• 重型机械动态信息:世界焊接钢管涂层技术进展
  • 发布时间:2018-07-23 16:59 | 作者:采集侠 | 来源:网络整理 | 浏览:
  • 一、涂层的目的和涂层钢管   为了防止腐蚀,提高输送效率以及保证输送饮用水质理,近年来,国际上钢管涂层技术进步很快。钢管涂层分内壁涂层和外壁涂层两种。根据用途和使用环境选择涂层材料。大直径钢管的涂层材料推荐内壁用溶剂型合成树脂(主要是环氧树脂)与砂浆内衬 。前者用于管线管、水道管,后者主要用于水道管。外壁涂层主要是沥青涂覆,聚乙烯包覆,环氧树脂包覆等(用于管线管),还有富锌漆或焦油环氧化物等用于管桩。最近在海上打下管桩也开始用聚乙烯包覆的钢管,这是由于聚乙烯包覆在耐蚀性及抗海洋生物附着性方面性能良好,并可降低生产成本。   管线钢管内壁涂层的目的有二:一是耐油气腐蚀,二是提高流动效率。由于钢管内表面粗糙度大,涂层可降低介质流动阻力以降低动力消耗,降低输送成本并可增加压泵站间距,以节约工程投资。   水道管内壁涂层除提高流动效率外,当输送自来水时,可不降低饮用水质量,不致溶解锌等杂质污染供水。一般大直径内壁涂砂浆,小直径管在镀锌后涂塑。   钢管桩用管可不内壁涂层,外面涂层用以提高耐蚀性。   油井管内壁涂层系提高耐油、气体的腐蚀性,外面涂层也为了耐蚀。   包覆材料种类共有天然树脂类、溶剂型合成树脂涂料类、合成树脂类、无机物类(水泥矿浆)和金属类(镀锌,镀铝,镀锌铝Galfan合金)等。   二、外壁涂层   1.性能要求   由于涂层钢管在工厂生产后要经过发货、输送、保管,而后铺设在土中或海底,所以除防蚀性能外,还要求各种物理强度。   (1)耐冲击、耐磨损性,以防止涂层受外伤造成缺陷处会集中受到腐蚀。   (2)压力硬度。埋设在土壤中的涂层漆膜会不断受到土壤压力的压迫,因此漆膜的压力硬度很重要。   (3)绝缘电阻。电阻值居高可降低电镀防蚀费用。   (4)耐阴极剥离性。如果涂层漆膜缺陷连接起来会出现以漆膜缺陷为中心的剥离现象,这称为阴极剥离现象,其出现原因是由于管线绝缘电阻低下。   (5)粘着性。在各种环境中长时间保持漆膜的粘着性。   (6)在不同环境下的安全性。对70~80℃或接近100℃的高温到-40~-50℃的超低温的广泛温度环境下的耐久性提出了要求。   (7)漆膜的拉伸强度、延伸率、可抗性、在铺设现场焊接部位的修补性、漆膜本身损伤也要易于修补。   2.涂层材料的发展方向   管线管涂层以前是采用沥青或煤焦油等沥青质材料,但由于①绝缘性差;②低温时耐冲击性能降低;③高温时硬度降低等这些性能上的缺点,还有加工时产生臭气及烟尘等污染环境问题,所以试用了合成树脂。   50年代时美国共和钢公司最新采用了聚乙烯的挤压金属覆层法,聚乙烯较之沥青质材料在耐冲击、硬度等物理性能方面优越而且由于化学性能稳定,表现出长期的、连续的、优越的防蚀性能,现已在日本、欧美及中东诸国广泛使用,但其耐势性以略低于80℃为使用界限。为弥补上述缺点,开始了可用于100℃环境温度的环氧化物粉体涂层。近年来,在美国等地区埋设用管线管上使用,其数额有逐年提高的趋势。为开发适合于更为广泛温度范围内的涂层材料,进行了如丙烯、尼龙及聚乙烯覆层的研究在-40℃低温条件下也表现出优越的性能,而环氧粉体履层在耐冲击性、而弯曲性上欠缺一些,没有在这种低温下使用的实绩。   用于海底铺设的覆层钢管重要的是要与混凝土有良好的附着性,可将聚乙烯覆层加工成花纹状,而环氧树脂粉体复层和混凝土附着性则较差。   3.