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        襯塑與涂塑復合管孰優孰劣的爭論

        來源:http://www.xddwd.com/article/2019125222.html

        我們對于襯塑與涂塑復合管孰優孰劣的爭論,如果不是從解決問題出發就沒有多大意義。我們并不主張專講大好形勢,因為優勢以相對穩定的狀態出現而且已經在發揮著推動作用,而且專講優勢會使我們心理上過分沾沾自喜。反之,劣勢或缺陷正在使勁地拉走我們的客戶。所以從這個角度講,克服缺陷、解決瓶頸問題就是我們的第一要務。

        和其它行業相比,我們現在有一個號召力強的務實的協會。有這么多珍惜行業品牌、團結、虛心的會員。我們就不應當也不會走其它行業一哄而上、惡性競爭、大部潰敗的老路,而應當好好地珍惜和利用協會這個平臺,拋棄同門之鑒,企業聯手,取長補短,從材料、裝備、工藝等全方位著手攻關。不但要把鋼塑管產品的品質提升一個新臺階,而且要不斷降低成本,也就是說要不斷提高產品的整體性價比。

        一、基管成本高鍍鋅管與焊管差價的誘惑問題,應對策略為三步法與二步法降成本近1000元。所有搞營銷、包裝和策劃的高手也不得不承認,價格因素是市場推廣的殺手锏。要突出價格優勢,企業必須擁有成本優勢;、熱源、粉末涂料構成涂塑復合鋼管的三大直接成本,F有涂塑復合鋼管基本上均以鍍鋅管為基管制成,高成本使市場擴張能力不夠。其銷售價構成簡稱三步法:第一步4000元/噸的焊管,第二步5000元/噸的鍍鋅管,第三步6000元/噸左右的涂塑復合鋼管。按焊管直接涂塑的復合鋼管銷售價構成看,基本上可用二步法來簡單表述:第一步4000元/噸的焊管,第二步5000元/噸一100元/噸的涂塑復合鋼管。這也是焊管內外直接涂塑生產線設計時的初衷與開發宗旨,即以低制造運行成本、低原材料成本、低維護成本、低人工耗用和零排放,生產一種中高檔品質的給水涂塑復合鋼管或涂塑鋼管。使其產品可基本上接近中檔鍍鋅管的價位,從而確立強勁的性價比方面的競爭優勢,快速滲透鋼塑復合管乃至鍍鋅管的市場。

        二、熱源成本高柴油與電能表面帳與實際帳問題,應對策略為40kg×4.2元/kg與130度×0.75元/度的比較。目前生產企業大多采用柴油作為涂裝的熱源,按理論計算:單位價值的柴油發熱量明顯超過電的發熱量,但由于柴油燃燒氣氛對涂層的影響,必需采用熱交換器的間接式加熱,再加出口排熱,熱損耗高達45—50%;而用電不但成本穩定且無污染。目前傳統內涂生產線耗柴油為40公斤/小時,按市場價4.2元/公斤計,則每小時耗費168元。本生產線采用電力的實際耗電為130度糾、時,以每度電0.75元/度計,則每小時耗費97元。

        三、粉末成本高常用內涂粉與雙高薄涂層的成本差別問題,應對策略為中厚型普通粉末與薄型雙高粉末的成本優勢。涂層厚度應大于等于3.0mm所帶來的成本問題,這主要跟粉末細度、鋼管除內毛刺、除內焊筋和工藝掌握尺度有關。實驗顯示:厚涂層不但使附著力受到明顯影響,還導致縮頸現象加劇,如果不采用動態流平工藝,還造成流掛等不利于表面平整度的現象發生,所以厚涂層不但成本高還可謂后患無窮。熱塑性粉末涂料如聚乙烯,高熔指往往伴隨著低的熔點,也就是說伴隨著低的物理強度。反之亦然。而涂裝工藝要求粉末涂料既要容易涂裝,也就是說希望它熔指要盡量高(涂裝溫度就可盡量低),又要保證良好的物理強度,也就是說表面硬度和熔點最好高一點,這本身是一對矛盾。就好比我們要求一種材料既柔軟,又有良好的剛性與強硬一樣,因為對于同一種材料來說,硬往往伴隨著脆。涂邦通過深入的研發工作,從粉末細度、涂裝工藝等著手,把粉末涂層的厚度控制在最低界限。同時通過選擇專用于聚乙烯內涂的樹脂品種,使粉末涂料的性能向兼顧型轉化,基本達到了高熔指對應高熔點。上述革新既降低成本,又對附著力、縮頸現象、流掛等有明顯改善。

