專利名稱：：管道三層結(jié)構(gòu)防腐層的新的涂裝工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及管道防腐層包覆技術(shù)，具體涉及地下管道三層結(jié)構(gòu)防腐層的新的涂裝技術(shù)。
背景技術(shù)：
：目前埋在地下的管道采用在鋼管表面涂裝防腐層，鋼管"三層結(jié)構(gòu)"防腐層包括三層聚乙烯(3PE或3LPE)和三層聚丙烯(3PP或3LPP)兩種，是目前公認(rèn)的最先進(jìn)的管道防腐層，其適用范圍廣、防腐性能可靠。三層結(jié)構(gòu)特指底層為熔結(jié)環(huán)氧粉末涂層(FBE)、中間層為合成膠粘劑(包括a—烯烴與乙烯的共聚物膠粘劑、接枝聚合改性聚乙烯膠粘劑兩類，AD)、外層為聚烯烴(包括聚乙烯，PE;聚丙烯，PP)的管道外防腐層?，F(xiàn)有三層結(jié)構(gòu)防腐層的涂裝工藝技術(shù)包括1、FBE的涂裝將鋼管加熱后(加熱溫度通常為18023CTC)，將環(huán)氧粉末噴涂到鋼管表面，使環(huán)氧粉末涂料熔化、固化而形成底涂層。為了提高粉末涂料的利用率，改善底涂層成膜效果，通常采用靜電粉末噴涂技術(shù)噴涂環(huán)氧粉末底涂層。2、AD的涂裝將膠粘劑粒料投入塑料擠出機(jī)中，膠粘劑經(jīng)過加熱、塑化后，從模具口呈膜片基狀擠出，塑料擠出機(jī)的擠塑溫度一般控制在16021(TC;隨FBE涂裝之后，擠出的膠粘劑膜片纏繞到螺旋行進(jìn)的鋼管上，螺旋纏繞的膠粘劑邊沿相互疊合，在鋼管表面形成連續(xù)的膠粘劑中間層。3、聚烯烴的涂裝將聚烯烴防腐顆粒料投入塑料擠出機(jī)中，物料經(jīng)過加熱、塑化后，從模具口呈膜片狀擠出，塑料擠出機(jī)的擠塑溫度一般控制在18025(TC;隨AD涂裝之后，擠出的物料膜片纏繞到螺旋行進(jìn)的鋼管上，螺旋纏繞的膜片相互疊合，根據(jù)厚度要求，設(shè)定疊合層數(shù)，通過適度的滾壓，在鋼管表面形成連續(xù)而致密的聚烯烴外層。對小口徑鋼管的防腐涂裝，則AD的涂裝和聚烯烴的涂裝常采用環(huán)狀擠出包覆的技術(shù)，即將鋼管直線送進(jìn)，穿過AD和聚烯烴環(huán)形擠出?？?，從環(huán)形?？跀D出的AD及聚烯烴呈管狀包覆到鋼管上，形成三層結(jié)構(gòu)防腐層。但是現(xiàn)有技術(shù)存在以下不足-三層結(jié)構(gòu)防腐層的性能決定于三層材料的緊密結(jié)合，其中AD和聚烯烴因為二者分子具有相同的主鏈而得到很好的熔融結(jié)合。但FBE和AD的結(jié)合則存在一定不足。這個問題產(chǎn)生的原因是現(xiàn)有工藝的局限，F(xiàn)BE和AD的結(jié)合不僅需要二者官能團(tuán)的結(jié)合，而且需要二者表面的微觀嚙合甚至融合。1、化學(xué)結(jié)合方面的制約現(xiàn)有工藝主要提供FBE和AD的化學(xué)反應(yīng)結(jié)合，而這種結(jié)合受到FBE固化程度的影響a、當(dāng)FBE固化過度時，AD才涂裝上去，AD中的酸酐基團(tuán)和FBE中的環(huán)氧基團(tuán)的化學(xué)反應(yīng)數(shù)量下降，AD和FBE表層的化學(xué)結(jié)合不足；b、也可能受到溫度偏低的影響，當(dāng)溫度偏低時(低于190°C，甚至更低)，AD中的酸酐基團(tuán)和FBE中的環(huán)氧基團(tuán)的化學(xué)反應(yīng)能力降低，AD和FBE表層的化學(xué)結(jié)合不足，這種情況在使用低溫固化環(huán)氧粉末時容易出現(xiàn)。