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输水选大口径涂塑钢管预处理检测方法

来源:http://www.81929.net/article/2020413278.html

    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!”。目前经济发达国家许多输水管材己采用涂塑钢管,美国铸铁管材公司己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25 m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。
    我国虽己建成数条大口径焊管生产线,可以生产X300 } 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 - 60一般选用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入管中,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入喷砂室,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。

    聚乙烯粉末涂料是目前钢管涂塑的主要原料,且以线性低密度为主。线性低密度是乙烯和。一烯烃的共聚物!2l,其分子结构和密度有较大变化,它的结构、结晶度和密度介于高密度聚乙烯和低密度聚乙烯之间,虽然也是线性结构,但支链很规则,短支链多,结构通式为

R为C H3, C2H5, C4H等。

    与低密度聚乙烯相比,线性低密度聚乙烯的软化点和熔融温度都提高了5一巧℃,耐脆化温度也提高20一300C,拉伸强度和冲击强度增加近3倍,耐环境应力开裂时间提高数倍。
    聚乙烯粉末涂料一般采用熔融挤出粉碎法生产,其生产过程为:原料+颜料+助剂、混合、熔融挤出、冷却、切粒、微细粉碎、过筛、出成品。
    生产粉末涂料,微细粉碎是个关键,因为热塑性塑料相对柔韧,且随温度升高而变软。以往采用深冷粉碎法,将物料和制粉机用液氮冷却至一100℃以下才能粉碎,成本很高。现今可以采取风水双冷控温粉碎方法,能将各种密度的聚乙烯粉碎成比60目还细的粉末,满足粉末涂塑的要求。

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、冷却、检查、修整、包装。

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4000C,炉内温差应不大于1100C: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℃,对于不同直径、不同壁厚的钢管均有一个最佳温度。

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。

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。

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。

涂塑钢管的性能和检验方法

外观质量
    用目视和手感检查,涂层应光滑、均匀,无伤痕,无气泡,无粘附异物,无对使用有害的缺陷。

涂层厚度
    用电磁显微测厚仪测定钢管任意径向垂直交叉四点,取其平均值。钢管外表面涂层厚度在1. Smm以上,内表面涂层厚度在0. 8mm以上。

气孔检测
    用放电式针孔探测仪逐根检查气孔,对于不同涂层厚度,所选取的电压U按下式计算

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。

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。

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JWWAI132 - 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,将其放入流速不超过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。



    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。