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浅谈整体包覆式3PE防腐管生产工艺

发布时间:2022-11-06 11:35:02 来源:网友投稿

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。

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