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杨磊细长钢管内壁涂塑工艺

来源:http://www.81929.net/article/2020418283.html

    钢管普遍应用于人们生活和国民经济各个部门,由于钢管的内外壁不可避免地与各种环境和介质接触,因而较容易遭受腐蚀。钢管外壁的防腐还比较容易解决,比如可以涂敷高性能的防锈涂料等。但钢管内壁的防腐就比较困难了。
    80年代以后,随着各种复合材料的问世,出现了一种新型的复合钢管,这就是目前化工行业使用的衬塑钢管,它是将厚3mm的塑料管套人经过化学清洗的钢管内壁,利用二者之间膨胀系数的差异,经吹胀或挤压处理紧固“吻合”而成。但是这种工艺对于管径太大或者太小的钢管都不适应,特别是细长的钢管会因而大大缩小管径,容易出现吸瘪现象造成管道不通畅。
    为解决细长管的内壁防腐问题,我们经过几年研究,终于试制成功了内壁涂塑钢管,其涂塑层厚度为0.3mm,是衬塑管壁厚的十分之一。它不仅适用于无缝钢管,还适用于焊接钢管,经上海自来水公司几年试用,证明可以解决城市供水管道的防腐和防结垢问题,完全适用于城市管路系统。

     制备涂塑钢管的工艺,就大口径管道而言是并不困难的,例如口径在100mm以上的钢管,可以采用旋转式内喷枪或者钢管与喷枪相对旋转的方法,以热喷涂工艺,将塑料粉末涂敷到管壁上·。但对于小口径钢管,这种方法却行不通,涂敷} 20~以下的管材、难度就更大。
    为此我们从装备上着手,设计了一种特种装置,将真空射流工艺与热喷涂有机地结合在一起,解决了细长管内壁涂塑难题。经过生产应用考核以及对涂塑钢管的性能测试,证明该项工艺完全能解决细长管道的内壁徐塑问题。
    现将涂塑钢管的制作工艺介绍如下。
  毛坯钢管首先要经过脱脂除锈,清洗干净后作磷化处理.磷化层按国家标准检验,这是保证塑料涂层附着力极为关键的一步.
    将预处理后的管坯放入预热炉中加热到一定温度,使塑料粉末在接触管壁瞬间就能附着熔化.预热温度根据塑料粉末的品种而定,聚乙烯粉末一般可控制在250℃左右,环氧粉末类一般在180℃左右。预热温度还与热容量有关,口1豹寺别大的管坯预热温度还要高一些。实际生产中,一般只注意到预热温度,其实掌握好保温时间也很关键.保温时间与热容量有关,热容量大的,保温时间要长些,通常宜控制在20一30min之间。或者可以按粉末生产厂家的要求来确定预热工艺。
    利用流化床将充分流化了的粉末,通过真空射流方法使粉末迅速通过管道并吸附于管壁,多余的粉末进人回收装置。
    将涂塑后的钢管放人塑化炉再次加热,使附着的塑料粉末充分熔融展平,冷却后形成一层厚薄均匀、结合紧密、表面光滑的塑料涂层。通过工艺参数控制涂塑层的厚度在0.3 } O.Smm之间.
      涂塑管一般都直接暴露在大气中应用,
  因而对其外壁也必须采取一定的防腐措施,。有些可涂氯磺化聚乙烯漆,也有些直接涂银
  粉漆。若是城市供水管道则需要镀上锌层,
  镀锌层的质量应符合国家标准。
在距涂塑管管端1/4处(例如6米长的管
子即为1.5米处),切取100~长的管子,沿轴向剖开,观察,其涂塑层应平整光滑,不允许有气泡漏涂或针孔.
    任取1米长的管子,沿轴向剖开,用非磁性测厚仪检测,徐层厚度应在0.3一O.Smm之间,进粉口与出粉口处的涂层厚度差不应超过O.lmmo
    抽取涂塑层样板(120mm x SOOmm)用划针在徐塑层样板上划痕,针刃与涂层成30℃角,戈组出交叉的小方格,间距为1一2mm.切口交叉处的涂层脱落<巧%为合格.
    由于供水管道管件在敷设管道时往往需要弯折,因而必须经过弯曲试验.试验方法是将管子以相当于8D归=管外径)的曲率进行弯曲,观察涂层附着力。涂层不应有脱落或开裂现象.
    切取一段长20mm的涂塑管,将它压扁至相当于管外径1/3的高度,涂塑层不得有脱落或开裂.
    涂塑管兼有塑料管和钢管二者的长处,却又避免了各自的短处.最适用作供水管道。一般城市供水用的管子都是小口径的镀锌管,防腐蚀和防结垢的性能差,使用寿命最长也不超过8 }- 10年,在一些地区甚至只3 -- 4年就开始出现“黄水”(锈蚀).但涂塑管具有下列性能特点,完全可取代镀锌管。

    聚乙烯树脂为合成树脂中最安全的无毒性的树脂,其薄膜制品已广泛用于食具及食品包装.涂塑管内的0.3mm厚的聚乙烯涂层致密完整,将管内壁全部封闭,因而卫生性能与纯聚乙烯管大体相同,几乎没有管道自身的污染。

  涂塑管内壁光滑平整,对水的阻力小,输水能力为同口径镀锌钢管的1.2一1.3倍,而且不会腐蚀和结垢。经测算其使用寿命为镀锌管的3倍,日本报道的资料也证明了这一点。

    涂塑管管体为钢管,因此只有钢管的强度特性,涂塑层同管壁结合紧密,经弯曲、压扁、冲击、冷热交替试验、其涂塑层均保持完好无缺,证明这种管材具有充分抵抗外来机械物理作用的能力.就是埋在有重载车辆行驶的马路底下也完全无妨,这一点经上海管线所试用3年已得到充分证实。

    涂塑管的外径与镀锌管相同,采用螺纹连接,同原有的给水系统中大量使用的镀锌管完全相容,与原来的管路施工一样操作方便,原有的管件维修系统可以继续适用,便于分段逐步更换原先的管系.这一独特的优点,给旧城区的自来水管道改造和更换带来极大的方便。

目前我国城市供水管道都用镀锌管,镀锌管的腐蚀和结垢程度随水质而定。据调查,上海、济南、重庆、珠江三角洲等地区以江河水作水源,加上南方气温较高,管道腐蚀结垢较为严重,用不了二、三年管道就出现流“黄水”现象。结垢还使管径渐渐变小,影响水流,甚至出现断水,给城市居民生活带来很大的不便。我国北方地区,以地下水为水源,水质较好,结垢现象没那么严重,但管内壁仍易锈蚀,同样影响使用寿命,也影响饮用水卫生.

    日本、德国、美国、新加坡等国家,早在70年代就开始使用涂塑管道。尤其在日本,自1970年起,水道局就明文规定禁止使用镀锌管作给水管。近20年来日本的涂塑管产量一直保持13万吨/年;而镀锌管下降至4万吨/年。由此可见,以涂塑管作供水管道具有美好的前景。
    涂塑钢管的价格虽约为镀锌管的1.3倍左右,但涂塑管维修周期长,可以节约维修费用.它输水能力强,结垢少,无需像镀锌管那样用加大口径的办法来保证结垢后的输水能力,可节省钢材和降低造价。所以从整体看,使用涂塑管还是经济的。近几年,涂塑钢管经上海自来水公司和无锡自来水公司试用成功也充分证明它们有可观的前景。