管道內(nèi)壁噴涂技術(shù)

1、管道內(nèi)壁噴涂技術(shù)管道內(nèi)壁噴涂技術(shù)始于美國，其最初是作為管道內(nèi)壁防腐提出 的，腐蝕對金屬管道的損傷極大，因為一條管道不管外部涂層多么好， 外部防腐工藝多么先進(jìn)，如不進(jìn)行內(nèi)部的防腐，便會引起腐蝕，過早 的報廢。管道內(nèi)壁噴涂后不但可以防止內(nèi)部的腐蝕， 而且還是提高管 道輸送量的有效手段，美國等國家早在上世紀(jì) 7070 年代就開始了管道 內(nèi)壁防腐的研究，投入了大量人力物力，研究和應(yīng)用了大量的金屬管 道的防腐涂料，但管內(nèi)的涂敷技術(shù)依然是管內(nèi)防腐技術(shù)的研究重點， 而且管徑越小越難涂敷，盡管如此，國外興旺國家還是研究出來一下 新技術(shù)和新工藝，并且積累了豐富的經(jīng)驗，值得借鑒。國外的研究現(xiàn)狀：1.1.環(huán)氧樹脂內(nèi)

2、涂敷技術(shù)：在噴涂環(huán)氧樹脂涂層之前，徹底地清理管道 內(nèi)壁，可以采用機(jī)械鋼絲刷清理和噴砂清理， 是管道內(nèi)壁到達(dá)噴涂的 標(biāo)準(zhǔn)。涂敷時，先將環(huán)氧樹脂組分和固化劑按照計算的比例混合在一 起，然后送入到無氣噴涂裝置中，這個噴涂裝置帶有一個或者幾個無 氣噴嘴。當(dāng)它進(jìn)入管道中，它就可以一邊噴環(huán)氧樹脂一邊前進(jìn)，噴涂 壓力為 14211421 MPaMPa，管子可采用旋轉(zhuǎn)式或固定不動式 ， 這主要依賴于 噴涂臂上的專用噴頭裝置。 管內(nèi)的涂層厚度由噴涂壓力、噴料的多少 和噴涂臂與管子相對的速度來決定。目前 .美國油氣管道公司利用這 項技術(shù)已施工了多條管道。在工廠涂敷環(huán)氧樹脂內(nèi)涂料時 ，按 IOhIOh 工作日計算，

3、一班可涂敷 1515 個二接一管的內(nèi)涂層。涂敷完每根二接一管 的內(nèi)涂層后，應(yīng)去除管端的過量涂料。用管內(nèi)涂層檢測器檢查管內(nèi)涂 層外表和涂層厚度，確保管內(nèi)涂層到達(dá)所要求的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。許多油氣 管道公司已把美國石油學(xué)會 RPSLZRPSLZ “推薦非腐蝕氣體輸送公司的管 內(nèi)涂敷的常規(guī)做法做為管內(nèi)涂層的標(biāo)準(zhǔn)。2.2. 環(huán)氧樹脂粉末內(nèi)涂敷技術(shù)：環(huán)氧樹脂粉末涂料用于金屬管 道內(nèi)涂敷方法分為流化床吸引法和靜電噴涂法。流化床吸引涂數(shù)法流化床吸引涂敷法是美國研制的管內(nèi)涂敷方法，它特別適用于小口徑管道。流化床吸引法的施工工藝是待涂管子經(jīng) 噴砂除銹和酸洗處理以后.將管子一端與熱融性粉末涂料的流化床和 一個壓縮氣源相連

