管道內(nèi)涂覆工藝的生產(chǎn)設(shè)備

1、to save money is to make money.悉心整理助您一臂之力（頁眉可刪）管道內(nèi)涂覆工藝的生產(chǎn)設(shè)備 1前言內(nèi)涂覆工藝的主要生產(chǎn)設(shè)備有：上管平臺、預(yù)熱設(shè)備、拋丸設(shè)備、涂覆設(shè)備和固化爐。由于內(nèi)涂質(zhì)量的要求嚴格，所以內(nèi)涂覆工藝對設(shè)備的要求也很高，尤其是參數(shù)控制的準確性。在西氣東輸工程之前，國內(nèi)曾三次引進國外設(shè)備，用于國內(nèi)油田防蝕內(nèi)涂用，這三條作業(yè)線分別在青縣華北管廠(用于鉆桿內(nèi)潦)、大慶油田建材公司和勝利油田基建處。所用涂料有液體涂料、粉末涂料和雙組分環(huán)氧樹脂，為油田建設(shè)作出了貢獻。內(nèi)涂的生產(chǎn)車間應(yīng)適合所生產(chǎn)的管子長度、管子直徑的內(nèi)涂作業(yè)，生產(chǎn)串應(yīng)在300400m2/h，通常要采

2、用噴(拋)射法表面處理，表面應(yīng)達到sa25，根據(jù)所選涂料一次無氣噴涂可達5080m，為保證生產(chǎn)的連續(xù)性，生產(chǎn)廠房應(yīng)具有枕惡劣天氣和快速固化的條件。對于類似西氣東輸工程這種管徑的管子，內(nèi)涂生產(chǎn)線主要有：內(nèi)拋丸除銹、磨料回收、內(nèi)噴涂和快速固化等。內(nèi)涂工藝的摹本流程是：(1)鋼管由上管機構(gòu)進入生產(chǎn)線；(2)鋼管通過預(yù)熱裝置預(yù)熱，加熱管體、除去水汽；(3)進入除銹工位進行內(nèi)拋丸處理，丸料進入底部的循環(huán)系統(tǒng)，粉塵回收凈化處理，排出符合環(huán)保的氣體；(4)倒丸或吹掃工位，清理管內(nèi)殘余鋼丸和浮塵，經(jīng)分離凈化后，鋼丸返回料斗循環(huán)使用；(5)鋼管進入涂覆工位，使用高壓無氣噴涂系統(tǒng)，將液態(tài)的涂料按要求的厚度均勻涂到

3、鋼管的內(nèi)表面；(6)進入固化工位，可采用快速固化工藝，用干燥爐對涂覆過的鋼管進行烘干。書中的彩圖2是荷蘭selmrs公司的先外后內(nèi)工藝的生產(chǎn)線布置示意圖。彩圖3和彩圖4是鎮(zhèn)江防腐廠做完內(nèi)覆蓋層的管子。彩圖5、彩圖6、彩圖7是新加坡bp公司的管內(nèi)火焰加熱和內(nèi)噴涂的照片。彩圖8是鋼管內(nèi)涂和接頭保護的照片，彩圖9是鋼管內(nèi)噴砂設(shè)備照片，彩圖10是鋼管內(nèi)拋丸設(shè)備的照片。彩圖11、彩圖12、彩圖13、彩圖14是管道局鎮(zhèn)扛防腐廠的表面處理內(nèi)拋丸除銹機拋頭、拋丸除銹機、內(nèi)噴涂機噴頭與微塵吹掃頭、鋼管內(nèi)噴涂設(shè)備的照片。2上管平臺上管平臺通常由兩根帶有支腿的工字鋼組成，上面有一些保護性材料，防止損傷鋼管表面或外防

4、腐層。上管平臺一般長20m左右，有的平臺達30m以上。涂覆作業(yè)時，通過吊裝或搬運機具將管子搬至上管平臺上。3預(yù)熱設(shè)備預(yù)熱方式主要有三種，中頻感應(yīng)加熱、熱風加熱和火焰加熱。中頻感應(yīng)加熱和火焰加熱方式加熱速度快，調(diào)節(jié)方便，相對熱風加熱能耗低。具體的預(yù)熱方式可根據(jù)生產(chǎn)速度和現(xiàn)場條件來選用。彩圖8是采用火焰加熱預(yù)熱管子的照片。4內(nèi)表面拋丸清理設(shè)備對于大直徑管子，用拋丸方法不僅可以除去鋼管表面的銹跡、氧化皮，而且可使鋼管表面強化，消除殘余應(yīng)力，提高耐疲勞性能和耐應(yīng)力腐蝕性能，并具有磨料利用率高、速度快、成本低等優(yōu)點。表面內(nèi)拋丸清理設(shè)備主要部件如下2：(1)前后拋丸清理室 即鋼管兩端的護罩，一個為固定護罩

