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        大口徑涂塑鋼管廠家關鍵技術透底

        來源:http://www.xddwd.com/article/2019124220.html

        我國天然氣管道目前正是一個空前的建設時期,‘’西氣東輸"T程從新疆至上海運趾達4 167km}規劃進口天然氣管道3條:俄羅斯西伯利亞至北京全長4 091km,其中我國境內2 131km;俄羅斯薩哈林到沈陽全長2 420km,其中我國境內l 940km;俄羅斯西西伯利亞或中亞土庫曼斯坦至上海全長約7 500km,我國境內約4 400km。這3條輸氣管道總長約14 OOOkm,我國境內約長8 100km。還有全國天然氣網,需涂塑焊管量將更大,所需管徑660一1 420mm。采用管道輸送天然氣時,按世界其他國家統計數字看,天然氣價格中運價占40%一50%,甚至更高。提高天然氣管線的防腐蝕性能,增加其使用壽命,提高管路內壁光潔度,減小阻力增大流量,降低動力消耗,對降低天然氣輸送成本極為重要。國外在輸氣管道上多采用涂塑鋼管,其內涂采用環氧塑膜,外涂采用環氧和低密度聚乙烯兩層塑膜,技術上已較成熟。但我國至今尚未采用過,生產此類涂塑鋼管的生產廠家也極少。本文就這方面問題做一些探討。

        1、內涂層為改性環氧塑膜
            天然氣輸送用焊管內壁的粗糙度對天然氣的流量有極大的影響,根據流體力學管道流動阻力沿程公式.即

            如果不涂塑膜的焊管內壁絕劉粗糙度為33}.,m.而涂改性環氧塑膜焊管內壁絕對粗糙度為0. 3 } m }.沿程流體阻力h,和鋼管內壁的絕對粗糙度呈I }:比關系,因此內涂改性環氧塑膜可以大大減小天然氣流動的阻力,、山公式看出,在相同條件下,流體阻力小.則輸送的氣體體積多。

            天然氣的主要成分是CHa, C,Hb, C3H:等,這此可燃氣體對鋼管內壁有一定的腐蝕作用。為增加鋼管耐腐蝕性能,內涂改性環氧塑膜也是十分必要的改性環氧塑膜和焊管的枯結力極強,在天然氣氣流的長期沖刷下,不剝離,不開裂,不老化.其化學穩定性好,塑膜硬度高,耐磨損,防微生物滋生等優良性能大大提高了輸氣管道的質量

            天然氣輸送用管道所經的線路中有黃土、巖石、沙漠、煤礦、湖泊、沼澤,跨越黃河、長江等。這就要求鋼管外壁有較強的防腐蝕、防老化的保護措施。國外采用鋼管外壁先涂一薄層環氧樹脂塑膜,再用一種粘結劑粘結一層較厚的LLDPE蛆膜。為了防止地層中流沙對鋼管的沖刷及管路產生滑動,在LI,DPE塑膜上再加一層顆粒狀的LLI)PE,使管路避免因沖刷而變形扭曲。

        2、生產天然氣用涂塑焊管的關鍵技術工藝2. 1焊管表面的前處理
            天然氣輸送用涂塑鋼管多為X660一1 420mm的大日徑直縫焊管(或螺旋焊管)。為提高塑膜的枯結力,焊管應進行噴丸處理。新上生產線廠家多設計鋼管外噴丸專用設備和鋼管內噴丸專用設備、筆者認為這樣的專用大型設備制造費用高,實際使用過程中雖有自動化程度高的優點,但其噴丸效率和噴丸質量均不太理想,包括一些進口設備也是這樣,有時達不到瑞典5150 55900 Sat1l2標準的要求,且故障率高,噴后返修率也高。對于大CI徑焊管噴丸處理,甚至一些人工費用高昂的工業化國家的廠家,也采用建噴丸室人工進行噴丸、結合我國國情和人工噴丸處理的實際效果看,大日徑焊管噴丸還是采用人工噴丸的好,當然應對操作者進行必要的安全保護。

        由于大u徑鋼管長達12m以上,重量可達數噸,因此噴丸室要建造的足夠大,且要有搬運鋼管的運輸小車和旋轉支架,噴丸室內部四壁應鋪設10 -- 15mm厚橡膠板,門開關方便:門關閉后應有較可靠的密封,以防止鋼砂濺出傷人噴丸室內還應裝有鋼砂收集、過篩及提升到噴丸機的裝置。室內要有足夠亮度的照明燈并用防彈透明罩保護。操作人員進人噴丸室要戴好供氧防護面罩,穿好防護工作服。一般只準1人持噴槍進人噴丸室,以免發生危險。鋼管在旋轉架L邊轉動邊噴外壁。內壁噴丸時,操作人員爬(坐)在管內小滑車一,鋼管仍需轉動,小滑車則在管內徑向滑動保持水平,軸向勻速后退直到完成鋼管內噴丸過程。噴丸室還應設置觀察窗,室外人員隨時觀看室內噴丸人員的工作情況,發生問題及時處理,以保證噴丸工作順利進行。

