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大口径涂塑钢管厂家关键技术透底

来源:http://www.81929.net/article/2019124220.html

我国天然气管道目前正是一个空前的建设时期,‘’西气东输"T程从新疆至上海运趾达4 167km}规划进口天然气管道3条:俄罗斯西伯利亚至北京全长4 091km,其中我国境内2 131km;俄罗斯萨哈林到沈阳全长2 420km,其中我国境内l 940km;俄罗斯西西伯利亚或中亚土库曼斯坦至上海全长约7 500km,我国境内约4 400km。这3条输气管道总长约14 OOOkm,我国境内约长8 100km。还有全国天然气网,需涂塑焊管量将更大,所需管径660一1 420mm。采用管道输送天然气时,按世界其他国家统计数字看,天然气价格中运价占40%一50%,甚至更高。提高天然气管线的防腐蚀性能,增加其使用寿命,提高管路内壁光洁度,减小阻力增大流量,降低动力消耗,对降低天然气输送成本极为重要。国外在输气管道上多采用涂塑钢管,其内涂采用环氧塑膜,外涂采用环氧和低密度聚乙烯两层塑膜,技术上已较成熟。但我国至今尚未采用过,生产此类涂塑钢管的生产厂家也极少。本文就这方面问题做一些探讨。

1、内涂层为改性环氧塑膜
    天然气输送用焊管内壁的粗糙度对天然气的流量有极大的影响,根据流体力学管道流动阻力沿程公式.即

    如果不涂塑膜的焊管内壁绝刘粗糙度为33}.,m.而涂改性环氧塑膜焊管内壁绝对粗糙度为0. 3 } m }.沿程流体阻力h,和钢管内壁的绝对粗糙度呈I }:比关系,因此内涂改性环氧塑膜可以大大减小天然气流动的阻力,、山公式看出,在相同条件下,流体阻力小.则输送的气体体积多。

    天然气的主要成分是CHa, C,Hb, C3H:等,这此可燃气体对钢管内壁有一定的腐蚀作用。为增加钢管耐腐蚀性能,内涂改性环氧塑膜也是十分必要的改性环氧塑膜和焊管的枯结力极强,在天然气气流的长期冲刷下,不剥离,不开裂,不老化.其化学稳定性好,塑膜硬度高,耐磨损,防微生物滋生等优良性能大大提高了输气管道的质量

    天然气输送用管道所经的线路中有黄土、岩石、沙漠、煤矿、湖泊、沼泽,跨越黄河、长江等。这就要求钢管外壁有较强的防腐蚀、防老化的保护措施。国外采用钢管外壁先涂一薄层环氧树脂塑膜,再用一种粘结剂粘结一层较厚的LLDPE蛆膜。为了防止地层中流沙对钢管的冲刷及管路产生滑动,在LI,DPE塑膜上再加一层颗粒状的LLI)PE,使管路避免因冲刷而变形扭曲。

2、生产天然气用涂塑焊管的关键技术工艺2. 1焊管表面的前处理
    天然气输送用涂塑钢管多为X660一1 420mm的大日径直缝焊管(或螺旋焊管)。为提高塑膜的枯结力,焊管应进行喷丸处理。新上生产线厂家多设计钢管外喷丸专用设备和钢管内喷丸专用设备、笔者认为这样的专用大型设备制造费用高,实际使用过程中虽有自动化程度高的优点,但其喷丸效率和喷丸质量均不太理想,包括一些进口设备也是这样,有时达不到瑞典5150 55900 Sat1l2标准的要求,且故障率高,喷后返修率也高。对于大CI径焊管喷丸处理,甚至一些人工费用高昂的工业化国家的厂家,也采用建喷丸室人工进行喷丸、结合我国国情和人工喷丸处理的实际效果看,大日径焊管喷丸还是采用人工喷丸的好,当然应对操作者进行必要的安全保护。

由于大u径钢管长达12m以上,重量可达数吨,因此喷丸室要建造的足够大,且要有搬运钢管的运输小车和旋转支架,喷丸室内部四壁应铺设10 -- 15mm厚橡胶板,门开关方便:门关闭后应有较可靠的密封,以防止钢砂溅出伤人喷丸室内还应装有钢砂收集、过筛及提升到喷丸机的装置。室内要有足够亮度的照明灯并用防弹透明罩保护。操作人员进人喷丸室要戴好供氧防护面罩,穿好防护工作服。一般只准1人持喷枪进人喷丸室,以免发生危险。钢管在旋转架L边转动边喷外壁。内壁喷丸时,操作人员爬(坐)在管内小滑车一,钢管仍需转动,小滑车则在管内径向滑动保持水平,轴向匀速后退直到完成钢管内喷丸过程。喷丸室还应设置观察窗,室外人员随时观看室内喷丸人员的工作情况,发生问题及时处理,以保证喷丸工作顺利进行。

