鋼管環(huán)氧粉末涂料覆蓋層在涂敷過程中的質(zhì)量控制

1、鋼管環(huán)氧粉末涂料覆蓋層在涂敷過程中的質(zhì)量控制第13卷第d期油氣儲運鋼管環(huán)氧粉末涂料覆蓋層在涂敷過程中的質(zhì)量控制盤(中國看頑然氣管道科學(xué)研究院)(中國再百西i管道局運轉(zhuǎn)公司)魯？許傳新，趙曉華.鋼管環(huán)氧粉末涂料覆蓋層在涂敷過程中的質(zhì)量控制.油氣儲運,1994,13(4):49 53摘要環(huán)氧赭末緣料應(yīng)用于埋地鋼管的外覆蓋層，有著優(yōu)良的防腐及機械性能.由 于此項技術(shù)在國內(nèi)初步應(yīng)慝.津呈的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)有待建立，尤其在生產(chǎn)過程中的質(zhì)量 控制方面根據(jù)國外有關(guān)資料和國內(nèi)經(jīng)驗就質(zhì)量檢驗控制的三個主要方面進行了介紹:(1)原材料的檢驗，主要是進廠驗性和試驗室測試；(2)工藝過程的質(zhì)量檢驗.包括管表面狀 態(tài)，除銹等級

2、，錨紋深度,表面擻塵及二次污染，甄熱溫度的檢測等內(nèi)容；(3)潦層檢驗包括 厚度，檢漏，:度釜囂容.涂敷質(zhì)量控制檢測夥書囊腳.沛主題詞防腐環(huán)氧粉末涂敷質(zhì)量控制檢測幕yr1 一傳,?Lf環(huán)氧粉末涂料應(yīng)用于埋地鋼管的外覆蓋層，在我國還是一項新技術(shù).該種覆蓋層與其 它管道外覆蓋層相比.有著優(yōu)良的防腐性能 及機械性能，環(huán)氧粉末涂料做為管道防腐涂 層,一般都是在工廠中涂敷作業(yè).目前，我國 在涂敷工藝裝備上正日益完善.但在涂層的 標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范上尚未健全，尤其在生產(chǎn)過程中 的質(zhì)量控制方面還是非常缺乏的.現(xiàn)根據(jù)國 外的一些資料及國內(nèi)的生產(chǎn)經(jīng)驗，介紹一下 涂敷作業(yè)線生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制方面的一 些內(nèi)容及方法.質(zhì)量控

3、制內(nèi)容眾所周知，管道外覆蓋層質(zhì)量的好壞，涂102849.河北省席坊市盤光道；電話:(OM6727504. 料本身的質(zhì)量，性能僅占一部分，更多因素是 取決于涂敷質(zhì)量.對于環(huán)氧粉末涂料，在管道 上的涂敷工藝流程如下：表面處理一管體預(yù)熱一噴涂一固化一檢測 每個工藝環(huán)節(jié)中每道工序的質(zhì)量都直接 影響著涂層最終質(zhì)量.為了保證最終涂層的 質(zhì)量.必須對涂敷生產(chǎn)過程中的過程檢驗嚴(yán) 格把關(guān)實施全面質(zhì)量控制及管理.在涂敷生產(chǎn)過程中的質(zhì)量檢驗控制的主要項目有：原材料的質(zhì)量檢驗，工藝過程中的 質(zhì)量檢驗，管體涂層的檢測.I.原材料的質(zhì)量檢驗.(1)涂料進廠驗收檢驗涂敷廠在涂料進廠前應(yīng)進行驗收檢驗.涂料出廠期已超過2個月，