2、表面微觀嚙合及表層融合方面的制約FBE粉末在未完全熔化之前，具有很高的粗糙度，但當(dāng)FBE完全熔化、流平后，這種狀態(tài)消失，此時纏繞AD，二者不能夠形成表面嚙合；如果在FBE未充分膠化前纏繞AD，則有可能在AD纏繞作用力的作用下，破壞FBE和鋼管的整體結(jié)合完整性。這種制約使得二者無法建立起有效的表面微觀嚙合及表層融合。上述問題影響到防腐層粘接力，尤其是使得國際GB/T埋地鋼質(zhì)管道聚乙烯防腐層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的高溫陰極剝離性能(最高運行溫度，30d陰極剝離，剝離值《15mm)不容易達(dá)到，這種情況在使用低溫涂裝三層結(jié)構(gòu)防腐層時容易出現(xiàn)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供管道三層結(jié)構(gòu)防腐層的新的涂裝工藝，提高三層結(jié)構(gòu)的整體性，改善三層結(jié)構(gòu)防腐層的抗陰極剝離性能，節(jié)約三層結(jié)構(gòu)防腐層成本，為彎管防腐提供更為高效的涂層技術(shù)。實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案為管道三層結(jié)構(gòu)防腐層的新的涂裝工藝，包括以下步驟1)FBE的涂裝將鋼管加熱到180230°C，采用靜電粉末噴涂技術(shù)將環(huán)氧粉末噴涂到鋼管表面，使環(huán)氧粉末涂料熔化、固化而形成底涂層，涂層厚度80200um;2)AD的涂裝在環(huán)氧粉末未完全膠化之前，將粉末膠粘劑涂裝到(采用靜電粉末噴涂技術(shù)噴涂到經(jīng)過步驟1的)涂層鋼管表面，涂裝表面溫度為170225°C，膠粘劑涂層厚度為100—250u3)聚烯烴的涂裝將聚烯烴防腐顆粒料投入塑料擠出機(jī)中，物料經(jīng)過加熱、塑化后，從模具口呈膜片狀擠出，塑料擠出機(jī)的擠塑溫度控制在18025(TC;隨AD涂裝之后，擠出的物料膜片纏繞到螺旋行進(jìn)的鋼管上，螺旋纏繞的膜片相互疊合，根據(jù)厚度要求，設(shè)定疊合層數(shù)，通過適度的滾壓(排除層間氣泡)，在鋼管表面形成連續(xù)而致密的聚烯烴外層。進(jìn)一步地改進(jìn)，步驟3)聚烯烴的涂裝將聚乙烯或聚丙烯粉末采用靜電噴涂到經(jīng)過步驟2)的鋼管表面，涂裝表面溫度在170'C25(TC，噴涂結(jié)束后隨即采用電加熱或火焰加熱紅外、遠(yuǎn)紅外加熱器、加熱爐，或者液化氣、天然氣燃?xì)饧訜崞?、加熱爐，對防腐層進(jìn)行后續(xù)加熱，使聚乙烯粉末層充分熔化、流平；或者將聚乙烯或聚丙烯粉末采用火焰噴涂技術(shù)噴涂到經(jīng)過步驟2)的鋼管表面，聚乙烯或聚丙烯粉末涂層厚度為4501250um。步驟3)采用靜電噴涂技術(shù)噴涂聚烯烴粉末的過程應(yīng)在膠粘劑層未冷卻之前完畢。更進(jìn)一步地改進(jìn)，膠粘劑中間層涂裝后，采用耐高溫橡膠輥在膠粘劑表面以適度的壓力進(jìn)行滾壓，可提高膠粘劑和環(huán)氧粉末兩層間的融合程度和緊密性，從而提高三層結(jié)構(gòu)的粘接力性能，30天陰極剝離性能可以提高2mm，如采用低溫固化環(huán)氧粉末涂料，粉膠三層結(jié)構(gòu)65°C，30d，一1.5v陰極剝離小于10mm。