4、接，這樣可很快地交替使用涂料和壓縮氣體，管子的 另一端與一個抽氣裝置連接在一起。在涂敷過程中，將預(yù)熱的管子以一定的速度旋轉(zhuǎn).使涂料分布均勻。 當(dāng)開始涂敷時， 管子與壓縮氣源相 互連通。在壓縮的空氣流過管子后.壓縮空氣馬上中斷，與此同時.流化 床與管子接通，這樣在管子出口端形成的真空會把一定數(shù)量的粉末吸 入管子，然后涂料中斷，壓縮空氣重新流通。經(jīng)過一定的間隔時間，壓縮 空氣再次中斷，流化床又接通，管子形成的真空再次吸引粉末涂料。這 個過程交替地進(jìn)行，涂料逐步地向管子延伸，直至涂滿整個內(nèi)外表。此 后管子還要旋轉(zhuǎn)到一定的時間，使涂料充分流動，分布均勻。據(jù)國外資 料說明.用這種流化床吸引法涂敷管子，會

5、使管內(nèi)涂層的厚度均勻，質(zhì) 量好.其性能可到達(dá)各項技術(shù)要求。(2)(2)靜電噴涂法靜電噴涂法是隨著環(huán)氧粉末涂料的間世而開展起來的 ，并引起管 道工業(yè)界的注目.因為靜電噴涂法有其它涂敷工藝無法比較的優(yōu)點，如涂層質(zhì)量高，各項指標(biāo)均到達(dá)了技術(shù)要求.環(huán)氧樹脂粉末不需高熱 能的溶劑，而且過噴粉末可以回收，因此從長期的效益來看，本錢較低； 另外其工藝簡單，容易實現(xiàn)白動化，沒有大氣污染等.因此涂敷工業(yè)界 對這種工藝很重視。靜電噴涂技術(shù)更加先進(jìn)，具有推廣使用的價值。靜電噴涂法的施工工藝是先用噴砂法清理管內(nèi)外表，將管內(nèi)外表噴打到近白色,然后用高壓空氣吹凈鋼砂和塵土。噴涂時，管子本身會形成 一個封閉的噴砂室，與高壓

6、電源連接的噴槍可安裝在管子的一端，管子 的另一端可連接到涂料回收裝置上，并與抽氣裝置連接在一起。在強(qiáng) 大的靜電場作用下，以及由于抽氣裝置的吸引，帶有電荷的粉末從噴嘴 中噴出后會立即受到管子內(nèi)外表的吸附，很快分布在內(nèi)外表上，然后管 子迅速移到加熱裝置上.一邊加熱，一邊轉(zhuǎn)動，使內(nèi)壁上的粉末熔化均 勻,最后用冷卻法使涂層固化。對口徑較小的管子 ，有的廠家使用一種 臥式靜電噴涂方法，其主要特點是靜電噴槍呈桿式，可直接地插入管子 內(nèi)部。工作時待涂管子轉(zhuǎn)動，桿式噴槍逐漸地伸入管腔，并把環(huán)氧樹脂 粉末涂料直接噴到管子內(nèi)壁上，形成均勻的襯里層。據(jù)有關(guān)資料介紹, 用靜電噴涂法涂敷的內(nèi)層外表非常光滑 ，從而把管壁

7、對流體介質(zhì)的阻 力降低到最小的程度，大大地提高了介質(zhì)的輸送能力，到達(dá)了即防腐又 增產(chǎn)節(jié)支的目的。3.3. 管內(nèi)防腐一次成膜技術(shù)：管道內(nèi)防腐施工，以工廠預(yù)制管內(nèi)涂層為 主體，現(xiàn)場做焊口內(nèi)補(bǔ)口為主流。隨著內(nèi)防腐管道用量的增加 ，工廠預(yù) 任務(wù)逐漸加重。但是，現(xiàn)在的管內(nèi)涂層預(yù)制工藝是管內(nèi)需要屢次涂敷方能成膜，最多成膜工期高達(dá)五天，一條作業(yè)線平均預(yù)制量在每月為 1km1km 左右。由于管內(nèi)涂敷預(yù)制工期長，有的工程在年初下達(dá)的施工任 務(wù),待預(yù)制完工后，無法實現(xiàn)當(dāng)年投產(chǎn)，故而影響了野外施工。為了適應(yīng) 產(chǎn)能建設(shè)開展的需要，趕超國內(nèi)外先進(jìn)水平，大慶油建施工技術(shù)研究所 研制出高效率的“管內(nèi)防腐一次成膜施工技術(shù)。這

