鋼管制造工藝
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摘要：目前市場上對大口徑涂塑有較大的需求，而以現有的技術條件其制造成本極高。通過開發專用涂料，實現了常溫制造涂塑（彈性體）鋼管。其工藝主要特點：降低了鋼管表面處理要求、無需對鋼管進行加熱處理、無需大型機具。口徑在ø10-3800鋼管均可實現內外涂塑，產品超過國標要求。該技術填補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。
關鍵詞：涂塑鋼管制造工藝常溫大口徑
manufacturingtechniquesoftheplastic-coatedsteeltube
undertheroomtemperature
abstract:thebigcaliberplastic-coatedsteeltubehasagreatneedinthemarketrecently,howeverthecostisveryhighwiththeexistingtechnology.thedevelopmentofthespecialpaintmakesthemanufactureoftheplastic-coatedsteeltubebepossibleundertheroomtemperature.thistechniquerequireslesstreatmentonthesurfaceofthetubeandneedlessnessofheattreatmenttothetube,inaddition,thereisnoneedoflargemachines.tubeswithcaliberaboveφ10-3800canbepaintedbothinsideandoutside,productsreachthenationalstandard.thistechniquesmeetsthedemandoftheofthesteeltubeofbigcaliberpaintmold.thecoatcontainsnontoxicandelasticpaintwhichisoflowwaterresistanceandwhichschlepsrustandguardagainstrustandwhichisofthevirtueofkeepingcleanandunpoisonous,alsoitcandepressthegrowthofthelichenandwormeffectively.
keywords:plastic-coatedsteeltube;manufacturingtechniques;roomtemperature;bigcaliber
1．前言
鋼管在傳輸介質時或置于大氣、土壤等自然環境中，管壁都會經受不同程度的腐蝕，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都不允許管壁腐蝕而影響傳輸介質受到污染，鋼管壁防腐防護成為關鍵技術問題。涂塑鋼管就應運而生，目前國內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）和環氧（ep）。但它們的施工要求高，工藝難度大，品質控制不易，設備投資大，嚴重影響涂塑鋼管的推廣與應用，而且國內目前只能生產口徑小于ø250mm的涂塑鋼管。在常規生產工藝中噴砂過程產生極大污染且對人體造成傷害，而加熱過程能耗極大，造成大口徑涂塑鋼管無法生產。為有效解決大口徑涂塑鋼管生產難的問題，制作工藝專家組首先從涂層材料上著手，研制并應用了彈性體帶銹防銹涂料，再引入防腐及衛生性能較好的防護涂料。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難點及制造工藝進行了系統的介紹。由于外管的噴涂工藝比較常規，本文就重點介紹管內處理及噴涂的工藝。
2.1技術難點的突破
常規制造涂塑鋼管的方法，首先需要對鋼管進行噴砂除銹處理，其污染較大且工藝復雜。常溫涂塑(彈性體)鋼管采用了金屬防腐中最前沿技術，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、無毒、可噴涂、防腐性能好等。
另外，常規的涂塑鋼管是通過對鋼管高溫燒成，靜電粉未噴涂來實現涂料對鋼管內壁的良好附著。因此，選擇內噴涂材料的時，須考慮到：附著力強、無毒、耐磨、耐沖擊、耐各種化學腐蝕、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如表2.1。
表2.1涂層主要性能指標
fig.2.1filmmainperformancefigure
性能
指標
檢驗方法
衛生性能
實際無毒
gb/t17219
附著力(拉開法，mpa)
5
gb/t5210
柔韌性
過0.5mm棒
gb/t1732
耐沖擊力
50(cm·kgf)
gb/t1732
耐磨性(750g500r失重mg)
50
gb1768
耐酸性ph=1hcl
大于50天
gb/t1763
耐堿性ph=14naoh
大于50天
gb/t1763
耐鹽水性(3%nac1300c)
1000小時無變化
gb/t1763甲法
耐汽油(90#)
50天浸泡δv＜0.8%
gb/t1734
耐鹽霧性(3%nacl)
1000h無變化
gb/t1771
耐水性(0.3mpa30min)
一等品
jc500-92
2.2涂塑鋼管的制備工藝
2.2.1鋼管表面的預處理
對于新舊鋼管，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。即達到手工除銹st2或電動除銹sa1級要求即可。如鋼管表面有油污，可用丙酮清潔表面。
2.2.2涂料的噴涂
噴涂設備包括：空壓機、無氣噴涂機、管內牽引機構等。動力裝置為空壓機，采用無氣噴涂機及管內牽引機構將帶銹防銹底涂噴涂于鋼管內壁，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。整個涂膜總厚度約200微米。整個噴涂設備造價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量，涂層表面應均勻，涂層的最小厚度要達到150微米，平均厚度應在180微米以上。
2.3不同涂塑鋼管制造工藝對比
與聚乙烯和環氧涂塑鋼管工藝對比，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；另外，無需對鋼管進行加熱處理，在常溫下即可噴涂。做到了施工方便，減少污染，節耗能源，可現場施工，造價較低，并且性能優異，完全滿足工程需要。其工藝流程對比如表2.3.
