guò)對(duì)鋼管高溫?zé)�成，靜電粉未噴涂來(lái)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(wú)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(wú)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。

表2.1  涂層主要性能指標(biāo)

Fig.2.1 Film main performance figure

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(wú)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(wú)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(wú)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?jī)杀榫郯滨ッ嫱�，每�?0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(wàn)元即可滿足噴涂施工要求。

2.2.3檢測(cè)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(wú)需噴砂除銹清除浮銹油脂即可作業(yè)；另外，無(wú)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(chǎng)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.

表2.3  各類涂塑鋼管工藝比較表

Fig.2.3 Process of the plastic-coated steel tube comprison

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(wú)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/T 120-2000^[1]進(jìn)行檢驗(yàn)，完全超過(guò)國(guó)標(biāo)要求，不同涂層性能指標(biāo)對(duì)比，結(jié)果見(jiàn)表2.4。

表2.4  涂層性能指標(biāo)比較

Fig 2.4 Film performance figure comparison

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(lái)水公司大口徑過(guò)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(guó)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(wú)需噴砂除銹，清除浮銹即可施工；無(wú)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(jiǎn)單，可現(xiàn)場(chǎng)施工。

3.2 常溫涂塑鋼管解決了國(guó)內(nèi)大口徑涂塑鋼管生產(chǎn)極高的情況，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)ø250mm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(lái)水工程，常能有效的抑制青苔和紅蟲的滋生�？蓽p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(guò)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，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(chǎng)又無(wú)法修補(bǔ)。

參考文獻(xiàn)

【1】 中華人民共和國(guó)城鎮(zhèn)建設(shè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) CJ/T 120—2000  給水涂塑復(fù)合鋼管

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