8、項技術(shù)既具有粉 末涂料的一次成膜優(yōu)點，又具有液體涂料的良好施工性。同其他技術(shù) 相比,到達(dá)同樣的防腐要求，可提高工效 3 3 一 4 4 倍以上，并且所用涂料的 固含量高達(dá) 70%70%以上,因此涂料用量可減少50%50%以上。管內(nèi)一次成膜 施工工藝是首先要噴砂除銹。因為除銹質(zhì)量的好壞對涂層質(zhì)量起著重 要的作用，鋼管內(nèi)外表處理差是防腐涂料失效的主要原因，因此涂敷前 一定要仔細(xì)認(rèn)真地進(jìn)行外表預(yù)處理。噴砂除銹后要使鋼管內(nèi)外表到達(dá) 近白色，待到達(dá)噴涂的標(biāo)準(zhǔn)以后，可用吹風(fēng)機(jī)將管內(nèi)外表粘附的灰塵吹凈，接著將噴涂設(shè)備送入管內(nèi)，這臺噴涂設(shè)備將以 0.1MPa0.1MPa 的壓力把涂 料噴涂在管內(nèi)外表上，管內(nèi)漆

9、膜厚度大約為 400400 胖 m m。這個設(shè)備的噴 涂原理是先用泵將漆壓入轉(zhuǎn)杯內(nèi)，管外電機(jī)驅(qū)動管內(nèi)噴槍高速旋轉(zhuǎn).并 使轉(zhuǎn)杯內(nèi)的涂料產(chǎn)生很大的離心力，其涂料會形成霧狀，沖向管壁。由 于采用特殊涂料，稀釋劑含量少，而且還含有封孔劑及阻流劑，可白愈 封閉涂層中剩余的少量稀釋劑造成的針孔和阻止涂料流淌，故而得到厚而致密的涂層，實現(xiàn)一次成膜。此外，國內(nèi)外最近幾年呦研制出了管道機(jī)器人， 管道機(jī)器人是針對輸 油氣管道的檢測、噴涂、接口焊接、異物清理等檢修維護(hù)作業(yè)研制的 特種機(jī)器人，它綜合了智能移動載體技術(shù)和管道缺陷無損檢測技術(shù)。通過攜帶的無損檢測裝置和作業(yè)裝置，對運行中的油氣管道進(jìn)行在役 檢測、清理、維護(hù)

10、，以保障管道平安暢通。開展管道機(jī)器人研究具有 重要的科學(xué)意義和明顯的社會經(jīng)濟(jì)效益，已得到世界各國的高度重視 ?？傮w上，管道機(jī)器人由驅(qū)動模塊、控制模塊、供能模塊和輔助模塊 等組成。運動方式是管道機(jī)器人的核心，它決定了管道機(jī)器人的整體 性能。根據(jù)管道機(jī)器人在管道中運動的動力源及運動可控性，將其運動方式分為被動運動方式和主動運動方式兩大類。其中：主動運動方式主要有仿生運動式、履帶式、螺旋驅(qū)動式、車型式和支撐輪式；被 動運動方式是以管道輸送介質(zhì)壓差為驅(qū)動的PIGPIG。4.4. 雙層環(huán)氧聚醋內(nèi)外防腐涂層鋼管技術(shù)：內(nèi)外涂環(huán)氧(EP)(EP)復(fù)合鋼管為 改性環(huán)氧樹脂粉末在鋼管的內(nèi)壁、 外壁利用靜電噴涂的工