表2.3各類涂塑鋼管工藝比較表
fig.2.3processoftheplastic-coatedsteeltubecomprison
性能
指標
檢驗方法
2.4不同涂塑鋼管性能對比
聚氨酯涂層不僅性能優異，而且體系全部采用了彈性體涂料，具有涂層薄、防腐能力強、阻力系數小、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。涂層質量按cj/t120-2000[1]進行檢驗，完全超過國標要求，不同涂層性能指標對比，結果見表2.4。
表2.4涂層性能指標比較
fig2.4filmperformancefigurecomparison
項目
聚乙烯
環氧
聚氨酯
厚度
1.5mm
300mm
200mm
針孔試驗
1500v不發生電火花擊穿現象
1500v不發生電火花擊穿現象
4000v不發生電火花擊穿現象
附著力
≥30n/10㎜
涂層不發生剝離
5.5mpa
彎曲試驗
過f2mm棒
過f2mm棒
過f0.5mm棒
壓扁試驗
涂層不發生脫落，斷裂
涂層不發生剝落，斷裂
涂層不發生脫落，斷裂
沖擊試驗
涂層不發生脫落，斷裂
涂層不發生剝落，斷裂
涂層不發生剝落，斷裂
衛生試驗
符合gb/t17219要求
符合gb/t17219要求
實際無毒級
2.5工程應用實踐
大口徑涂塑(彈性體)鋼管近期在深圳水務集團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用，效果非常理想，完全達到《給水涂塑復合鋼管》國家標準cj/t120-2000的要求。
3．結論
3.1常溫涂塑(彈性體)鋼管與用聚乙烯和環氧涂塑的工藝相比，主要工藝特點是：無需噴砂除銹，清除浮銹即可施工；無需對鋼管進行加熱處理，常溫即可噴涂施工；施工機具簡單，可現場施工。
3.2常溫涂塑鋼管解決了國內大口徑涂塑鋼管生產成本極高的情況，填補了國內ø250mm以上直徑涂塑鋼管的空白。
3.3經大量的試驗研究證明，常溫涂塑鋼管應用于自來水工程，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的大量滋生，有利于保障居民二次供水的質量。
3.4常溫涂塑鋼管的涂層薄，阻力系數小在0.0082以下，過水流量可大于普通涂塑鋼管，也有利于節省能耗。
3.5常溫涂塑鋼管的防腐防護能力極強，可用于酸、堿、鹽、海水、石油化工等復雜環境，涂層可耐180℃高溫且高溫下體積變形極小，耐磨性也極強。因此，也可用于輸送含固量較高的流體物質。
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，可適應不同情況下的應力變形。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。常規涂塑鋼管，在卡箍連接方式中經常會脫落，現場又無法修補。
參考文獻
【1】中華人民共和國城鎮建設行業標準cj/t120—2000給水涂塑復合鋼管
