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一、環(huán)氧粉末防腐鋼管技術(shù)簡介

環(huán)氧粉末防腐鋼管施工采用自動化生產(chǎn)線取代手工作業(yè)，適用于對口徑較大、距離較長的管道建設(shè)工程中管線的防腐處理。本文將對其概念及優(yōu)點進(jìn)行論述。

一、環(huán)氧粉末防腐鋼管技術(shù)概念

熔結(jié)環(huán)氧粉末鋼管通常分為兩種，即單層和雙層，針對單層環(huán)氧粉末防腐鋼管層存在的耐機(jī)械撞擊能力較弱、防水性較差的問題，美國防腐公司研究 了大量防腐層的材料、結(jié)構(gòu)及施工工藝，提出了改性環(huán)氧粉末材料的技術(shù)思路，建立了環(huán)氧粉末防腐鋼管體系，其概念是指采用標(biāo)準(zhǔn)單層熔結(jié)環(huán)氧粉末作為底涂 層，采用改性的熔結(jié)環(huán)氧粉末作為外防護(hù)層。這樣一來，使防腐層的機(jī)械性能得以顯著提升，大大增強(qiáng)了防腐層的高溫抗?jié)B透性、耐高溫性能和抗沖擊力，此外，還 保留了單層熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐層與陰極保護(hù)的相容性能，避免了陰極保護(hù)屏蔽的產(chǎn)生。環(huán)氧粉末防腐鋼管體系整體防腐層的厚度在525~1000um之間， 最高使用溫度達(dá)115℃，可適用于各種管徑的鋼管、彎頭、異型件及補(bǔ)口等防腐要求。

雙層環(huán)氧粉末防腐鋼管體系采用的涂覆工藝和標(biāo)準(zhǔn)熔結(jié)環(huán)氧粉末噴涂工藝基本相同，僅在噴粉室和噴槍的布置上有所變化，不需增加復(fù)雜的設(shè)備。噴 粉室噴槍的布置形式有雙噴粉室和整體噴粉室兩種，它們都用于環(huán)氧粉末防腐鋼管體系的涂覆。經(jīng)試驗室檢測和現(xiàn)場應(yīng)用試驗證明，應(yīng)用于長輸管道的雙層熔結(jié) 環(huán)氧粉末防腐體系綜合性能比單層環(huán)氧粉末防腐層更加優(yōu)良，具有很高的性價比，而且，還具有有效使用壽命更長，維護(hù)費用較低，多防腐層類型等特點，能夠根據(jù) 不同需要針對性地選擇其類型，不同管道建設(shè)都能夠采用，尤其是需要在穿越和山區(qū)進(jìn)行施工，能夠抵抗化學(xué)腐蝕性強(qiáng)的土壤的腐蝕，對溫度及適用管徑適應(yīng)范圍 大，對各種異型件都能適用，在現(xiàn)場施工時，有比較成熟的補(bǔ)口施工、補(bǔ)傷等工藝，質(zhì)量控制比較容易，耐劃傷性能優(yōu)越，抗沖擊性能甚至能與三層PE防腐結(jié)構(gòu)不 相上下等，該體系具有較強(qiáng)的粘結(jié)性能和較好的抗水滲透性，已大量應(yīng)用于長輸管線工程中。

二、環(huán)氧粉末防腐鋼管的優(yōu)點

1、生產(chǎn)工藝自動化程度高

生產(chǎn)時，采用一次性完成涂覆，是環(huán)氧粉末防腐涂料的每個粉末顆粒都能夠熔融結(jié)合，使所有組成成分能夠均勻結(jié)合，保證涂覆過程中和涂料成膜后的涂層具有連續(xù)穩(wěn)定的均勻性。而且，其涂裝過程不會產(chǎn)生三廢污染。