11、藝，再通過 高溫固化使粉末牢牢的涂敷在鋼管外表。 固化后的管道涂層外表光滑 平坦，具有極強(qiáng)的耐腐蝕性能。外界適用溫度在一 4040 0C-1000C-100 C,C,適 用輸水溫度為一 3030 C-900CC-900C。還具有好的耐化學(xué)性和耐水性，符合生 活飲用水、輸配水設(shè)備及防護(hù)材料的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)的一些研究現(xiàn)狀：1.1. 摩擦靜電噴涂技術(shù)：摩擦靜電噴涂技術(shù)用于粉末噴涂，實現(xiàn)了小口徑 管的內(nèi)防腐，其工作原理是利用具有一定速度的氣流帶動粉末粒子與 特殊材料制成的噴槍管道壁進(jìn)行撞擊，摩擦產(chǎn)生帶電粉末粒予，在靜電 吸附作用下，吸附在鋼管外表，從而完成工件的噴涂過程。2.2. 離心內(nèi)噴涂：離心內(nèi)噴

12、涂是利用超高速空氣馬達(dá)帶動霧化頭高速旋轉(zhuǎn),高度霧化的涂料微粒借助于巨大的離心力射向構(gòu)件外表，形成高質(zhì)量的厚膜涂層。與高壓無氣噴涂相比，離心噴涂的優(yōu)點是：涂料高度霧 化,霧化微粒均勻，線速度高;涂層均勻、光滑、無氣泡和針孔；涂層附著力好，一次噴涂即可到達(dá)所要求的厚度；施工速度快、效率高。離心內(nèi) 噴涂工藝過程為：涂料經(jīng)充分?jǐn)嚢韬螅赏苛媳么蛉雵姌寖?nèi)管，壓縮空 氣通過管線壓入噴槍外管以推動空氣馬達(dá)以 3535 000000 r r / / minmin 的轉(zhuǎn)速 帶動噴涂霧化頭超高速旋轉(zhuǎn)。噴槍內(nèi)管與噴頭中的供料管相連，涂料由供料管射入高速旋轉(zhuǎn)的噴涂霧化頭， 并通過其上密集的小孔得到高 度霧化，從而在管

13、道內(nèi)壁形成 1 1 層十分均勻的光滑的漆膜3.3. 摩擦靜電噴涂技術(shù)：利用具有一定速度的氣流帶動粉末粒子與特殊 材料制成的噴槍管道壁進(jìn)彳撞擊，摩擦產(chǎn)生帶電粉末粒予，在靜電吸附 作用下，吸附在鋼管外表，從而完成工件的噴涂過程。4.4. 管道內(nèi)壁噴涂器：是管道防腐處理的關(guān)鍵工藝。因管道內(nèi)壁是一個封閉的圓柱面，所以應(yīng)用徑向噴涂的方法。目前，徑向噴涂采用電液式 的較多。這種電液式噴涂器的工作原理是用電機(jī)帶動泵工作，由泵產(chǎn)生很大的壓力，將涂液由容腔內(nèi)噴出。這種噴涂器體積大，重量大，不適 合作管內(nèi)機(jī)器人的工作裝置。因此，開發(fā)適用于管道內(nèi)壁噴涂的新型 噴涂器是很必要的， 作為管內(nèi)機(jī)器人的執(zhí)行裝置對推進(jìn)管內(nèi)機(jī)

14、器人實 用化有重要意義。噴涂器在電機(jī)的帶動下旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下，原 來由彈簧預(yù)壓而封閉的封1 1 翻開，涂液在離心力的作用下以一定速度 由噴口徑向噴向管道內(nèi)壁.為了消除壓差，在噴口的對稱位置設(shè)有通氣 孔，電機(jī)制動時，封門在彈簧力的作用下白動關(guān)閉噴口和氣孔。通過噴涂實驗，證明該種離心噴涂器噴涂效果好，涂液與內(nèi)壁附著力強(qiáng)，涂層致密。與傳統(tǒng)的噴涂器相比，體積小，重量輕。由管內(nèi)移動機(jī)器人攜 帶該種噴涂器，可斷續(xù)作業(yè)補(bǔ)涂焊縫，也可連續(xù)噴涂整個管道內(nèi)壁。5.5.管道內(nèi)壁油漆噴涂裝置：通過對進(jìn)氣閥，出氣閥的控制，使油漆從油漆出口進(jìn)入到油漆罐中，通過將油漆罐的油漆出口與噴漆管相連接，使油漆從噴頭噴出，實現(xiàn)