        四、運行成本高單一功能與多功能復合生產線的區別問題,應對策略為生產線涂裝產品系列多功能的規模效益優勢。對于生產線的運行成本問題,不管是大型設備專業分工很細的企業,還是中小型僅上一條線的企業,只要設備開工率不超過70以上的,都必需考慮生產線的運行成本問題。解決辦法一是通過挖掘企業內部潛力,降低生產線的固定成本與周轉材料成本;二是增加生產線的復合功能,生產各種類型的鋼管涂裝產品,通過增加開工率降低生產線的運行成本。所以本焊管直接涂塑生產線設計時綜合了以下功能:單獨外涂、單獨內涂、內外同時涂裝,也可涂裝各類熱塑性、熱固性粉末涂料,可涂圓管和方管,實現了15—200管徑的大跨度涂裝。

        五、附著力問題各類金屬涂裝表面的粘結屬性歸納分析問題,應對策略為焊管金屬面代替鍍鋅管金屬面的附著力增強。鍍鋅管與粉末涂層的附著力問題是我們這個行業技術上的難題。一方面是附著力指標不易達到要求,另一方面是不穩定。對此我們認為是對粉末涂料粘結的機理和整個工藝過程研究與把握的問題。經過我們的對比實驗分析數據,造成附著力指標不易達到和不穩定的原因主要有:

        1.金屬表面本身被粘結的不同屬性問題。有的金屬表面本身屬性易被粘結,有的則不易(見下表)。前處理后的焊管表面屬于一類范疇,鍍鋅表面屬二類范疇,上表也證明了前處理的至關重要性,因為氧化的金屬表面屬于三類滯性表面,不能粘接。所以,對于鍍鋅表面用于涂裝,是花錢買麻煩。正是出于這種理論的指導,涂邦公司開發了用焊管直接進行涂塑的生產線。

        2.金屬表面比表面積偏小我們把理想狀態下絕對光滑的表面積稱為絕對表面,每平米金屬面的絕對表面積為1M2,外形每1M2的金屬表面由于表面不同的粗糙程度其真實展開面積都會大于1M2,我們把這個真實展開面積叫做比表面積,比表面積越大,說明表面越粗糙,一般1M2金屬表面的比表面積都大于3M2甚至更大。涂裝粘結所有假設理論的結合力,不管它以何種理論或何種結合力為主導,也就是說不管是以機械結合力、吸附力、滲透粘接力、靜電作用力、化學鍵作用力等等為主導,其作用都是發生在粘接界面,由此完全可以得出粘接力與粘接表面的面積的高度相關關系的結論。從這個角度分析,比表面積越大,也就是說表面越粗糙,粘結力就越大。這也是我們前處理為什么要強調噴砂加深錨紋的原因。由于鍍鋅層的金屬鋅表面強度低,也就是說它屬于軟質金屬,再加上其涂裝工藝過程中一般采用外抹內吹工藝,導致其表面光潔度高,比表面積低,所以涂裝粘結的附著力就小。當然,并不是說焊管的比表面積天生就大,它同樣也需要前處理,而且非常重要。如果把涂裝比做一幢建筑的話,前處理就是基礎,實際上涂裝所花費的人工中,大部份都是花在前處理上的。還有,需要注意的是,理論上比表面積越大越好,實際并不是,因為我們實際使用的粉末細度均目都在70目左右,匹配不了。如果比表面積大而粉末細度不能相應提高,我們在放大鏡下觀察涂層切面,發現涂層出現空鼓,這對涂裝是相當不利的。

        3.粉末的細度達不到要求在國產粉末沒有普及之前,不少企業均曾采用日本進口的粉末涂料,其細度明顯超過目前的均目70目,附著力也明顯超過30N/10MM,實驗室用120目PE粉末涂料進行涂裝實驗,在涂層超厚的實驗條件下, (薄形涂層檢測時全部拉斷)測出其附著力為47N/10MM,這充分證明在一定比表面積條件下,增加粉末細度明顯有利于附著力的改善。上述實驗結論也是涂邦公司研發超音速粒子加速器低溫細微粉碎機組的理由, 該粉碎機組在4℃冷卻水的冷卻下,將熱塑性粉末涂料的粉碎細度從原有的50—60目提高到150目。