4、必須做全項目的檢驗，杜絕不臺格泊氣怙運的產(chǎn)品進廠.(a)檢查包裝是否完好，涂料牌號,批號， 及出廠日期是否正確；(b)對于不同批號的涂料進行取樣檢測，應(yīng)滿足表1要求.表1涂料驗收檢駐項目要求固化時間膠化時間不揮發(fā)物占量粒度分析密度熱特性磁性物占量與楝料廠家結(jié)定的一致在廠家結(jié)定值的2o%以由最大o.50.6i50m篩子，最大3的篩上物250m篩子.最大D2的篩上物在廠家給定值的50g/l以內(nèi)與廠家給定值一致 0002,6(2)涂料的涂層性能評價測試涂料本身各項指標(biāo)驗收合格后.應(yīng)在試驗室進行涂層的性能測試，必須滿足表2要求.有些特殊要求的使用場合.還需進行涂 層的吸水率，耐溫，體積電阻，拉伸及壓縮

5、等 項目的測試評價.經(jīng)上述驗收檢驗測試合格才能用于管體的涂敷作業(yè).表2涂層性能評價測試表.工藝過程中的檢驗在涂敷過程中.為了保證最終涂層的質(zhì)量，各個工序都必須進行過程檢驗，保證涂敷中各工藝參數(shù)正確，穩(wěn)定.滿足涂敷要求工藝過程檢驗的主要項和南容見表3表3工藝過程檢驗.管體涂層檢測鋼管通過噴涂室后.管體涂層就已形成.為了更快地提供涂敷過程中工藝參數(shù)的變化情況,便于即時調(diào)整.一般采用如下幾項快捷簡便的檢測方法來評價（見表4）表d管體涂層檢測第13卷第d期許傳新等：鋼管環(huán)氧粉末涂料覆蓋層在涂敷過程中的質(zhì)量控制一些檢測項目測試時間較長，可在生產(chǎn)過程中切取抽樣管段進行全面評價.抽樣管段的評價檢測有如下內(nèi)容

6、（見表5）.如果抽樣管段檢測達不到表5中的A型指標(biāo)，那么此管段以前所有的涂層視為不合格;如果達不到B型指標(biāo)，則應(yīng)立即調(diào)整工藝參數(shù)衰5抽樣管段拴測衰日常生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制在日常生產(chǎn)過程中，為了不影響生產(chǎn)進度，應(yīng)選擇幾種能準(zhǔn)確，方便，快捷反應(yīng)涂層質(zhì)量好壞的檢測方法，來進行生產(chǎn)過程中的評價.這樣有利于及時發(fā)現(xiàn)質(zhì)量隱患，并給生 產(chǎn)提供可靠的質(zhì)量信息對于原材料的驗收檢測，主要考慮到涂 層產(chǎn)品在運輸和儲存過程中，是否受到其它 化學(xué)產(chǎn)品及有害物污染而發(fā)生質(zhì)的變化.粉 末涂料膠化時間的檢測，就是評價涂料本身 是否發(fā)生化學(xué)變化的簡便，快捷的方法.如果 膠化時間達不到要求指標(biāo)時，把粉末用靜電 噴涂到管表面上，顯

7、示出流動性能差，表面不 光滑等現(xiàn)象，則說明涂料已有了化學(xué)反應(yīng)變 化,這就要進一步考慮進行彎曲，沖擊的檢 測，從而評價涂料的韌性及附著力，判定涂料 是否合格.如果涂料膠化時間能達到要求指 標(biāo),就不用再考慮做其它的性能測試了 涂料原材料雖好，但由于涂敷工藝參數(shù) 控制差，同樣會導(dǎo)致最終涂層的質(zhì)量低劣，所 以，工藝過程中的檢測和控制也是非常重要 的.環(huán)氧粉末涂層，在涂敷時與其它一些涂層一樣，要求鋼管表面無油，表面處理達到近白 級,要求要有一定的表面粗糙度，要對每一根 管的表面處理結(jié)果進行檢測除銹等級，常采 用樣塊比較法檢測，表面粗糙度用專用的錨 紋深度儀進行檢測，對每一根管的檢測結(jié)果 要進行記錄環(huán)氧粉