15、噴漆工作。通過齒條的運動可實現(xiàn) 主軸的伸縮，由于主軸，噴漆管，連桿之間通過活動較鏈連接，故 可實現(xiàn)噴漆管的向外伸展與向內(nèi)靠攏，使噴頭盡量靠近管壁，實現(xiàn)均勻噴漆，并且可以對不同口徑的管道實現(xiàn)噴漆工作。另外通過絲杠的運動可以使主軸箱上下升降，對不同口徑的管道均可進(jìn)入實現(xiàn)噴漆工作。6.6. 管道內(nèi)壁覆蓋層技術(shù)是解決集輸系統(tǒng)管材內(nèi)腐蝕問題的一種有效 方法該技術(shù)著眼于材料環(huán)境界面靠“堵的方法隔離材料和環(huán) 境而起到保護(hù)材料的作用，該工藝的關(guān)鍵點是選擇防腐涂料和涂層內(nèi) 補(bǔ)口優(yōu)點：環(huán)氧樹脂內(nèi)涂敷技術(shù)：(1)(1)強(qiáng)度高(2)(2)防水性能好(3)(3)柔性好(4)(4)耐化學(xué)性能好(5)(5)抗氣泡性能強(qiáng)(6

16、)(6)附著力極佳靜電噴涂法：靜電噴涂法涂敷的內(nèi)層外表非常光滑，從而把管壁流體體介質(zhì)的阻力降低到最小的程度，大大地提高了介質(zhì)的輸送能力，達(dá) 到了即防腐又增產(chǎn)節(jié)支的目的。管內(nèi)防腐一次成膜技術(shù)：施工速度快，涂層厚度均勻，涂層質(zhì)量好 管道機(jī)器人:靈活性強(qiáng)，綜合了現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)和高端探測技術(shù)，能夠有效地進(jìn)行噴涂作業(yè)雙層環(huán)氧聚醋內(nèi)外防腐涂層鋼管技術(shù)：內(nèi)外涂環(huán)氧(EP)(EP)復(fù)合鋼管涂層 外表光滑、美觀，外觀顏色可任意選擇。由于內(nèi)壁光滑，可防止微生 物的滋生，輸送流體阻力小，可增加流量，節(jié)省能源。適用于生活飲 用水給水輸送管道、海水輸送管道、化工輸送管道、埋地輸送管道等。缺點：1.1. 本錢過高2.2.

17、 工作過于繁瑣3.3. 不易操作4.4. 不易于維修保養(yǎng)5.5. 噴涂不夠均與，效果不明顯等等。我們的優(yōu)點：1 1.操作簡單， 可以延長清管周期， 由旋轉(zhuǎn)毛刷涂料均勻涂敷在管道 內(nèi)壁上，產(chǎn)生一層隔絕給水管材與水接觸、外表光滑的防腐保護(hù)涂膜， 從而解決管道的內(nèi)壁銹蝕問題，提高管道的供氣液能力，并延長管道 使用壽命。2 2 簡便易行，保證了噴涂過程中的平安可靠，減輕管內(nèi)壁腐蝕 保證介質(zhì)純，在一定程度可以提局管輸量；3.3.節(jié)省材料，節(jié)省時間，在輸量一定的前提下，可縮小管徑，節(jié) 約鋼材，可以降低輸送動力消耗和泵的輸出本錢，在管徑不變的前 提下，可提高輸量，降低管道投資。管道內(nèi)涂后平均增加輸氣量約 16.56%16.56%。根據(jù)國外資料介紹，只要內(nèi)涂后的氣量能提高 1%1%2%,2%,便 可收回內(nèi)涂的費用，具有良好的經(jīng)濟(jì)效