2、與鋼材優(yōu)良的粘結(jié)性能

在施工時，熔結(jié)環(huán)氧粉末防腐涂料能夠熔融結(jié)合涂裝，并且充分熔化流動，使其均勻覆蓋鋼管表面，和基體之間不存在空隙，達(dá)到完全結(jié)合。一般防腐涂 層剪切粘結(jié)強(qiáng)度都在10MPa以下，而環(huán)氧粉末剪切粘結(jié)強(qiáng)度能夠達(dá)到80MPa以上。除此之外，剪切粘結(jié)時能夠產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，主要是環(huán)氧粉末樹脂受熱固化 交聯(lián)而成為連續(xù)的熱固性聚合物，和鋼管表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)達(dá)到某種化學(xué)結(jié)合的效果。

3、具有較強(qiáng)的耐陰極剝離性能

作為衡量防腐涂層能否與陰極保護(hù)協(xié)調(diào)工作的關(guān)鍵指標(biāo)之一，陰極剝離一般采取施加陰極保護(hù)電流，一段時間后，涂層能夠剝離的面積(以半徑計)來進(jìn) 行衡量。其他涂層剝離半徑一般大于10mm，而環(huán)氧粉末涂層的小于8mm。由于熔結(jié)環(huán)氧防腐涂層具有這種熱固性交聯(lián)分子結(jié)構(gòu)特點和與鋼管之間的某種程度的 化學(xué)鍵結(jié)合特質(zhì)，使它作為防腐涂層體系具有絕佳的性能。

4、具有較強(qiáng)的抗沖擊能力

環(huán)氧粉末涂層質(zhì)地較為堅硬，能夠與金屬材料牢固粘結(jié)，抗沖擊力高達(dá)10J，一般涂層幾乎達(dá)不到這種要求。這就使熔結(jié)環(huán)氧防腐涂層能夠達(dá)到鋼管在不同作業(yè)環(huán)境條件下，堆放、運(yùn)輸、排管時對擠壓、撞擊、磨擦、彎曲等機(jī)械性能的要求。 　　5、具有較好的耐溫性能

環(huán)氧粉末涂層是現(xiàn)階段使用的各種防腐涂層中，耐溫性能最好的一種，其耐操作性溫度高達(dá)40～110℃。而且，熔結(jié)環(huán)氧防腐涂層技術(shù)包含的補(bǔ)口方法，具有簡便可行、性能優(yōu)良，和能夠與管體防腐相容的優(yōu)良性能。 　　6、具有較好的耐環(huán)境能力

熔結(jié)環(huán)氧防腐涂層可達(dá)到管線運(yùn)行時所處各種埋地、架空、水下等環(huán)境中對耐腐蝕、耐老化以及管線運(yùn)行時所處各種環(huán)境中對耐物理應(yīng)力、耐生物侵蝕、耐植物根系穿透的要求。

三、雙層環(huán)氧粉末防腐鋼管技術(shù)

1、雙層環(huán)氧粉末防腐生產(chǎn)線的涂敷工藝

雙層熔結(jié)環(huán)氧粉末外防腐生產(chǎn)線的涂敷工藝流程如下：

主要工序簡要說明：

（1）前處理

對彎管要進(jìn)行逐根目測，要對外觀和尺寸偏差達(dá)不到鋼管標(biāo)準(zhǔn)予以剔除；采用丙酮等有機(jī)溶劑對有油污的彎管表面進(jìn)行清理；經(jīng)海運(yùn)來的彎頭，經(jīng)測定氯化鹽含量超20mg/m2的，要用高壓淡水進(jìn)行沖洗。

（2）拋丸除銹

彎管在環(huán)型傳輸線上行走進(jìn)入清理室進(jìn)行表面拋丸除銹。

（3）除銹后檢測處理

第一步要進(jìn)行目測，修整或剔除有疵點的鋼管。還要依照規(guī)定的檢測頻率采用錨紋測量儀對錨紋深度進(jìn)行檢測，最后，按照照片或等級比較樣塊對除銹等級進(jìn)行檢驗。

（4）預(yù)熱

使用中頻線圈對彎管表面進(jìn)行加熱，直至達(dá)到涂料要求的溫度。為對彎管表面溫度準(zhǔn)確控制，要采用測溫儀對其連續(xù)測量。

（5）噴涂

噴涂過程中，彎管在環(huán)型傳輸線上行走進(jìn)入噴涂室進(jìn)行涂敷，按照內(nèi)層外層依次噴涂，并且保證外層噴涂要在內(nèi)層膠化完成前進(jìn)行。