8、末涂料，是一種熱固性涂料.被涂 敷管體的預(yù)熱溫度，必須滿足涂料充分固化 的條件，如溫度過高，會困涂層膠鏈反應(yīng)過 快，而使涂層內(nèi)部發(fā)泡導(dǎo)致涂層質(zhì)密程度差 大量出現(xiàn)針孔和涂層變色.管體預(yù)熱溫度過 低,則涂層固化不夠充分，從而影響涂層各項 性能指標(biāo) 根據(jù)涂料本身固化溫度，時間的要 求，準(zhǔn)確地控制溫度很重要，必須在涂敷過程 中經(jīng)常檢測管體的預(yù)熱溫度管子在生產(chǎn)線上處于螺旋運行狀態(tài)，管 體預(yù)熱大都采用中頻感應(yīng)式加熱方式.管體 螺旋前進穿過感應(yīng)器后，達到要求的溫度.因 管表面具有拋（噴）丸處理后形成約30100 ptm的錨紋，加熱溫度又在250c左右，所以, 只能采用非接觸式測溫裝置，來測量管體動 態(tài)下的溫

9、度.在國外主要用遠紅外非接觸式 測溫儀進行監(jiān)測.因這種測溫裝置對所測表 面的狀態(tài)等有一定的要求，考慮到不同管體 表面對測量精度的影嚙，又用一種可熔式測 溫筆或接觸式數(shù)字點溫計，經(jīng)常進行檢測驗 證，及時校正調(diào)整加熱參數(shù)，保證加熱溫度的 均勻性.我國的涂敷生產(chǎn)過程中，還有一個不被 人們重視的因紊，需要對它進行檢測.它就是 拋（噴）丸處理后，管表面二次污染一一表面 微塵含量和氯化物的含量測定二次污染產(chǎn) 生的原因，是由于在拋（噴）丸時，高速運動的油氣儲運1994籃鋼丸與管表面進行撞擊，磨擦所產(chǎn)生的靜電， 使一部分細小的微塵，在靜電吸附作用下，吸 附在具有一定粗糙度表面的管體上，又產(chǎn)生 些氯化物吸附在管

10、表面上.這種二次污染， 直接影響到涂層的附著力和陰極剝離性能， 所以，在生產(chǎn)過程中要經(jīng)常檢測二次污染情 況,給消除二次污染工藝提供可靠數(shù)據(jù). 在檢測管表面微塵時，用一段指定面積 的透明膠帶，貼緊在管表面上，然后揭下來， 目測膠帶上微塵的多少一般分為110 級,1級為無塵，10級為表面全是微塵，通常 小于6級為合格.具體的微塵覆蓋程序，由 涂敷廠家自行制定檢驗標(biāo)準(zhǔn).對于氯化物污 染的檢測，在除銹后的表面選1m的表面 積，用500ml的蒸儲水，在此表面上進行刷 洗，把刷洗下來的水用一干凈容器收集起來， 再用量桶進行測量，把量桶中水?dāng)嚢韬蠹尤?少量的硫氟酸鹽晶體，搖動量桶使其與水溶 解，邊搖動量桶邊

11、滴入銀色的硝酸鹽，使它與 水很好混合，一直觀察水的顏色，水從黃色變 成紅褐色為止 通過計算，算出水中氯化物的 含量管表面每平方米氯化物的含量不得大 于20mg/L為合格.在涂敷生產(chǎn)過程中，涂層檢測主要是測 厚，檢漏，附著力及固化度（DSC）.涂層厚度 的檢測，使用非盒屬涂層測厚儀進行測量.為 了調(diào)整涂層的厚度，一般每班開始生產(chǎn)的幾 根管都要檢測，之后最少每兩小時檢測一次. 檢測時，被測點至少有8個，這8個點沿管子 軸向均布分開，并以螺旋線形式在不同的部 位測量.每根管下了作業(yè)線，要全部進行火花 檢漏，涂層上形成的針孔，如有下述限定漏點 可進行修補，超過限定漏點則不能進行修補， 祝為不合格產(chǎn)品具