5、，一個為移動護罩；(2)帶有內(nèi)伸壁的行走小車 可分為前部小車(包括車體、清理室、行走電機、輸送臂支撐等)和進給小車(包括車體、液壓站、行走電機、控制臺、輸送臂支撐等)；(3)輸送臂 主要包括旋轉(zhuǎn)支撐、伸臂、輸送皮帶及電機等；(4)機械式內(nèi)拋丸器 主要包括葉輪、葉片、分丸輪、定向套、主動軸、液壓馬達、皮帶及帶輪等；(5)鋼丸循環(huán)系境 主要包括提升機、分離器，、貯料斗、下料閥、底部輸送皮帶等；(6)除塵回收系統(tǒng) 主要包括布袋除塵器、風機、管路等；(7)液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)；(8)轉(zhuǎn)管臺 用于鋼管進入和退出清理工位以及驅(qū)動鋼管旋轉(zhuǎn)，主要包括車體、旋管電機、行走電機、液壓上、下管機械手和轉(zhuǎn)管機構(gòu)等。

6、圖4-1是內(nèi)拋丸原理示意圖。下面介紹表面處理工藝中幾個主要設(shè)備的作用。(1)護罩 護罩是由鋼板制成，塑鋼加強，內(nèi)襯錳鋼減少磨損，易于更換。它的作用是對操作人員進行人身安全的保護、隔離粉塵并將粉塵送到除塵器、回收用過的磨料。(2)拋丸室和拋頭 拋丸室由型鋼制作，一端和傳送帶連接并與行進小車相連，另一端和拋頭相連。拋頭是一個帶有可旋轉(zhuǎn)葉片的整體部件，通過螺栓固定并可接收傳送帶送來的磨料。工作時葉片旋轉(zhuǎn)，將磨料拋向管子的內(nèi)表面。拋丸室配有滑輪，確保轉(zhuǎn)管時在管內(nèi)行走。圖4-1 管子內(nèi)拋丸原理示意圖1離心葉輪拋頭：2鋼管；3旋轉(zhuǎn)鋼管的輥輪(3)磨料回收系統(tǒng) 主要作用是回收拋射過的磨料。通常由下面幾部分構(gòu)

7、成，在導(dǎo)軌架下接收磨料；袋式提升機；磨料過濾分離器；磨料漏斗和帶平臺的供料裝置；供料調(diào)節(jié)閥；布袋除塵器和引風系統(tǒng)。圖4-2是內(nèi)拋頭的照片。圖43是內(nèi)拋丸除銹機的端部照片。(4)行進小車 小車帶著拋丸室和液壓泵行走，液壓泵輸出可調(diào)，配有冷卻系統(tǒng)，小車速度可調(diào)。(5)除塵系統(tǒng) 通過大功率的引風系統(tǒng)對除銹用過的磨料和粉塵進行處理，主要組件有，引風罩、連接旋風器的引風擋板、大功率旋風分離器、引風管。通常500m2的除塵器的引風量為60000m3。(6)轉(zhuǎn)管平臺 轉(zhuǎn)管平臺由一個底座構(gòu)成安裝在地面上，主要功能是旋轉(zhuǎn)被處理的管子，它裝有電動的轉(zhuǎn)管輪，輪子角度可調(diào)，可將管子送進管罩或移回，它是通過控制臺操作的

8、。典型的內(nèi)拋丸清理裝置構(gòu)成示意圖見圖44。彈丸拋射的運動軌跡見圖45。圖4-2 表面處理內(nèi)拋頭的照片圖4-3 內(nèi)拋丸除銹機的端部圖4-4 拋丸清理鞍置示意圖圖4-5 彈丸拋射軌跡示意圖施工工藝：鋼管預(yù)熱后，用撥、接管機構(gòu)將管子放在旋管移動臺上，此時兩個旋管臺同時移動，將管子送入清理室內(nèi)，然后前部小車和進給小車同時沿導(dǎo)軌行走。進給小車繼續(xù)前進，將輸送臂、旋轉(zhuǎn)支撐和內(nèi)拋丸器送入鋼管內(nèi)，當內(nèi)拋丸器到達鋼管端部后，進給小車停止前進。此時啟動內(nèi)拋丸器，輸送臂上的輸送皮帶將提升機供給的丸料送入拋丸器內(nèi)，開始對臂內(nèi)壁進行清理。一般前伸時就開始拋丸，后退相當于拋第二遍，兩次才清理干凈。同時進給小車后退至整根管

