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大口径涂塑焊管防腐性能强的依据

    输水用大口径焊管涂塑后防腐性能强,使用寿命可延长10多倍;卫生性能好,不混生细菌,塑料涂层不吸水,也不溶解出有害杂质,可以保持输送水质的纯净度,达到饮用卫生规定的标准;输送阻力系数小,有良好的防脂防结垢能力,在一般情况下比用同口径的钢管输送的流量大10%一20%,输送动力消耗降低15%以上ma目前经济发达国家许多输水管材已采用涂塑钢管,美国铸铁管材公司已建成大型焊管生产线,配有涂层系统,可以生产直径至3 658mm,长达25m的大口径焊管,主要用于供水系统、废水处理和水力工程等方面。日本水道钢管协会还制定了粉末涂层钢管的标准,对涂塑钢管的质量作了详细的要求。
    我国虽已建成数条大口径焊管生产线,可以生产X300一2 300mm的焊管,但尚无配套的涂层设备,大口径钢管涂塑还处于试制试用阶段。为此,本文将对输水用大口径焊管的粉末涂塑技术加以介绍,以期促进我国钢管涂塑生产的发展。



1涂塑钢管的预处理
    为了保证钢管涂层的质量,钢管涂塑前应将其表面的氧化铁皮、油污、灰尘等彻底清除干净。表面处理采用内喷外抛丸的机械除锈方法,不仅可以明显提高涂层结合力,且避免了对环境的污染。
    钢管表面预处理采用国际先进标准—瑞典的SISO 55900 Sat 1 /2标准。喷丸后的钢管表面应呈银灰色,微观呈凹凸状,粗糙度达到40一60}A,m ,一般选用a一120号钢砂。
    钢管外表面抛丸处理是在抛丸机上进行的。钢管通过抛丸机时,一边前进一边旋转,钢砂由压缩空气循环供给,依靠叶轮旋转产生的离心力使钢砂以很高的线速度抛向钢管外表面,可以彻底清除钢管表面的氧化铁皮和锈斑,达到标准要求。
    钢管内表面喷砂处理也是在专用设备上进行的。将钢管倾斜地放在辊架上旋转,喷砂头以一定倾角伸人管中,一边喷砂一边移动,钢砂呈螺旋状喷射到钢管内壁,喷出的钢砂从钢管较低的一端回收,由压缩空气循环供给,重复使用。
    弯头和管件喷砂处理在喷砂室内进行,手工操作。将弯头和管件放在车上推人喷砂室,操作人员戴好防护工作服及供氧面罩,逐件进行喷砂处理。
    钢管预处理后应使用干净的压缩空气吹去表面的砂粒和浮尘,并逐根检查,不允许残存氧化铁皮、锈迹、油污等。同时还应检查钢管有无裂纹和夹杂缺陷。用肉眼或放大镜观察,并用样板对照,不能用手触摸。
    预处理后的钢管和弯头应采用专用吊钩或无油污的钢绳吊运,支撑物也应垫上干净的垫铁。
    预处理后的钢管应在12h内完成涂塑,否则应重新进行喷砂处理。

2钢管涂塑2. 1涂塑原理
    钢管涂塑采用粉末熔衬法,即将预处理过的钢管加热到适当温度,用流动浸塑或内喷外撒方法将热塑性粉末涂料熔衬于钢管表面上,形成0. 8一3mm厚的一层耐腐蚀、卫生、结合力强的塑料涂层。

