管道內(nèi)壁噴涂技術(shù)

1、管道內(nèi)壁噴涂技術(shù)管道內(nèi)壁噴涂技術(shù)始于美國，其最初是作為管道內(nèi)壁防腐提出 的，腐蝕對金屬管道的損傷極大， 因為一條管道不管外部涂層多么好， 外部防腐工藝多么先進(jìn)，如不進(jìn)行內(nèi)部的防腐，便會引起腐蝕，過早 的報廢。管道內(nèi)壁噴涂后不但可以防止內(nèi)部的腐蝕， 而且還是提高管 道輸送量的有效手段，美國等國家早在上世紀(jì) 70 年代就開始了管道 內(nèi)壁防腐的研究， 投入了大量人力物力， 研究和應(yīng)用了大量的金屬管 道的防腐涂料，但管內(nèi)的涂敷技術(shù)依然是管內(nèi)防腐技術(shù)的研究重點， 而且管徑越小越難涂敷， 盡管如此， 國外發(fā)達(dá)國家還是研究出來一下 新技術(shù)和新工藝，并且積累了豐富的經(jīng)驗，值得借鑒。國外的研究現(xiàn)狀：1. 環(huán)氧樹

2、脂內(nèi)涂敷技術(shù)：在噴涂環(huán)氧樹脂涂層之前，徹底地清理管道 內(nèi)壁，可以采用機械鋼絲刷清理和噴砂清理， 是管道內(nèi)壁達(dá)到噴涂的 標(biāo)準(zhǔn)。涂敷時，先將環(huán)氧樹脂組分和固化劑按照計算的比例混合在一 起，然后送入到無氣噴涂裝置中， 這個噴涂裝置帶有一個或者幾個無 氣噴嘴。當(dāng)它進(jìn)入管道中， 它就可以一邊噴環(huán)氧樹脂一邊前進(jìn)，噴涂 壓力為1421 MPa,管子可采用旋轉(zhuǎn)式或固定不動式，這主要依賴于噴涂臂上的專用噴頭裝置。 管內(nèi)的涂層厚度由噴涂壓力、 噴料的多少 和噴涂臂與管子相對的速度來決定。目前 .美國油氣管道公司利用這 項技術(shù)已施工了多條管道。在工廠涂敷環(huán)氧樹脂內(nèi)涂料時,按 IOh 工作日計算 ,一班可涂敷 15個

3、二接一管的內(nèi)涂層。涂敷完每根二接一管的內(nèi)涂層后 ,應(yīng)清除管端的過量涂料。用管內(nèi)涂層檢測器檢查管內(nèi)涂 層表面和涂層厚度 ,確保管內(nèi)涂層達(dá)到所要求的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。許多油氣 管道公司已把美國石油學(xué)會RPSLZ “推薦非腐蝕氣體輸送公司的管內(nèi)涂敷的常規(guī)做法”做為管內(nèi)涂層的標(biāo)準(zhǔn)。2. 環(huán)氧樹脂粉末內(nèi)涂敷技術(shù)：環(huán)氧樹脂粉末涂料用于金屬管 道內(nèi)涂敷方法分為流化床吸引法和靜電噴涂法。(1) 流化床吸引涂數(shù)法流化床吸引涂敷法是美國研制的管內(nèi)涂敷方法，它特別適用于小口徑管道。流化床吸引法的施工工藝是待涂管子經(jīng) 噴砂除銹和酸洗處理以后 .將管子一端與熱融性粉末涂料的流化床和 一個壓縮氣源相連接 ,這樣可很快地交替使用涂

4、料和壓縮氣體 ,管子的 另一端與一個抽氣裝置連接在一起。在涂敷過程中 ,將預(yù)熱的管子以 一定的速度旋轉(zhuǎn) .使涂料分布均勻。當(dāng)開始涂敷時 ,管子與壓縮氣源相 互連通。在壓縮的空氣流過管子后 .壓縮空氣馬上中斷 ,與此同時 .流化 床與管子接通 ,這樣在管子出口端形成的真空會把一定數(shù)量的粉末吸 入管子 ,然后涂料中斷 ,壓縮空氣重新流通。經(jīng)過一定的間隔時間 ,壓縮 空氣再次中斷 ,流化床又接通 ,管子形成的真空再次吸引粉末涂料。這 個過程交替地進(jìn)行 ,涂料逐步地向管子延伸 ,直至涂滿整個內(nèi)表面。此 后管子還要旋轉(zhuǎn)到一定的時間 ,使涂料充分流動 ,分布均勻。據(jù)國外資 料表明 .用這種流化床吸引法涂敷