9、子清理完畢。拋丸器拋射出的丸料除小部分留在管內(nèi)，其余由清理室、前部小車下部送入丸料循環(huán)系統(tǒng)，經(jīng)分離后重新回到提升機循環(huán)使用。在整個清理過程中，除塵回收系統(tǒng)一直工作，保證煙塵不散發(fā)出來。在內(nèi)涂生產(chǎn)線中表面預(yù)處理環(huán)節(jié)是生產(chǎn)率的關(guān)鍵，主要與管徑，清理等級及管子表面狀態(tài)有關(guān)，表4-1列出了美國cr公司針對管長125m所用清理設(shè)備的生產(chǎn)率。表4-1 管長125m清理達sa25的生產(chǎn)率 管道規(guī)格/min每小時清理表面/m2管道規(guī)格/min每小時清理表面/m230481209144500406417510668500609629512192500762042514224500對于大口徑管于，一般生產(chǎn)線的生產(chǎn)

10、率均在(500550)m2/h左右，當滿足不了這一要求時，有時在一條內(nèi)涂生產(chǎn)線上要安裝兩臺拋丸設(shè)備。這種車間通常所需電力功率為300kw，壓縮空氣為75m3min。5內(nèi)噴涂設(shè)備關(guān)于涂料的涂裝方式有很多種，有刷涂、輥涂、噴涂等，大型工業(yè)化生產(chǎn)線多為噴涂，目前。內(nèi)涂作業(yè)多為高壓無氣噴涂。與空氣噴涂相比，高壓無氣噴涂是利用高壓氣體驅(qū)動涂料泵，將涂料增至高壓，通過狹窄的噴嘴噴出，產(chǎn)生負壓，劇烈膨脹，使涂料形成極細的扇形霧狀，高速噴向工件表面形成膜層。由于高壓無氣噴涂壓力高，且涂料中沒有空氣，使傳統(tǒng)的空氣噴涂中的缺點得以克服，從而提高了漆膜的質(zhì)量，涂覆層均勻，針孔少，能夠減少涂料、溶劑的霧滴對大氣的污染

11、，降低成本，改善工人的工作條件。內(nèi)噴涂采用的高壓無氣噴涂的方法，是將噴槍裝在內(nèi)伸臂的前端，沿管子軸向運動，管子旋轉(zhuǎn)。內(nèi)噴涂設(shè)備主要組成部件如下1、2：(1)罩住鋼管兩端的護罩，即一個固定護罩，一個移動護罩；(2)涂料預(yù)制系統(tǒng)，帶攪拌器的混料罐、儲料罐；(3)無氣噴涂機；(4)調(diào)速行走小車，車上裝有內(nèi)吹掃用壓縮空氣管路、高度可調(diào)的噴涂內(nèi)伸臂；(5)內(nèi)噴頭，配有噴槍、帶滾輪的支撐架、輸料管、壓縮空氣管(見圖46)；圖4-6 鋼管內(nèi)噴頭的照片(6)廢氣處理系統(tǒng)；(7)電氣控制系統(tǒng)；(8)轉(zhuǎn)管臺，即液壓上、下管機械手和轉(zhuǎn)管機構(gòu)，用于鋼管進入和退出噴涂工位以及驅(qū)動鋼管旋轉(zhuǎn)，與除銹工位相同。6固化爐鋼管在