2. 3涂塑工艺
    输水用大口径焊管的涂塑工艺为:预处理钢管~预热。粉末熔衬弓冷却一检查一修整一包装。2. 3.,钢管预热
    涂塑钢管的预热可以采用燃气加热,也可以采用电或油加热,还可以采用远红外丝加热。对于口径较大的焊管,适宜用油或燃气热风循环步进式加热炉加热。
    钢管加热炉的设计要求:①温度应达到400`C ,炉内温差应不大于110`C;②各部分温度应能自动控制;③保温效果要好,节能,热效率高;④实现机械化,钢管进出炉自动,达到一定生产能力。
    钢管涂塑的温度一般在180 } 250℃范围内,且随着钢管壁厚的增加而降低。钢管加热后用测温笔测定温度。为了保证涂层的均匀性,钢管各处的温差应小于士5 `C,对于不同直径、不同壁厚的钢管均有一个最佳温度{”。2. 3. 2钢管涂塑
    钢管涂塑根据使用要求分为内涂、外涂及内外涂三种形式。输水管道一般需要内外涂,也有只涂内表面的。
    钢管加热后应及时输送到涂塑机上,如果只要求内涂,则可根据管径设定给粉量,由钢管中间向两头同时喷涂;如果只要求外涂,则采用旋转浸塑或散布法涂履外表面;当需要内外涂时,则在浸涂外表面的同时进行内喷涂。对于弯头和管接手,则需在专门的流化床内旋转涂覆。2. 3. 3涂塑钢管的冷却
    钢管涂塑后,粉末涂料很快就熔融流平于钢管表面。由于输水管道的壁厚和口径较大,热容量也大,涂塑后又降低了散热速度,因此需要较长时间才能冷却。为了提高生产效率,加快涂塑钢管的冷却,可以采用风冷或水冷。水冷可以提高聚乙烯的结晶度,增加表面光泽,但水冷时间要控制得当,避免产生气泡和局部缺陷。2.3.4涂塑钢管的修整、运输与安装
    钢管涂塑后需要修整,特别是连接法兰处和大口径钢管端部留作焊接的部位,涂塑时难免不整齐,应进行修整。对局部碰伤处,也应作修整。
    涂塑钢管的吊装应使用专用吊具,运输过程中应加垫,防止碰伤。
    一般情况下,口径大于800mm的涂塑钢管采用焊接连接安装。安装时先将接口焊接好,打磨平,清理干净,然后用火焰喷涂法补涂接口处,或用聚乙烯带缠包。对于口径小于800mm的涂塑钢管,采用法兰连接,连接处应加防漏衬垫,保证接口处密封牢固。此外,涂塑钢管的安装使用还应注意其随气温变化的伸缩量,并采用相应的补偿措施。

3. 5扁平试验
    在试验管任意部位切取长SOmm以上的管段,在常温下夹在两块平板之间,使平板间距逐渐压缩成管外径的2/3,观察涂层,应无裂纹起皱现象。3. 6冲击试验
    从试验管任意部位切取长100mm的管段,在常温下用质量为6. 3kg的钢质重锤从1 OOOmm的高处落下,进行冲击试验,观察涂层,应不出现裂纹破碎现象。3. 7溶解试验
    为了确保涂塑输水管道输水水质的卫生性,对管道内涂层应作溶解试验,按JWWAK132一1996水管用聚乙烯粉末涂层钢管标准进行检验。
    从试验钢管上切取一定长度的管段,将其放人流速不超过Sm /min的洁净水中冲洗1h,然后将一端用经水洗的聚乙烯涂膜包裹的塞子堵住,以适量的试验水将管子洗刷一次,然后装满实验水,管子的另一端用同样的塞子密封,在常温下静置24h,这种密封的水就是试料水。
    另外,将试验用水装满容积为1L的硬质玻璃瓶,密封,避光,与试料水置于同一场所静置24h,把它作为对照,以便检验比较。
    按上述方法作溶解试验,其结果:试料水的浊度在0. 5度以下,色度在1度以下,过锰酸钾溶解量在2mg/L以下,残留Ce的减少量在0. 7mg/L以下,气味无异常。3. 8耐化学腐蚀性能
    聚乙烯涂层钢管的耐化学腐蚀性能见表

4大口径焊管粉末涂塑的发展前景
    从使用性能看,涂塑钢管与水泥管、铸铁管、镀锌钢管相比,具有以下优越性:①强度高,韧性好,易成型,不易开裂,管道维修量少;②耐腐蚀,不仅耐一般水介质的长期腐蚀,而且耐酸、碱、盐溶液和有机介质及土壤的腐蚀,从根本上消除管道腐蚀的危害,使用寿命可达40--50年;③卫生,塑料涂层不吸水,也不溶出有害杂质,保持了输送水的纯净度;④输送阻力小,降低了输送能耗。’
    从环境保护看,钢管粉末涂塑生产过程没有废渣、废液、废气排放,不会污染环境,且材料利用率达99%以上;在使用过程中耐腐蚀,寿命长,不会产生有害杂质,可保持输送流体特别是饮用水的质量,所以,使用涂塑钢管有利于生态环境保护。
    由上观之,输水用大口径焊管粉末涂塑技术的市场前景广阔,并且随着我国涂装设备的设计制造、涂塑工艺的研究以及涂塑原料国产化水平的不断提高,其应用范围必将越来越广。