12、體規(guī)定如下：管徑限定漏點數(shù)（管長12m）300mm 610涂層附著力的檢測，一般在每班生產(chǎn)的 開始兩根檢測后，每20根再檢測一次.其方 法是，用刀尖沿管軸向刻透涂層成兩條相距 10trim的平行線，與這兩平行線相交70再 刻兩條相距10rmr1平行線，形成一個平行四 邊形.然后用刀尖從四邊形四個角插入涂層 內(nèi)，用水平推力挑剝四邊形內(nèi)的所有涂層.涂 層與鋼表面附著力好壞的評價見表 6.所述 7個等級，用目測方法評價,5和6級為合格.表6環(huán)氧粉末滁層對鋼的附著力的評價 等級說明一全部鞘冉loo%附著力失效）.在四邊形內(nèi)的涂 層整塊鞘冉下來附著力極?。?5附著力失效,5牯結(jié)力）.四邊1形內(nèi)的撩層挑鞘

13、時成大塊鞘離-無涂屢牯在鋼表 面上附著力很?。?0附著力失效，lO牯結(jié)力）.四 邊形內(nèi)掾?qū)犹魟儠r.成小塊科冉-暈I下的蒲層塊 比插八持層下的刀尖大，有裾步的涂層牯在管體 有一定的附著力（7o附著力失效.30牯結(jié)力）.撬利時成小塊脫離.捌下的涂層塊比插八辣層下的刀尖小，有小塊涂屢仍囂牯結(jié)在鋼管上附著力一般（3o附著力失散,70牯結(jié)力）.挑剝時用力較大，刺下的涂屢片柜小.在錮表面鈍紋中牯接著一些撩層附著力很好（1o附著力失散-90牯接力）.在5四邊形內(nèi)任一點的諸層.不是根容易地就棱攜暈6下來.整個錯紋中音有牯結(jié)的豫層附著力撅好05附著力失效）.根難把四邊形6內(nèi)的任何一部份涂層剝離，在錨紋上仍覆蓋著

14、一層蒲膜涂層固化度（DSC）的檢測，一般是從每班開始生產(chǎn)的前3根管的第一根上取已固化的涂層試樣；在當(dāng)改變生產(chǎn)線速度，或改變管徑及壁厚時，都應(yīng)取試樣檢測其涂層的固化度;在正常生產(chǎn)后，每2O根管取試樣測一次.涂層固化度的檢測，采用差示掃描量熱儀第13卷第4期許傳新等：鋼管環(huán)氧粉末豫料覆蓋層在涂敷過程中的質(zhì)量控制分別測量涂料粉末和涂層在發(fā)生物理性能變化時的放熱量，然后再進行比較以確定涂層的固化百分率.通常，主要有如下幾個指標(biāo)（a）玻璃轉(zhuǎn)化溫度（）.此溫度是粉末涂層或涂料試樣在發(fā)生物理性質(zhì)變化時的溫度.對于粉末，需要測出它的始末溫度（和）.對于涂層試樣，需確定其值的變化量AT.粉末開始的玻璃車$化溫度

15、指標(biāo)為（）必須在一 44c之間;最終的玻璃轉(zhuǎn)化溫度 （）在一 33c之間;其固化玻璃轉(zhuǎn)化溫度 AT）在一 l34范圍內(nèi).（b）反應(yīng)熱（冊）.反應(yīng)熱是粉末涂料在固化時產(chǎn)生熱量如果沒有完全固化，那么對 涂層試樣再次加熱時，就有一小部分反應(yīng)的 余熱釋放出來，這個反應(yīng)余熱可用DSC儀器 測量出來，粉末反應(yīng)熱的指標(biāo)為AH= 一15 15.（c）最大放熱溫度（,）.這個溫度可在粉 末熱掃描曲線上找到其峰值，指標(biāo)為二一 33 c.（d）固化百分比（c）.也就是常說的固化度,它可由下列公式計算：AH-AH,X1oo%式中A最大反應(yīng)熱，a/g;涂層中殘余反應(yīng)熱，J/Z.=95.在生產(chǎn)過程中，按技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，