12、涂覆后覆蓋層必須干燥，至少達到表干，為了加速干燥，可以采用固化爐快速固化。圖4-7是一個固化爐示意圖，它長15m，寬15m，高3m，爐壁和爐頂加裝隔熱材料，管子的入口和出口由爐門封閉，采用兩臺意大利燃燒器，可容納10根管徑1016mm的鋼管，爐內(nèi)為循環(huán)的熱風，溫度保持在5060，內(nèi)涂后的鋼管在爐內(nèi)停留約40min，達到覆蓋層的固化。圖4-7 固化爐示意圖1煙囪；2爐門提升機構(gòu)；3爐門：4換熱器；5燃燒室；6燃燒機7檢測儀器71 環(huán)境條件監(jiān)測儀器在涂裝過程中，由于環(huán)境和工件表面的潮濕經(jīng)常導(dǎo)致覆蓋層質(zhì)量不佳，如覆蓋層附著力差戊基體過早腐蝕等問題時而發(fā)生。為了確保涂裝的質(zhì)量，對環(huán)境條件進行監(jiān)控十分必

13、要，主要參數(shù)有溫度、相對濕度和露點。目前使用的多為電子型儀器，圖4-8是用于氣候條件監(jiān)測的常用電子儀器的照片。這類儀器測試簡便、可靠，通常使用一塊帶有可互換傳感器的測試儀即可同時測量相對濕度、空氣和表面溫度。其測量數(shù)值，如露點、表面溫度和露點之間的差值均可自動計算和數(shù)字顯示。(1)elcometer218露點儀(圖4-8的右上角) 露點儀用于監(jiān)測不利的氣候條件，防止固化遲緩，附著力差及過早腐蝕等問題發(fā)生。使用該儀器可以測量相對濕度、空氣和表面溫度、計算露點與表面溫度的差值。其測量方法符合iso 85024的要求。儀器的特點： 圖4-8 氣候監(jiān)測儀器精度高，重現(xiàn)性好，反應(yīng)快；可防止涂裝在濕表面上

14、進行；監(jiān)控環(huán)境濕度在可施工范圍內(nèi)，避免了涂覆層與基體之間水分的滯留；提醒用戶注意可造成覆蓋層中氣泡的極限表面溫度。(2)elcmeter 213數(shù)字溫度計(圖4-8的右下角) 該儀器有三種探頭可供選擇，用于測量；表面和空氣溫度；液體溫度；軟體材料的溫度(針探頭)。特點是精度高、分辨率高、反應(yīng)快?？膳c218露點儀的探頭互換，實現(xiàn)表面溫度連續(xù)測量。照片中還有手搖式和手搖型濕度計、干濕球達因濕度計、磁性溫度計和露點計算器。72 表面清理檢測儀器涂裝前基體表面正確和有效的預(yù)處理是至關(guān)重要的。其中最關(guān)鍵的因素是表面清潔度和粗糙度。這兩個參數(shù)對覆蓋層與基體表面的附著力有重要影響。表面預(yù)處理不充分或不正確常

15、導(dǎo)致覆蓋層過早損壞。然而，表面過度預(yù)處理又會造成時間和費用上的浪費。因此檢測表面清潔度和粗糙度是非常重要的。目前關(guān)于表面清潔度和粗糙度的標準化已經(jīng)國際化，各國基本一致，并制造出有標準的照片和模板，使用起來很方便。此外，這些儀器中還包括用來測量一些特殊數(shù)值的功能，如鋼表面的鹽污染程度。圖4-9是用于表面清理檢測儀器匯總之大成。圖4-9 表面清理檢測儀器(1)elcometer 124測厚儀(照片中部帶有兩個手孔的秒表式儀器) 該儀器用于測量任何材料的厚度，測量可從材料的兩面進行，可與拓模膠帶配套使用。特點是：可與elcometer 122tastex膠帶配合測量表面粗糙度的峰頂?shù)焦鹊赘叨?；測量方

16、法簡便、快速、價廉；拓模膠帶可對表面粗糙度提供一個永久性記錄；有公制和英制兩種類型；方法符合astm d4417和nace rp 0287標準的要求。照片中還給出了幾種粗糙度測量儀，本文不再介紹。(2)表面比較器(圖4-9中片狀或本狀樣本) 這些表面粗糙度比較器通過儀器接觸表面和人工觀察來評估表面粗糙度。它們被分成幾部分，每一部分具有互不相同而又確定的粗糙度，并用標簽標明。這些表面粗糙度比較器有細砂型(尖角顆粒)和噴丸型(光滑圓狀顆粒)。所有這些比較器均符合astm d4417標準的要求。除非特殊說明，一般表面粗糙度的數(shù)值取決于表面粗糙度的峰頂?shù)焦鹊椎母叨然蛞幌盗蟹屙數(shù)焦鹊赘叨鹊钠骄怠st

