摘要：整体包覆式3PE防腐管和硬质聚氨酯泡沫塑料保温管兼容生产线，是在原有整体包覆式聚氨酯泡沫保温管生产线的基础上改造而成的。可在一条生产线上分别进行包覆式2PE、3PE、硬质聚氨酯泡沫塑料保温管的生产。主要解决了以下技术问题：设计各种不同管径的挤出机机头，用来满足不同直径钢管的3PE防腐要求；制作了微小空间内进行粉末自动喷涂系统，使得钢管在直线传动无旋转的环境下实现环氧粉末喷涂的均匀性。本文以整体包覆式3PE生产为例，介绍了该生产线的工艺流程和主要技术特点。
关键词：3PE防腐管 环氧粉末 工艺流程
3PE防腐层适用于复杂地形、腐蚀严重的管线保护，在油田建设中，3PE防腐管以其高度的耐化学腐蚀特性、绝佳的机械保护特性、使用寿命长等优点目前已在国内油田输油、输水、输气工程的应用中占据主导地位。为了满足油田需要，同时扩大我厂防腐产品的预制范围，在原有泡夹管生产线的基础上，设计制造了一条集3PE防腐管、2PE防腐管、保温泡夹管兼容生产线，实现了φ219以下整体包覆式3PE防腐管的生产。通过反复试验，已经试生产3PE防腐管近1km，经检测，产品质量基本符合设计要求。现将3PE防腐管的结构、工艺流程介绍如下，以供参考。
1、聚乙烯3PE防腐管结构
埋地钢质管道三层PE防腐层的结构如图1。
(1)底层：熔结环氧粉末, 厚度≥120μm;
(2)中间层：共聚物胶粘剂，厚度≥170μm；
(3)外层：高密度聚乙烯, 厚度1.8～3.7μm；
3PE防腐层通常采用液体环氧或熔结环氧粉末作底漆，我厂采用熔结环氧粉末作底漆。环氧粉末通过静电直接涂敷在钢管表面, 其作用是与共聚物胶粘剂形成化学粘接, 具有优秀的耐腐蚀和抗阴极剥离的性能。中间层为共聚物胶粘剂, 起到与底层环氧粉末和外层聚乙烯防护层粘接的作用，它与环氧粉末底层有极好的化学粘合力, 能够抵抗土壤运动、温度变化引起的剪切力。外层为高密度聚乙烯防护层，具有优良的抗潮气性能，可以保护环氧粉末底层及胶粘剂层。这样组成的三层结构具有耐化学腐蚀和良好的抗冲击性能。
2、工艺流程及喷涂原理
2.1 工艺流程
工艺流程见图2
图2 整体包覆式3PE生产工艺流程
注：*为特殊过程#为关键过程其他为一般过程
2.2 喷涂原理
在整体包覆式3PE防腐管生产中，关键因素是增加了粉末喷涂系统。粉末喷涂系统是由粉末流化床、气路控制系统、粉末泵、喷粉箱、粉末回收装置等系统组成，采用静电喷涂工艺，其工作原理是：环氧粉末在压缩空气的推动下与喷枪头及输粉管内壁摩擦，使环氧粉末颗粒带上正电荷，在气流的作用下经由喷枪喷向已经加热的钢管表面，并被吸附在管壁上，经加热固化后形成致密的环氧粉末涂层。
3、主要技术特点
3.1 实现包覆式3PE防腐管与2PE、泡夹管兼容生产
为使该生产线既能生产泡夹管，又能生产2PE、3PE防腐管，在原有泡夹管生产线的基础上又做了如下改进：
3.1.1 在原有中频加热装置处，添加环氧粉末喷涂系统
在中频加热装置的侧面，安置粉末流化床和气路控制柜系统。在中频加热装置前方，增加一喷粉箱，在喷粉箱前、后进出管方位上，制作不同管径挡板，以满足不同管径的3PE防腐管生产。
3.1.2制作不同管径的挤出机机头，用来满足不同直径钢管的3PE防腐要求
我厂承揽的3PE防腐管主要在φ219以下管径，为此，经过设计、计算制作了几种不同管径的挤出机机头，可同时满足2PE、3PE的生产，使得即满足生产需要，同时不造成资源浪费。
3.2 增加喷枪数量，保证喷涂均匀性
粉末流化床上有四个出粉口，所以在先期制作的喷粉箱上的上、下、左、右四个方位，各有一只喷枪。实验过程中发现喷枪数量过少，导致钢管表面喷涂环氧粉末不均匀。于是增大粉末流化床的出粉量，同时在粉末流化床出粉口处安装三通，将四只喷枪改为八只喷枪，增大喷粉面积，保证粉末喷涂的均匀性。
3.3 节约生产成本，改善喷涂环境
在3PE防腐管生产中，进行环氧粉末喷涂时，会发生部分环氧粉末从喷粉箱中溢出，尤其是在刚开始喷涂时，钢管温度达不到可以熔结环氧粉末的温度，环氧粉末会随着钢管的移动而大量的溢出。这不仅导致环氧粉末的浪费，同时造成工作环境的污染。为解决此问题，特将喷粉箱所有缝隙封死，并在下方安装粉末回收装置，同时在中频加热圈和挤出机之间安装一粉末回收罩，确保在生产时，可再次利用回收的环氧粉末，节约生产成本的同时也改善了工作环境。
4、结语
本条生产线已经投入使用，结果表明，该条生产线生产的整体包覆式3PE防腐管达到技术标准要求，稍加改动后可生产2PE防腐管、聚氨酯泡沫塑料保温管，大大提高了该条生产线的利用率，同时为我厂扩大并占领油田市场提供了有力的保障。