16、還要定期從管體上切取抽樣管段進行檢測，一 般取樣次數(shù)要求為：每次開始生產(chǎn)的500irl處；隨后5000m處； 10000m 處；隨之每10000irl取一次.涂層性能評價的檢測項目在表 2中已列出.但在國外，抽樣管段檢測項目中，有兩項 不可忽視的檢測項目必須檢測，它們是涂層 橫斷面致密程度和涂層與鋼管粘接面的致密 程度.主要用來評價在涂敷中是否由于管體 預(yù)熱溫度過高，致使涂層的物理性質(zhì)變化太快而產(chǎn)生發(fā)泡現(xiàn)象，造成涂層中夾雜許多微 孔，使涂層的致密程度下降 檢測此項目時， 將從生產(chǎn)過程中取出的抽樣管段上切下與做 彎曲試驗同樣的試件尺寸irlrd:25X200 X管壁厚.將試件冷卻至少到一 30C

17、 ,再放到 臺虎鉗或?qū)Ｓ脧澢鷻C上，將試件彎成大約180.從試件上撬下涂層片，在4O倍的顯微 鏡下進行觀察，評價涂層橫斷面和涂層與鋼 管牯結(jié)面上的致密程度.涂層橫斷面和涂層與鋼管牯結(jié)面上的致密度,被分為5個等級，詳見圖1,2.按此圖 要求，涂層橫斷面致密度和涂層與銅管牯接 面上的致密度l4級為合格.叵五3緞1橡甚橫斷面斂帝度三二匿互1城I緒匪噩曩瞳豳.緞j強匿蟹盈OO圖2涂層與鋼管粘結(jié)面的致密度（下轉(zhuǎn)第63頁）司習(xí)臣叵第13卷第期羅富堵：世界管道建設(shè)實況和未來援測 電測法的結(jié)合.主要用于監(jiān)測流至埋地管道 涂層損壞部位的陰極保護電流在土壤中產(chǎn)生 的電壓梯度(儲降)，以便最后確定待修復(fù)的 涂層損壞處

18、.地下管道腐蝕監(jiān)測波形分析法 美國加州圣菲太平洋管道公司利用美國 設(shè)備制造公司開發(fā)的計算機硬件和軟件，監(jiān) 視管道因腐蝕而導(dǎo)致極化的整個電化學(xué)反應(yīng) 過程，以說明在氧化還原反應(yīng)中電勢與電流 相互關(guān)系的特性，從而迅速查明腐蝕部位.城市配氣管道修理新方法美國布魯克林聯(lián)合氣體公司研究并成功 地采用了一種“鉆進劈裂管道修理系統(tǒng)，即 用一連串的輪式旋轉(zhuǎn)切割刀具使之通過管 子,將廢棄管道一劈兩半，再用擴大器擴孔， 之后將同徑聚乙烯管插入其中.該方法優(yōu)于 氣動地鼠打洞法，適用于l/4(6.35mm)6in(152.4mm)廢鋼管的修理.管道線路無文件勘褰系統(tǒng)該系統(tǒng)把線路勘察和制圖工藝中的最新 技術(shù)成就融為一體，即利用地球定位系統(tǒng) (GPS)和配備各種制圖設(shè)備的總站(Total Station)快速完成線品&勘察作業(yè).佛羅里達輸 氣公司利用該項新技術(shù)在短短 3個月內(nèi)完成 了全長1250km管道擴建工程的浩大野外勘 察測繪作業(yè)(將近1000張圖紙和300張圖表 資料).如此繁重任務(wù)，只有利用計算機和勘 察儀器儀表工藝的最新科技成就才能完成.摘譯自 PLI.1993,76(14);Pu.1994,77（I）（收稿日期:19940503）編輯，張彥t（上接31頁）鋼管采用環(huán)氧粉末涂料為外覆 蓋層，在我國還是一項新技術(shù).總的用量依長 度計也僅左右，而且，涂料的生產(chǎn)主要依靠 進口