17、m d 4417標準中要求選用適當?shù)谋容^器，通過帶有放大功能的，或無此功能的觀測器觀察或接觸來比較表面，與實際表面量接近的即可表示該表面的粗糙度。比較應(yīng)在能表征表面粗糙度的一系列有代表性的位置上進行。(3)elcometer130 scm 400鹽污測量表(圖4-9中右上角)該儀器用于海洋和海濱工況條件及其它大氣性鹽和工業(yè)性鹽易沉積的揚所。用于涂裝前和維修的檢查。用于受到鹽污染影響的各種設(shè)備檢測。它的使用方法是用已被去離子水浸濕的特殊濾紙，蘸吸表面上鹽水，然后放入到scm 400測量表中。已事先測量過濾紙電阻的scm 400測量表，可計算和顯現(xiàn)出鹽的含量，單位為gcm2。該法的特點是：適用金屬

18、和非金屬材料的各種形狀、位置和方向的表面和涂覆層；測量快速，使用簡單，電池供電，便于攜帶；確定涂裝前表面清洗是否充足，有助預(yù)防潦覆層過早損壞；顯示易腐蝕表面上鹽的堆積，有助于采取有效措施延長覆蓋層壽命。73 涂覆層厚度檢測儀器涂覆層的厚度分兩個階段，一是在生產(chǎn)過程中，對剛噴涂完，在涂料未固化時，測其濕膜厚度；另一是在涂覆層固化后測其干膜厚度。(1)濕膜檢測 濕膜測量尺形狀如梳子(圖4-10)，測量時將其放在被測表面上，根據(jù)漆膜浸沾的高度讀出其厚度。還有一種較為先進的測厚儀(圖4-10中左下方)，滾輪式濕膜測厚儀，它是由三層同心乾構(gòu)成，中間一層半徑最小，當輪子滾過濕膜時，濕膜厚度等于中間輪子最終

19、浸濕部分，如果覆蓋層固體體積百分率已知，用濕膜厚度就可以得到干膜厚度。圖4-10 濕膜厚度測試儀(2)干膜檢測 干膜測厚主要有兩個原理，即電磁感應(yīng)原理，用于測量鐵磁質(zhì)金屬體上的非磁性涂料的厚度；渦流原理，用于測量非磁性基體的絕緣覆蓋層的厚度。多年來。測厚儀發(fā)展很快，已有可滿足兩種檢測狀況的組合式儀器。儀器選用時要考慮測厚儀的測量范圍、精度、溫度的穩(wěn)定性、零點的穩(wěn)定性、儀器操作的難易程度等。在這里我們向讀者推薦一種目前較為先進的組合式測厚儀quanix7500型模塊化測厚儀見圖4-11。該儀器帶有液晶顯示，通過簡單的更換探頭即可測量鐵基或非鐵基體上的覆蓋層的厚度。該儀器能簡單方便地進行內(nèi)置式探頭

20、與外接式探頭的互換。它的特點是：獨特的模塊化結(jié)構(gòu)：無需電源開關(guān)，只需輕輕一放，即可測定結(jié)果；探頭町自接固定于儀器，也可通過電纜與之相連；可提供存儲記憶功能，計算并顯示平均值、最大值、暈小值；具備rs 232接口，用于與計算機或小型打印機pt 7相連接，配套的軟件提供了豐富的數(shù)據(jù)處理功能。不過該儀器價格較貴。圖4-11 quanix 7500測厚儀74 覆蓋層附著力檢測儀器涂裝過程中的附著力測試可定量表示基體表面與覆蓋層、覆蓋層與覆蓋層之間的黏結(jié)強度。附著力檢測應(yīng)是覆蓋層生產(chǎn)檢測必不可少的，這一項目對于減阻內(nèi)涂尤其重要。關(guān)于附著力檢測的方法比較多，并都成為標準方法，針對不同的方法所用儀器也不相同，圖4-12是當前較為先進的幾種附著力檢測儀器。(1)elcometer 106機械型附著力測量儀 這種儀器(圖4-12)使用簡單、攜帶方便、測量范圍廣泛。它具有多種用途，如檢測金屬基體上的漆膜，水泥或磚面上的覆蓋層等。在供應(yīng)商提供的包裝箱中裝有測試所需要的各種工具。該儀器為手動式，所以不用任何電源。圖4-12 附著力測量儀器及附加工具1elcometer 106 機械型附著