采用改進(jìn)的噴涂技術(shù)，即FBE、AD和聚烯烴三層均采用粉末原料，可作為彎管防腐涂層，與雙層環(huán)氧粉末相比，涂層抗彎曲、抗劃傷和抗沖擊性能均顯著提高，涂層絕緣電阻提高2個數(shù)量級；全粉三層結(jié)構(gòu)可作為直管防腐涂層，以加強級三層結(jié)構(gòu)(涂層總厚度1000um)和普通級常規(guī)三層結(jié)構(gòu)涂層(涂層總厚度3mm)相比，可以節(jié)約防腐材料費用40%以上；和雙層環(huán)氧粉末涂層(涂層總厚度800um)相比，可以節(jié)約防腐材料費用三分之一。表1粉末膠粘劑對不同環(huán)氧粉末性能的適應(yīng)性項目數(shù)據(jù)<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表3防腐層每平米材料成本對比(理論值)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>1、提高三層結(jié)構(gòu)的整體性，改善三層結(jié)構(gòu)防腐層的抗陰極剝離性能。2、節(jié)約三層結(jié)構(gòu)防腐層成本。3、為彎管防腐提供更為高效的涂層技術(shù)。具體實施例方式實施例12)FBE的涂裝將鋼管加熱到185°C，采用靜電粉末噴涂技術(shù)將環(huán)氧粉末噴涂到鋼管表面，使環(huán)氧粉末涂料熔化、固化而形成底涂層，涂層厚度為100um;2)AD的涂裝在環(huán)氧粉末未完全膠化之前，采用靜電粉末噴涂技術(shù)將粉末膠粘劑噴涂到經(jīng)過步驟1)的鋼管表面，AD涂層厚度為180um;采用耐高溫橡膠輥在膠粘劑表面以適度的壓力進(jìn)行滾壓；3)聚烯烴的涂裝將聚烯烴防腐顆粒料投入塑料擠出機(jī)中，物料經(jīng)過加熱、塑化后，從模具口呈膜片狀擠出，塑料擠出機(jī)的擠塑溫度控制在21(TC;隨AD涂裝之后，擠出的物料膜片纏繞到螺旋行進(jìn)的鋼管上，螺旋纏繞的膜片相互疊合，根據(jù)厚度要求，設(shè)定疊合層數(shù)，通過適度的滾壓，在鋼管表面形成連續(xù)而致密的聚烯烴外層，防腐層總厚度3.Omm。實施例2.1)FBE的涂裝將鋼管加熱到205°C，采用靜電粉末噴涂技術(shù)將環(huán)氧粉末噴涂到鋼管表面，使環(huán)氧粉末涂料熔化、固化而形成底涂層，涂層厚度為120pm;2)AD的涂裝在環(huán)氧粉末噴涂之后，隨即采用靜電粉末噴涂技術(shù)將粉末膠粘劑噴涂到經(jīng)過步驟1)的鋼管表面，AD涂層厚度為220um;采用耐高溫橡膠輥在膠粘劑表面以適度的壓力進(jìn)行滾壓；3)聚烯烴的涂裝將聚烯烴防腐顆粒料投入塑料擠出機(jī)中，物料經(jīng)過加熱、塑化后，從模具口呈膜片狀擠出，塑料擠出機(jī)的擠塑溫度控制在235'C;隨AD涂裝之后，擠出的物料膜片纏繞到螺旋行進(jìn)的鋼管上，螺旋纏繞的膜片相互疊合，根據(jù)厚度要求，設(shè)定疊合層數(shù)，通過適度的滾壓，在鋼管表面形成連續(xù)而致密的聚烯烴外層，防腐層總厚度3.7mm。實施例31)FBE的涂裝將鋼管加熱到225°C，采用靜電粉末噴涂技術(shù)將環(huán)氧粉末噴涂到鋼管表面，使環(huán)氧粉末涂料熔化、固化而形成底涂層，涂層厚度為150um;2)AD的涂裝在環(huán)氧粉末噴涂之后，隨即釆用靜電粉末噴涂技術(shù)將粉末膠粘劑噴涂到經(jīng)過步驟1)的鋼管表面，AD涂層厚度為250pra;3)聚烯烴的涂裝將聚烯烴防腐顆粒料投入塑料擠出機(jī)中，物料經(jīng)過加熱、塑化后，從模具口呈膜片狀擠出，塑料擠出機(jī)的擠塑溘度控制在210'C;隨AD涂裝之后，擠出的物料膜片纏繞到螺旋行進(jìn)的鋼管上，螺旋纏繞的膜片相互疊合，根據(jù)厚度要求，設(shè)定疊合層數(shù)，通過適度的滾壓，在鋼管表面形成連續(xù)而致密的聚烯烴外層，防腐層總厚度3.7mm。