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常温涂塑钢管制造工艺研究

摘要：现在市场上对大口径涂塑有较大需求，而以现有技术条件其制造成本极高。经过开发专用涂料，实现了常温制造涂塑（弹性体）钢管。其工艺关键特点：降低了钢管表面处理要求、无需对钢管进行加热处理、无需大型机具。口径在ø10-3800钢管均可实现内外涂塑，产品超出国家标准要求。该技术填补了大口径涂塑钢管空白。涂层全部采取无毒弹性涂料，含有水阻低、带锈防锈和无毒保洁功效，能有效抑制青苔和红虫滋生。

关键词：涂塑钢管 制造工艺 常温 大口径
Manufacturing techniques of the plastic-coated steel tube

under the room temperature

Abstract: The big caliber plastic-coated steel tube has a great need in the market recently, however the cost is very high with the existing technology. The development of the special paint makes the manufacture of the plastic-coated steel tube be possible under the room temperature. This technique requires less treatment on the surface of the tube and needlessness of heat treatment to the tube, in addition, there is no need of large machines. Tubes with caliber above Φ10-3800 can be painted both inside and outside, products reach the national standard. This techniques meets the demand of the of the steel tube of big caliber paint mold. The coat contains nontoxic and elastic paint which is of low water resistance and which schleps rust and guard against rust and which is of the virtue of keeping clean and unpoisonous, also it can depress the growth of the lichen and worm effectively.

Key words: plastic-coated steel tube; manufacturing techniques; room temperature; big caliber

1．序言
　　钢管在传输介质时或置于大气、土壤等自然环境中，管壁全部会经受不一样程度腐蚀，直接影响了管道使用寿命。食品、饮用水管道、石油化工管道等很多介质全部不许可管壁腐蚀而影响传输介质受到污染，钢管壁防腐防护成为关键技术问题。涂塑钢管就应运而生，现在中国钢塑管是从衬塑走向了涂塑，涂塑材料大全部采取塑料粉体材料，其中性能很好是聚乙烯（PE）和环氧（EP）。但它们施工要求高，工艺难度大，品质控制不易，设备投资大，严重影响涂塑钢管推广和应用，而且中国现在只能生产口径小于ø250mm涂塑钢管。在常规生产工艺中喷砂过程产生极大污染且对人体造成伤害，而加热过程能耗极大，造成大口径涂塑钢管无法生产。为有效处理大口径涂塑钢管生产难问题，制作工艺教授组首先从涂层材料上着手，研制并应用了弹性体带锈防锈涂料，再引入防腐及卫生性能很好防护涂料。采取了常温直接喷涂方法，处理了大口径钢管涂塑生产难问题。

2．常温涂塑（弹性体）钢管制备

　　将常温涂塑(弹性体)钢管是怎样突破原有技术难点及制造工艺进行了系统介绍。因为外管喷涂工艺比较常规，本文就关键介绍管内处理及喷涂工艺。

2.1 技术难点突破

　　常规制造涂塑钢管方法，首先需要对钢管进行喷砂除锈处理，其污染较大且工艺复杂。常温涂塑(弹性体)钢管采取了金属防腐中最前沿技术，带锈防锈涂料作底涂。带锈防锈涂料需要满足特殊性能：带锈防锈、附着力强、无毒、可喷涂、防腐性能好等。

　　另外，常规涂塑钢管是经过对钢管高温烧成，静电粉未喷涂来实现涂料对钢管内壁良好附着。所以，选择内喷涂材料时，须考虑到：附着力强、无毒、耐磨、耐冲击、耐多种化学腐蚀、常温可喷涂等。

　　所选择材料，均为聚氨酯类涂料，无毒且含有良好保洁功效。材料关键性能指标如表2.1。

表2.1 涂层关键性能指标

Fig.2.1 Film main performance figure

2.2 涂塑钢管制备工艺

2.2.1钢管表面预处理

　　对于新旧钢管，通常不需要专门除锈工艺。最好选择新出厂钢管，无需镀锌，管内有少许锈斑也可满足要求，只要将疏松浮锈清除，清涂油污即可。即达成手工除锈St2或电动除锈Sa1级要求即可。如钢管表面有油污，可用丙酮清洁表面。
2.2.2 涂料喷涂
　　喷涂设备包含：空压机、无气喷涂机、管内牵引机构等。动力装置为空压机，采取无气喷涂机及管内牵引机构将带锈防锈底涂喷涂于钢管内壁，厚度约30微米。待底涂固化好后，再用喷涂两遍聚氨酯面涂，每道80微米。整个涂膜总厚度约200微米。整个喷涂设备造价在几万元即可满足喷涂施工要求。
2.2.3检测处理
　　抽检涂塑钢管涂层质量，涂层表面应均匀，涂层最小厚度要达成150微米，平均厚度应在180微米以上。
2.3 不一样涂塑钢管制造工艺对比
　　和聚乙烯和环氧涂塑钢管工艺对比，因为我们采取聚氨酯涂料作底涂，降低了钢管表面处理要求，无需喷砂除锈清除浮锈油脂即可作业；另外，无需对钢管进行加热处理，在常温下即可喷涂。做到了施工方便，降低污染，节耗能源，可现场施工，造价较低，而且性能优异，完全满足工程需要。其工艺步骤对比如表2.3.

表2.3 各类涂塑钢管工艺比较表

Fig.2.3 Process of the plastic-coated steel tube comprison

2.4 不一样涂塑钢管性能对比
　　聚氨酯涂层不仅性能优异，而且体系全部采取了弹性体涂料，含有涂层薄、防腐能力强、阻力系数小、带锈防锈和无毒保洁特殊功效，能有效抑制青苔和红虫滋生。涂层质量按CJ/T 120-[1]进行检验，完全超出国家标准要求，不一样涂层性能指标对比，结果见表2.4。
表2.4  涂层性能指标比较
Fig 2.4 Film performance figure comparison

2.5 工程应用实践
　　大口径涂塑(弹性体)钢管近期在深圳水务集团盐田港海边外管工程、合肥自来水企业大口径过河管道工程、杨州钢管总厂等工程中应用，效果很理想，完全达成《给水涂塑复合钢管》国家标准CJ/T120-要求。
3．结论

3.1 常温涂塑(弹性体)钢管和用聚乙烯和环氧涂塑工艺相比，关键工艺特点是：无需喷砂除锈，清除浮锈即可施工；无需对钢管进行加热处理，常温即可喷涂施工；施工机具简单，可现场施工。

3.2 常温涂塑钢管处理了中国大口径涂塑钢管生产成本极高情况，填补了中国ø250mm以上直径涂塑钢管空白。

3.3 经大量试验研究证实，常温涂塑钢管应用于自来水工程，常能有效抑制青苔和红虫滋生。可降低藻类及红虫在管网大量滋生，有利于保障居民二次供水质量。

3.4 常温涂塑钢管涂层薄，阻力系数小在0.0082以下，过水流量可大于一般涂塑钢管，也有利于节省能耗。

3.5 常温涂塑钢管防腐防护能力极强，可用于酸、碱、盐、海水、石油化工等复杂环境，涂层可耐180℃高温且高温下体积变形极小，耐磨性也极强。所以，也可用于输送含固量较高流体物质。

3.6 常温涂塑钢管属于弹性体涂层，比其它涂层更含有弹性，可适应不一样情况下应力变形。小口径涂塑钢管可直接打弯，及在卡箍连接下涂层不受影响。常规涂塑钢管，在卡箍连接方法中常常会脱落，现场又无法修补。

参考文件

【1】 中国城镇建设行业标准 CJ/T 120— 给水涂塑复合钢管