        4.粉末涂料級配不良粉末涂料的級配就是單位重量中不同檔粒徑的配比。在同一批粉末涂料中,并不是只有細度這一指標,而要求各檔料徑或細度達到一個最佳的配合比。這個配合比往往不呈數量級數,而是呈幾何級數。實驗數據表明,在相同的工藝條件下、相同涂裝面積、同重量的粉末涂料:

        (1)細度為70目的(單一目數)其涂裝厚度為513微米。(2)細度為50目(占60%),細度為70目(占30%),細度為100目(占10%),其涂裝厚度為490微米。(1)號級配與(2)級配相比,1號級配的均目為70目,2號級配的均目為6l目,說明2號級配比1號級配粗12.8%,但實驗結果表明其涂層厚度反而減少了4.5%。說明涂層的致密度有所提高,致密度提高,與金屬表面的空鼓現象和涂層的氣泡減少。與金屬表面的接觸面積相應增加,附著力隨之提高。實驗充分說明了級配對涂層致密度的相關關系。

        5.反應擠出機混煉不均勻目前用于熔融擠出接枝反應的擠出機,一般以單螺桿擠出機為主,螺桿長度一般在3米以內,事實上就是雙螺桿擠出機,其微米級熔融擠出料的接觸概率也在16%以下,要達到充分的混煉,必需經過分散——混合——再分散——再混合的多次循環,才能達到引發劑、復合單體、阻聚劑等接枝助劑的充分混合。

        必須清楚,接枝助劑占基體樹脂的重量比是相當微小的,按常規的3.5%計算:其分散混合的接觸概率為3.5%×16%=O.56%。O.56%×12個螺距×混煉3次=20.16%(接觸概率),接觸的過程就是混合的過程,接觸概率低就達不到混煉的效果,事實上粉末涂料在存放過程中,熔指降低的原因就是因為混煉不均勻,混煉不均勻,接枝率就低,于是就想增加接枝助劑的用量,更導致引發劑、復合單體等沒有充分反應,而以游離態方式存在,存放過程中逐漸作用,加上交聯副反應,使粉末涂料后續品質發生改變。根據粉末涂料熔融擠出反應的特點,涂邦公司研發的微米級高效能密煉高壓反應擠出機組,分散量級達到O.47mm2,熱熔塑料微米級接觸概率達到66%,經過切片分析,混煉效果超過同類型的雙螺桿擠出機,使接枝率有明顯提高。

        六、縮頸與起殼涂裝冷卻過程的臨界收縮點與后期縮頸問題,應對策略為高壓施加預應力與急冷定型對抗收縮與蠕變。由于鋼管與PE的線膨脹系數的差異,涂裝后環境溫度變化引起涂層與鋼管膨脹率或收縮率的差異,當這種膨脹或收縮的應力大于涂層和管壁的附著力時,就產生縮頸與起殼現象?s頸現象主要出現在內涂層,外涂層由于PE的包裹效應,縮頸現象基本不會出現。我們把縮頸現象分為軸向縮頸(沿鋼管長度方向)和徑向縮頸(沿鋼管半徑方向),起殼或稱脫殼現象既是涂層空鼓現象的連續化,也有的可能是徑向縮頸與軸向縮頸的局部混合。

        對于內涂層的徑向縮頸,實驗分析它與鋼管特定的圓形形狀有關(外涂層的徑向收縮對涂層并無壞處)。我們通過鋼管內高壓空氣施加預應力,使其充分膨脹,同時外壁鋼管用急冷水冷卻,克服特定的圓形形狀的應力差異,實踐證明效果是明顯的。對于內涂層的軸向縮頸,我們在同樣的條件下,用附著力較差的PE粉末涂料,做了這樣的四組對比實驗:

        1、厚壁鋼管一厚涂層;2、厚壁鋼管一薄涂層;3、薄壁鋼管一厚涂層;4、薄壁鋼管一薄涂層。

        實驗證明2號實驗最優,l號和4號實驗無明顯變化,3號實驗最差:發生了1.4mm縮頸現象。(總長2米)實驗五:用噴砂后的鋼管重做3號實驗未發生縮頸現象。本實驗充分表明,由于鋼管的線膨脹系數小于PE的線膨脹系數,所以要用厚壁的鋼管(線膨脹量大)和薄涂層PE(線膨脹量小)與之匹配,使二者趨于統一。再加上噴砂后比表面積的增大,配以上篇增加附著力的措施,縮頸和起殼現象是完全可以避免的。此實驗也同時證明了薄涂層優異的延展性對縮頸與起殼現象抑制作用。

        七、表面物理強度匹配問題高低熔指粉末涂料的性能矛盾問題,應對策略為高熔指高熔點的粉末涂料優勢及工況匹配。一旦把給水涂塑復合鋼管拓展定位于鋼管的涂裝,其應用領域就大為擴展。不同應用環境的涂塑鋼管,對表面涂層的物理性能也提出了不同的要求,需要我們在配制PE粉末涂料時,嚴格按照它的應用要求配制。關于不同應用環境與PE涂層物理性能要求匹配,主要輸送載體或應用環境見下表。

        配制和涂裝PE粉末涂料時,往往會遇到這樣的矛盾,即既要求涂層良好的物理性能,表現為抗沖擊性能好、抗彎曲性能好、硬度高、耐磨性好等。又要求涂裝溫度低,容易流平、涂層光潔度好。這對矛盾僅按照國內目前的技術水平、材料的選用是很難徹底解決的。就好像我們一種材料既要硬度高、又要柔軟一樣(抗折強度高),是很難做到的,因為對同一種材料來說,硬度高往往伴隨著脆性。

        這就是說,市場應用和涂裝工藝要求我們能配制出這樣的一種粉末涂料,它的熔點是高的(相關的物理性能指標就會較高),但它的熔指又是較高的(容易涂裝)。因為熔指往往代表涂裝工藝的難易程度。這就是我們研發雙高型聚乙烯接技熔融擠出粉末涂料的原因。涂邦通過深入的研發工作,通過選擇專用于聚乙烯內涂的樹脂品種,利用自行開發的微米級高效能密煉高壓反應擠出機組,大大提高接技率,控制接技反應的交聯副反應,同時從粉末的細度等全方位人手,使粉末涂料的性能向兼顧型轉化,向市場推出高熔指、高熔點的D—PE一2型粉末涂料,以解決應用環境要求與涂裝要求的矛盾。

        八、經營資源分配劣勢主產品帶次產品的經營策略分析問題,應對策略為完整獨立的系列化產品經營策略。根據我們的調查,不少企業均實行的是主產品帶次產品的經營策略,他們把鋼塑復合管在本企業的產品結構中放置于一個附屬品的地位。在經營資源的分配上,處于劣勢,這里提的經營資源包括資金、人員配備、市場網絡、信息的傳播與收集整理。按照焊管內外涂生產線所生產的產品歸類,我們按照PE的涂層厚度、熔指、環氧類粉末涂料、環氧一聚酯復合粉末涂料、純聚酯粉末涂料等要素來進行內外涂層組合,組合成96種不同的產品組合,對應于不同的市場應用領域,涂塑鋼管已全然不是原來的內涂PE、外涂純聚酯的單一品種,以形成一個完整的產品系列,完全應該用獨立的、事業部式的經營模式分配公司的經營資源。

        九、共擠市場獨木橋市場應用面的挖掘與分析問題,應對策略為市場細分、不同產品的個性化來滿足需求。

        十、給水管市場的經營難度行業應用決定產品要求問題,應對策略為放開給水管局限,全面進入鋼管涂裝市場。第九、第十兩點存在著較高的相關關系,故并列探討。由于涂塑鋼管以形成一個完整的產品系列,并對應于不同的市場應用領域,在經營上,應該放開原來的涂塑管的市場局限,而把它定位于鋼管的涂裝、防腐、裝飾、衛生等全方位的復合鋼管市場。根據細分市場不同領域的涂裝要求,以不同的內外涂層與之匹配,并積極尋找相對的空白市場,如高速公路護攔桿市場、農用大棚市場,還有前期我們所了解到的船用涂塑管市場等,在積極細分、尋找市場的過程中拓展內外涂塑鋼管的應用面。我們相信,在我們行業每一員的聯手攻關和共同努力下,挾內外涂塑鋼管的性價比優勢,涂塑鋼管一定會在整個管業市場中占有重要的份額。

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