實施例42)FBE的涂裝將鋼管加熱到210°C，采用靜電粉末噴涂技術(shù)將環(huán)氧粉末噴涂到鋼管表面，使環(huán)氧粉末涂料熔化、固化而形成底涂層，涂層厚度為80um;2)AD的涂裝在環(huán)氧粉末未完全膠化之前，采用靜電粉末噴涂技術(shù)將粉末膠粘劑噴涂到經(jīng)過步驟1)的鋼管表面，AD涂層厚度為100um;3)聚烯烴的涂裝采用靜電噴涂技術(shù)將聚乙烯粉末噴涂到經(jīng)過步驟2)的鋼管表面，在膠粘劑層冷卻之前噴涂完畢，隨后經(jīng)過遠(yuǎn)紅外隨道爐，對防腐層進(jìn)行后續(xù)加熱，使聚乙烯粉末層充分熔化、流平。防腐涂層總厚度為500ura。實施例51)FBE的涂裝將鋼管加熱到23(TC，采用靜電粉末噴涂技術(shù)將環(huán)氧粉末噴涂到鋼管表面，使環(huán)氧粉末涂料熔化、固化而形成底涂層，涂層厚度為150um;2)AD的涂裝在環(huán)氧粉末未完全膠化之前，采用靜電粉末噴涂技術(shù)將粉末膠粘劑噴涂到經(jīng)過步驟1)的鋼管表面，AD涂層厚度為250ixm;3)聚烯烴的涂裝采用火焰噴涂技術(shù)將聚丙烯粉末噴涂到經(jīng)過步驟2)的鋼管表面，防腐涂層總厚度為1500Pm。實施例61)FBE的涂裝將鋼管加熱到200°C，采用靜電粉末噴涂技術(shù)將環(huán)氧粉末噴涂到鋼管表面，使環(huán)氧粉末涂料熔化、固化而形成底涂層，涂層厚度為100um;2)AD的涂裝在環(huán)氧粉末未完全膠化之前，采用靜電粉末噴涂技術(shù)將粉末膠粘劑噴涂到經(jīng)過步驟1)的鋼管表面，AD涂層厚度為200um;3)聚烯烴的涂裝采用靜電噴涂技術(shù)將聚乙烯粉末噴涂到經(jīng)過步驟2)的鋼管表面，在膠粘劑層冷卻之前噴涂完畢；隨后采用天然氣燃燒火焰，對防腐層進(jìn)行后續(xù)加熱，使聚乙烯粉末層充分熔化、流平。防腐涂層總厚度為800um。實施例71)FBE的涂裝將鋼管加熱到23CTC，釆用靜電粉末噴涂技術(shù)將環(huán)氧粉末噴涂到鋼管表面，使環(huán)氧粉末涂料熔化、固化而形成底涂層，涂層厚度為120^m;2)AD的涂裝在環(huán)氧粉末噴涂之后，隨即采用靜電粉末噴涂技術(shù)將粉末膠粘劑噴涂經(jīng)過步驟1)的鋼管表面，AD涂層厚度為220nm;3)聚烯烴的涂裝采用靜電噴涂技術(shù)將聚乙烯粉末噴涂到經(jīng)過步驟2)的鋼管表面，在膠粘劑層冷卻之前噴涂完畢。隨后采用液化氣燃燒熱能，對防腐層進(jìn)行空氣加熱，使聚乙烯粉末層充分熔化、流平。防腐涂層總厚度為1000um。實施例81)FBE的涂裝將鋼管加熱到23(TC，采用靜電粉末噴涂技術(shù)將環(huán)氧粉末噴涂到鋼管表面，使環(huán)氧粉末涂料熔化、固化而形成底涂層，涂層厚度為120um;2)AD的涂裝在環(huán)氧粉末噴涂之后，隨即采用靜電粉末噴涂技術(shù)將粉末膠粘劑噴涂到經(jīng)過步驟1)的鋼管表面，涂層厚度為180um;3)聚烯烴的涂裝在膠粘劑粉末噴涂之后，隨即采用靜電粉末噴涂技術(shù)將聚乙烯粉末噴涂到經(jīng)過步驟2)的鋼管表面，隨后采用電熱紅外加熱器，對防腐層進(jìn)行后續(xù)加熱，使聚乙烯粉末層充分熔化、流平。