涂履技术   (1)聚乙烯涂层(3PP)和聚丙烯涂层(3PE)   聚乙烯用挤压机并经加热熔化后通过摸挤出卷在钢管上。后经改进本身接合性和不同材料粘着性成为改进型聚乙烯。实际使用的聚乙烯涂层结构为:   底涂料:液型环氧树脂及环氧树脂喷雾。   接合层聚乙烯:用改进型聚乙烯。   防蚀型聚乙烯。   聚丙烯涂层的结构原理同上。   (2)用静电粉体涂履方法进行,钢管和焊枪之间施加高电压,将从焊枪出来的带电环氧树脂粉体吹洒到预热了的钢管上(预热到220~250℃)附着、熔化、硬化而形成涂膜。涂膜厚度一般为0.3~0.4mm,约为聚乙烯涂层的1/10。   这两种涂层技术中,美国大多采用第二种。认为价廉物美。第一种方式在日本使用较多,但有用户认为其底层厚度无法检测即无法控制较少采用。   三、内壁涂覆   我国珠江钢管公司购置的两条涂履钢管线中一条为单层FBE法,一条为三层PE/PP法。   1.水泥涂衬   水泥砂浆由高牌号硅酸盐水泥配以砂(细粒、中粒和粗粒)及水搅拌或砂浆后送往水泥涂衬机,常用方法为离心法(该法涂敷的水泥内衬表面光滑,均匀平整,与管壁的结合强度好,不易脱落且生产机械化程度高)钢管在水泥涂衬机中有对中、布料、离心和倒水四个工艺步骤,涂敷完成后进行养生达到规定强度后再磅成品堆场堆存。   2.A.T.O金属陶瓷防护涂层   当钢管用以输送海水等腐蚀性强介质时,喷涂剂可用自动行走的内管旋喷器喷向管内壁(事先经喷砂处理)可在常温下成膜。这种涂层防腐性能良好,可提高安全运行时间。   3.火焰喷涂EAA工艺   EAA系乙烯——丙烯共聚物,火焰喷涂工艺系统主要由空气压缩机,干燥冷冻过滤器,粉末熔化及输送系统,氧气燃气输送系统,喷枪和控制系统以及喷砂除尘系统等组成。工作表面喷砂处理后经表面预热,粉末状的EAA由压缩空气输送至火焰喷枪EAA粉末在喷枪里充分熔融后均匀地喷涂到表面上,涂层厚一般为0.3~0.5mm。   4.压送涂履工艺   用干净的压缩空气将塑粉(聚乙烯或聚丙稀)压送到已加热的钢管内,使钢管内装满塑粉,由于钢管温度在260~320℃之间(由塑粉要求的性能决定),填装塑粉后钢管温度下降到230℃左右时,将未熔融于钢管壁上的多余塑粉用压缩空气吹出再重复使用,此法仅适用于φ76mm以下细长钢管,也可用于φ6.75mm、长6~12mm钢管,膜厚1~3mm之间。   此外,管内壁亦可用静电环氧树脂粉体涂覆工艺进行。用于管外壁挤压包复法(三层)不适用于管内壁。   四、展望   近年来钢管涂层技术发展很快,有以下几个特点   1)钢管涂层已成为钢管生产的一部分,大都在钢管厂兴建涂层工段,不再仅是管道施工作业的一部分,这对钢管涂层技术的发展有很大促进作用。除前述我国珠江钢管公司新建涂层工段作为钢管厂生产工段外,俄罗斯马格尼尔斯克钢铁公司新建φ530~1420mm螺旋焊管机和伊若尔斯克钢管厂建设φ1420mm直缝焊管机都配套建设涂层工程。   2)新建涂层工段大多趋向于建设三层PE/PP涂层管线,如前述俄罗斯两钢厂均采用此工艺,俄国建设和管理天然气干线的总公司亦推荐采用此工艺。但也有些厂家赞成采用环氧树脂粉体涂履工艺,认为它价廉物美。   3)新的涂履工艺不断开拓和发展,但共同的趋势是为了提高输送钢管寿命,提高输送效率,保证安全运行,必须采用钢管涂层保护,只是根据不同的用户要求采用不同的工艺并不断开拓新的方法。(来源:)

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