欢迎访问鸿兴皓达涂塑钢管厂家网站!
全国服务热线
0317-3517016
13930768802
热门关键词:
您的位置:网站首页 > 技术资料 > 正文

涂塑钢管3PE防腐多层聚烯烃涂敷工艺

来源:http://www.81929.net/article/2020614303.html

    钢管3PE外防腐系统通过中间层胶粘剂的连接,完美结合了环氧底漆对氧气的低渗透性、与钢管的强粘接性以及抗阴极剥离特性和聚乙烯层对湿气的低渗透性、良好的抗冲击韧性以及低成本特性,被誉为“永不腐蚀的防腐系统”,广泛应用于世界各国的油气输送、输水工程乃至海洋管道工程。
    在常规的3PE侧缠绕挤出工艺中,硅橡胶压辊用来压紧挤出的片材以增强各涂层之间的接触,促进粘连,平滑聚烯烃重叠层,将熔融的聚烯烃推向不规则的表面(包括凸出的焊道)。硅橡胶压辊的效果很大程度上取决于焊道的几何形状。对于凸出较高的焊道或方形焊道.当钢管旋转至压辊时,熔融的聚合物能被压进焊道的前侧,但压辊可能无法提高焊道后侧的接触,导致焊脚处出现空穴。
    在胶粘剂层和聚乙烯层挤出缠绕的过程中,压辊和传动轮胎作用在熔融涂层上的压力使焊道上的防腐层减薄,在水冷过程中传动轮胎的压力继续使防腐层减薄f27。目前国内的3PE工艺普遍采用外部冷却的方法,最外层的PE层最先冷却,然后依次为胶粘剂层、熔结环氧树脂层和钢管管壁。PE层从熔融状态冷却为固态时存在显著的体积收缩率(10%一25 %),在外表面逐渐冷却时,PE层在钢管上产生环向应力。在焊道凸出位置,这个环向应力将会拖曳熔融聚合物形成切线

结构,导致焊道顶部(简称焊顶)防腐层厚度变薄,从而导致焊脚和焊顶防腐层和管壁间产生空穴或不连续。常规3PE钢管截面涂敷效果如图1所示。为60%一70%。

    各国钢管防腐标准对焊道上的防腐层厚度都有要求。埋地钢管在恶劣的环境条件下长期使用,有空穴的焊脚和焊顶最先受到氧气和水的渗透,首先发生腐蚀,在环向应力作用下发生腐蚀扩散。在装卸、运输或填埋过程中若防腐层被划伤,涂层内较大的环向应力易使防腐层沿裂缝撕裂,导致防腐失效。因此,防止钢管焊道上涂层减薄,消除焊顶、焊脚处出现的空穴,减小涂层内的残余应力是提高3PE防腐质量的关键。
    影响钢管3PE防腐层性能的因素较多,如各工序的布局、设备选型、表面质量、加热方式、涂装温度、冷却方式、传动精度、物料特性和检测等,控制不好则会导致涂层粘接力小、过薄、开裂或气泡等缺陷,严格执行规范和科学的作业方法对控制缺陷、保证防腐管的成品率至关重要。
    中国专利CN20071005723b[月.9一种钢管防腐水冷却方法)公布了一种钢管外部环形冷却装置,冷却效果有所提高,但仍然无法从根本上克服外部冷却方法导致的质量缺陷和焊道涂层厚度减薄。指出降低涂层厚度减薄的理想方法是从钢管内部进行冷却。

    美国专利US6270847B1公开了一种钢管防腐内部冷却方法,该方法在钢管内部放人水泵,在钢管转动过程中向钢管内壁喷水,钢管和防腐层的冷却顺序为:钢管、FBE层、胶粘剂层和PE层。钢管传热速度快,可使钢管和涂层快速冷却,同时由于防腐层的冷却过程是从内向外,防腐层在冷却收缩时与管壁的粘接更好,防腐层的环向应力很小,焊道上防腐层减薄很微小,从而提高防腐质量并降低原料成本。但这种内部冷却方法实现难度较大。

    加拿大百韵公司研发了一种完美结合HPCC工艺优点(分级结构均匀涂层)和传统3PE工艺优点(廉价、涂层较厚、力学性能优秀)的新工艺—多层聚烯烃涂敷川。管世伟博士在中石油2008重点管道项目技术与设备高层论坛会上的报告汇川中提及了这种在材料和施工工艺控制上都有所创新的多层聚烯烃防腐系统。下面对多层聚烯烃涂敷新工艺进行介绍。

    三层粉末喷涂过程和HPCC工艺(US5178902)一致,如图3所示。用静电喷涂法依次喷涂厚度>250 wm的环氧粉末、厚度)125 Ea,m的胶粘剂、厚度的PE/PP粉末。



    三层粉末涂层均在钢管的预热下熔结,因粉末层传热较慢,为加速外层的熔结,可在PE/PP喷涂之后布置一个红外线加热器,射线波长为3一10 P,m aPE/PP挤出缠绕过程和3PE工艺中PE的挤出缠绕过程相同,可在“分级结构”的三层粉末涂层上涂敷客户要求的任意厚度的PE/PPa涂敷钢管的冷却采用美国专利US6270847B1公布的钢管内部冷却方法对钢管从内部进行快速冷却,然后再用传统的外部冷却方法从外部对钢管进行冷却,以达到最佳的冷却效果。

    多层聚烯烃防腐系统的涂敷效果如图4所示,红色涂层为FBE,喷涂的胶粘剂、PE层和挤出的PE层之间没有明显的界面,涂层与钢管之间没有空穴,焊道上涂层的厚度减薄很小,约为91.3%。力学测试结果也表明多层聚烯烃防腐系统的抗冲击韧性等力学性能优于常规3PE防腐系统。


 

    多层聚烯烃涂敷工艺和常规的3PE工艺在空间布局上接近,用HPCC喷涂系统取代原有的FBE喷涂系统和胶粘剂挤出系统,利用原有的PE/PP挤出系统,可对现有3PE生产线进行技术改造。