涂層厚度為1250um。權(quán)利要求1、管道三層結(jié)構(gòu)防腐層的新的涂裝工藝，其特征為包括以下步驟1)FBE的涂裝將鋼管加熱到180～230℃，采用靜電粉末噴涂技術(shù)將環(huán)氧粉末噴涂到鋼管表面，使環(huán)氧粉末涂料熔化、固化而形成底涂層，涂層厚度為120μm；2)AD的涂裝在環(huán)氧粉末未完全膠化之前，采用靜電粉末噴涂技術(shù)噴涂到經(jīng)過步驟1)的涂層鋼管表面，涂裝表面溫度為170～225℃，膠粘劑涂層厚度為100-250μm；3)聚烯烴的涂裝將聚烯烴防腐顆粒料投入塑料擠出機(jī)中，物料經(jīng)過加熱、塑化后，從模具口呈膜片狀擠出，塑料擠出機(jī)的擠塑溫度控制在180～250℃；隨AD涂裝之后，擠出的物料膜片纏繞到螺旋行進(jìn)的鋼管上，螺旋纏繞的膜片相互疊合，根據(jù)厚度要求，設(shè)定疊合層數(shù)，通過適度的滾壓，在鋼管表面形成連續(xù)而致密的聚烯烴外層。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道三層結(jié)構(gòu)防腐層的新的涂裝工藝，其特征為在步驟2)和步驟3)之間采用耐高溫橡膠輥在膠粘劑層表面以適度的壓力進(jìn)行滾壓。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道三層結(jié)構(gòu)防腐層的新的涂裝工藝，其特征為步驟3)聚烯烴的涂裝將聚乙烯或聚丙烯粉末采用靜電噴涂到經(jīng)過步驟2)的鋼管表面，涂裝表面溫度在17(TC25(TC，噴涂結(jié)束后隨即對防腐層進(jìn)行后續(xù)加熱，使聚乙烯粉末層充分熔化、流平；或者將聚乙烯或聚丙烯粉末采用火焰噴涂技術(shù)噴涂到經(jīng)過步驟2)的鋼管表面，聚乙烯或聚丙烯粉末涂層厚度為4501250um。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的管道三層結(jié)構(gòu)防腐層的新的涂裝工藝，其特征為噴涂結(jié)束后的加熱采用電加熱、紅外或遠(yuǎn)紅外加熱器或加熱爐、液化氣或天然氣燃?xì)饧訜崞骰蚣訜釥t進(jìn)行加熱中的一種。5、根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的管道三層結(jié)構(gòu)防腐層的新的涂裝工藝，其特征為步驟3)在采用靜電噴涂技術(shù)進(jìn)行聚烯烴粉末的涂裝應(yīng)在膠粘劑層未冷卻之前噴涂完畢。全文摘要本發(fā)明為管道三層防腐層的新的包覆工藝，涉及管道防腐層的包覆工藝，現(xiàn)有工藝中三層防腐層之間的剝離性能達(dá)不到國家標(biāo)準(zhǔn)，本發(fā)明提供管道三層防腐層的新的包覆工藝，將AD層的涂裝改為粉末原料，在環(huán)氧粉末未完全膠化之前，采用靜電噴涂技術(shù)噴涂，溫度控制在170～225℃，100-250μm。本發(fā)明提高三層結(jié)構(gòu)的整體性，改善三層結(jié)構(gòu)防腐層的抗陰極剝離性能，節(jié)約三層結(jié)構(gòu)防腐層成本，為彎管防腐提供更為高效的涂層技術(shù)。文檔編號F16L58/02GK101655179SQ20081017237公開日2010年2月24日申請日期2008年11月4日優(yōu)先權(quán)日2008年11月4日發(fā)明者毅劉,廖宇平,張自力,鐸穆申請人:廖宇平;穆鐸;劉毅;張自力