    在选用设备时,喷丸机和空气压缩机要足够大,并能配套使用,以免喷丸时气压及流量不足而中间停工。可专门设计喷丸机或采用铸件清砂用的喷丸机。
    为保证喷丸后钢管表面粗糙度在30 - 50}m.应选用a一t20号钢砂。钢砂太粗大,喷丸后钢管表面粗糙度大于50t}.m而环氧塑膜较薄(一般在80一100wm),个别毛刺太大,容易使塑膜光洁度降低且防腐蚀能力差。钢砂太细,则既浪费钢砂义降低生产效率,而且钢砂重复使用率低,增大了牛产成木。
    钢管喷丸后的表面应全部达到SISO 55900 Sat1/2标准或更高。检验方法采用和标准样板对照法。熟练后一般用肉眼观察管壁全部显出银灰色金属光泽,氧化皮、锈迹、油污、灰尘等污物全部去掉,用放大镜观察可见粗糙的活化面和细小毛刺。为看得清楚,检测时要用大于200 W的检查灯。检测时不得用手模管壁,避免毛刺刺伤手指以及手指污染管壁。在运转过程中也不得污染活化面。检测后i2h内必须进行涂覆,否则应重新喷丸。

    焊管质量按有关标准检测后,确定其钢材质量、规格尺寸及各项物理性能全部合格,转入喷丸室进行喷丸处理后,再进行静电喷涂,在静电喷涂室内焊管全部表面(内外壁)涂一层环氧粉末,然后进人固化炉加热固化。此涂层约为801001x m ,固化温度一般为180一26090根据塑粉的特性选择合适的温度),保温时间为30min。固化出炉后立即用挤压包覆法进行涂覆,挤压包覆机的双槽口模:一个槽口供应聚合粘结剂;另一个槽口供应低密度聚乙烯塑膜带,对涂有固化后的热环氧塑膜的焊管外壁进行包覆。此涂覆法的焊管外表面为2层塑膜即环氧塑膜加线性低密度聚乙烯塑膜。

    这种生产方法只用1套生产设备,即幕帘散布涂覆机。此设备既能进行钢管内表面涂塑,又能进行钢管外表面涂塑,且可涂不同的塑膜。幕帘散布涂覆机上装有内喷涂枪和相应的装置。需指出的是,为保证钢管内表面环氧粉末喷涂均匀,不同直径的钢管应选用不同型号的多头喷枪嘴,其原则是喷枪嘴距钢管内壁表面应为200 -300mm。在喷粉过程中钢管在旋转架上匀速转动(3一Sr/ruin),喷枪头随喷枪管边喷塑粉边匀速后退,直到钢管内壁全部喷完。上述过程均能自动完成。内喷涂完成后约30s,钢管即可趁热进人固化炉中加热固化。为适宜钢管外涂LLDPE,在选用改性环氧粉末涂料时,应考虑到其固化温度最好在230 } 300}C,这样在固化保温30min后,钢管温度正好达到涂LLDPE的温度,这时出炉后即可放在幕帘散布涂授机上进行外涂LLDPEo所以尽管这种涂覆法有二次加热,但所耗热能却和上一种方法差不多。而环氧树脂塑粉固化温度在23。一300℃的塑粉涂料是改性涂料,固化后的各项性能要比固化温度低于230:的涂料好,风其价格较低。

    第种生产工艺,因在静电喷涂室完成内涂覆,而静电喷涂法在喷涂内面时,外面也全部涂覆,虽然其涂层薄且较为均匀,但对于焊管,尤其是大口径焊管的焊缝处会出现减薄甚至露底现象。虽然静电喷涂前焊管不必加热,但环氧涂层固化时仍需加热和保温,而外面包覆时,包覆机对钢管仍需加热,其耗电量也较大。另外这种涂覆工艺占用2套设备,厂房面积大,设备投资多,耗电高,生产成本也高,外壁环氧涂层必要性不大也无法检测其质量,在其上面包覆LLDPE塑膜粘结力也差,尤其是焊缝处。
    第二种生产工艺,因内、外面涂覆是分别进行的,内涂改性环氧树脂塑粉可以单独进行,不影响外壁。虽然要加热才能涂覆,但涂覆后立即进人固化炉,升温很快,节省能源。至于内喷涂的均匀性问题,只要处理好喷枪头即可。显然,这种生产方法因为只用1套生产设备,故而厂房、设备投资少,生产成本低,外壁直接涂LLDPE粘结力强,加厚和加颗粒(防滑)方便。
    根据我国天然气的成分和管路所经的地质条件,两种涂覆方法所生产的涂塑焊管,在其他条件相同的情况卜,其使用寿命和输送天然气的能力,第二种方法生产的涂塑焊管更有优势。