（6）水冷卻

必須保證涂層充分固化后再進(jìn)行水冷卻。

（7）在線檢測

待彎管表面溫度低于100℃時，采取火花檢漏儀針對全部涂層進(jìn)行漏點檢測，還要在漏點部位標(biāo)記，待下線后依相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修補(bǔ)。

2、環(huán)氧粉末防腐鋼管生產(chǎn)線的主要結(jié)構(gòu)特點

彎管傳輸裝置、拋丸除銹裝置、噴涂裝置及加熱裝置等構(gòu)成了環(huán)氧粉末防腐鋼管生產(chǎn)線。平面布置圖見圖1和圖2。 　　生產(chǎn)線主要結(jié)構(gòu)特點：

（1）傳輸線

使用圓環(huán)型彎管傳輸線，根據(jù)需要調(diào)節(jié)傳動速度，在傳動輪和內(nèi)側(cè)靠輪同時作用時，確保不同角度彎管都能夠在傳輸線穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）拋丸除銹裝置

該裝置使用了與直管生產(chǎn)線幾乎相同的拋丸除銹方法，由于多個拋丸器在彎管圓周方向的均勻分布，對表面處理質(zhì)量能夠有效保證。

（3）加熱裝置

因為加熱器隨著彎管的行走徑向隨動，對不同彎曲角度彎管的防腐處理都能夠適用。

（4）噴涂系統(tǒng)

該系統(tǒng)中，噴粉架隨彎管的行走作徑向擺動，對不同彎曲角度彎管的防腐處理均能適用。由于噴粉槍依彎管圓周方向的分布均勻，按照電機(jī)驅(qū)動依管體圓 周方向做均勻擺動，從而對涂層的連續(xù)性以及厚度均勻性加以保證。而且，涂層厚度能夠在300～1200 µm范圍內(nèi)根據(jù)不同需要加以調(diào)節(jié)。

3、生產(chǎn)線的技術(shù)關(guān)鍵、技術(shù)指標(biāo)

（1）在實際生產(chǎn)中，生產(chǎn)線的技術(shù)關(guān)鍵主要由以下幾點：第一，涂層厚度的均勻性要有效保證，由于彎管結(jié)構(gòu)具有特殊性，導(dǎo)致施工不易對涂層厚度的 均勻性進(jìn)行保證，從而使涂敷雙層粉末的難度增大。所以要提前采用工藝試驗分別對內(nèi)、外層涂層厚度進(jìn)行調(diào)試，研究出合理的工藝參數(shù)后方能正式生產(chǎn)。第二，要 使內(nèi)、外涂層能夠有機(jī)結(jié)合。內(nèi)、外涂層的有機(jī)結(jié)合決定了涂層整體防腐性能的好壞。而且能夠避免內(nèi)、外層的剝離。所以必須準(zhǔn)確把握內(nèi)、外層的噴涂時間差，保 證內(nèi)外涂層能夠有機(jī)結(jié)合。第三，控制好固化溫度和時間， 　　涂層的各項性能指標(biāo)很大程度上受固化溫度和時間影響，在此，必須加以準(zhǔn)確控制。

（2）生產(chǎn)線各項性能主要技術(shù)指標(biāo)

適用彎管管徑：Φ≤1 200 mm；

表面除銹質(zhì)量；近白級(Sa2.5)；

加熱溫度：230～250℃；

涂層厚度；300～l 200μm(可根據(jù)需要加以調(diào)整)；

生產(chǎn)速度：250～350 mm／min

適用彎管角度：10o～90o。

四、結(jié)語

環(huán)氧粉末防腐鋼管體系，以其優(yōu)異的性能和較低的成本，受到長輸管道工程界的高度重視，被作為超強(qiáng)防腐手段應(yīng)用到長輸管道工程的特殊地段，成為長輸管道外防腐領(lǐng)域最先進(jìn)的技術(shù)手段。隨著成本的不斷降低，該體系在國內(nèi)外必將獲得更加廣泛的推廣應(yīng)用。

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