            在選用設備時,噴丸機和空氣壓縮機要足夠大,并能配套使用,以免噴丸時氣壓及流量不足而中間停工?蓪iT設計噴丸機或采用鑄件清砂用的噴丸機。
            為保證噴丸后鋼管表面粗糙度在30 - 50}m.應選用a一t20號鋼砂。鋼砂太粗大,噴丸后鋼管表面粗糙度大于50t}.m而環氧塑膜較薄(一般在80一100wm),個別毛刺太大,容易使塑膜光潔度降低且防腐蝕能力差。鋼砂太細,則既浪費鋼砂義降低生產效率,而且鋼砂重復使用率低,增大了牛產成木。
            鋼管噴丸后的表面應全部達到SISO 55900 Sat1/2標準或更高。檢驗方法采用和標準樣板對照法。熟練后一般用肉眼觀察管壁全部顯出銀灰色金屬光澤,氧化皮、銹跡、油污、灰塵等污物全部去掉,用放大鏡觀察可見粗糙的活化面和細小毛刺。為看得清楚,檢測時要用大于200 W的檢查燈。檢測時不得用手模管壁,避免毛刺刺傷手指以及手指污染管壁。在運轉過程中也不得污染活化面。檢測后i2h內必須進行涂覆,否則應重新噴丸。

            焊管質量按有關標準檢測后,確定其鋼材質量、規格尺寸及各項物理性能全部合格,轉入噴丸室進行噴丸處理后,再進行靜電噴涂,在靜電噴涂室內焊管全部表面(內外壁)涂一層環氧粉末,然后進人固化爐加熱固化。此涂層約為801001x m ,固化溫度一般為180一26090根據塑粉的特性選擇合適的溫度),保溫時間為30min。固化出爐后立即用擠壓包覆法進行涂覆,擠壓包覆機的雙槽口模:一個槽口供應聚合粘結劑;另一個槽口供應低密度聚乙烯塑膜帶,對涂有固化后的熱環氧塑膜的焊管外壁進行包覆。此涂覆法的焊管外表面為2層塑膜即環氧塑膜加線性低密度聚乙烯塑膜。

            這種生產方法只用1套生產設備,即幕簾散布涂覆機。此設備既能進行鋼管內表面涂塑,又能進行鋼管外表面涂塑,且可涂不同的塑膜。幕簾散布涂覆機上裝有內噴涂槍和相應的裝置。需指出的是,為保證鋼管內表面環氧粉末噴涂均勻,不同直徑的鋼管應選用不同型號的多頭噴槍嘴,其原則是噴槍嘴距鋼管內壁表面應為200 -300mm。在噴粉過程中鋼管在旋轉架上勻速轉動(3一Sr/ruin),噴槍頭隨噴槍管邊噴塑粉邊勻速后退,直到鋼管內壁全部噴完。上述過程均能自動完成。內噴涂完成后約30s,鋼管即可趁熱進人固化爐中加熱固化。為適宜鋼管外涂LLDPE,在選用改性環氧粉末涂料時,應考慮到其固化溫度最好在230 } 300}C,這樣在固化保溫30min后,鋼管溫度正好達到涂LLDPE的溫度,這時出爐后即可放在幕簾散布涂授機上進行外涂LLDPEo所以盡管這種涂覆法有二次加熱,但所耗熱能卻和上一種方法差不多。而環氧樹脂塑粉固化溫度在23。一300℃的塑粉涂料是改性涂料,固化后的各項性能要比固化溫度低于230:的涂料好,風其價格較低。

            第種生產工藝,因在靜電噴涂室完成內涂覆,而靜電噴涂法在噴涂內面時,外面也全部涂覆,雖然其涂層薄且較為均勻,但對于焊管,尤其是大口徑焊管的焊縫處會出現減薄甚至露底現象。雖然靜電噴涂前焊管不必加熱,但環氧涂層固化時仍需加熱和保溫,而外面包覆時,包覆機對鋼管仍需加熱,其耗電量也較大。另外這種涂覆工藝占用2套設備,廠房面積大,設備投資多,耗電高,生產成本也高,外壁環氧涂層必要性不大也無法檢測其質量,在其上面包覆LLDPE塑膜粘結力也差,尤其是焊縫處。
            第二種生產工藝,因內、外面涂覆是分別進行的,內涂改性環氧樹脂塑粉可以單獨進行,不影響外壁。雖然要加熱才能涂覆,但涂覆后立即進人固化爐,升溫很快,節省能源。至于內噴涂的均勻性問題,只要處理好噴槍頭即可。顯然,這種生產方法因為只用1套生產設備,故而廠房、設備投資少,生產成本低,外壁直接涂LLDPE粘結力強,加厚和加顆粒(防滑)方便。
            根據我國天然氣的成分和管路所經的地質條件,兩種涂覆方法所生產的涂塑焊管,在其他條件相同的情況卜,其使用壽命和輸送天然氣的能力,第二種方法生產的涂塑焊管更有優勢。
         

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