5、管子,會使管內(nèi)涂層的厚度均勻 ,質(zhì)量好 .其性能可達(dá)到各項技術(shù)要求。(2) 靜電噴涂法靜電噴涂法是隨著環(huán)氧粉末涂料的間世而發(fā)展起來的, 并引起管道工業(yè)界的注目 .因為靜電噴涂法有其它涂敷工藝無法比擬的優(yōu)點如涂層質(zhì)量高 ,各項指標(biāo)均達(dá)到了技術(shù)要求 .環(huán)氧樹脂粉末不需高熱 能的溶劑 ,而且過噴粉末可以回收 ,因此從長期的效益來看 ,成本較低 ; 另外其工藝簡單 ,容易實現(xiàn)自動化 ,沒有大氣污染等 .因此涂敷工業(yè)界 對這種工藝很重視。靜電噴涂技術(shù)更加先進(jìn) ,具有推廣使用的價值。 靜電噴涂法的施工工藝是先用噴砂法清理管內(nèi)表面,將管內(nèi)表面噴打到近白色 ,然后用高壓空氣吹凈鋼砂和塵土。噴涂時 ,管子本身會

6、形成 一個封閉的噴砂室 ,與高壓電源連接的噴槍可安裝在管子的一端 ,管子 的另一端可連接到涂料回收裝置上 ,并與抽氣裝置連接在一起。在強 大的靜電場作用下 ,以及由于抽氣裝置的吸引 ,帶有電荷的粉末從噴嘴 中噴出后會立即受到管子內(nèi)表面的吸附 ,很快分布在內(nèi)表面上 ,然后管 子迅速移到加熱裝置上 .一邊加熱 ,一邊轉(zhuǎn)動 ,使內(nèi)壁上的粉末熔化均 勻 ,最后用冷卻法使涂層固化。對口徑較小的管子 ,有的廠家使用一種 臥式靜電噴涂方法 ,其主要特點是靜電噴槍呈桿式 ,可直接地插入管子 內(nèi)部。工作時待涂管子轉(zhuǎn)動 ,桿式噴槍逐漸地伸入管腔 ,并把環(huán)氧樹脂 粉末涂料直接噴到管子內(nèi)壁上 ,形成均勻的襯里層。據(jù)有

7、關(guān)資料介紹 , 用靜電噴涂法涂敷的內(nèi)層表面非常光滑 ,從而把管壁對流體介質(zhì)的阻 力降低到最小的程度 ,大大地提高了介質(zhì)的輸送能力 ,達(dá)到了即防腐又 增產(chǎn)節(jié)支的目的。3管內(nèi)防腐一次成膜技術(shù)：管道內(nèi)防腐施工 ,以工廠預(yù)制管內(nèi)涂層為 主體 ,現(xiàn)場做焊口內(nèi)補口為主流。隨著內(nèi)防腐管道用量的增加 ,工廠預(yù) 任務(wù)逐漸加重。但是 ,現(xiàn)在的管內(nèi)涂層預(yù)制工藝是管內(nèi)需要多次涂敷 方能成膜 ,最多成膜工期高達(dá)五天 ,一條作業(yè)線平均預(yù)制量在每月為 1km 左右。由于管內(nèi)涂敷預(yù)制工期長 ,有的工程在年初下達(dá)的施工任 務(wù),待預(yù)制完工后 ,無法實現(xiàn)當(dāng)年投產(chǎn) ,故而影響了野外施工。為了適應(yīng) 產(chǎn)能建設(shè)發(fā)展的需要 ,趕超國內(nèi)外先進(jìn)

8、水平 ,大慶油建施工技術(shù)研究所 研制出高效率的“管內(nèi)防腐一次成膜施工技術(shù)” 。這項技術(shù)既具有粉 末涂料的一次成膜優(yōu)點 ,又具有液體涂料的良好施工性。同其他技術(shù) 相比,達(dá)到同樣的防腐要求 ,可提高工效 3一 4倍以上,并且所用涂料的 固含量高達(dá) 70%以上 ,因此涂料用量可減少 50%以上。管內(nèi)一次成膜 施工工藝是首先要噴砂除銹。 因為除銹質(zhì)量的好壞對涂層質(zhì)量起著重 要的作用 ,鋼管內(nèi)表面處理差是防腐涂料失效的主要原因 ,因此涂敷前 一定要仔細(xì)認(rèn)真地進(jìn)行表面預(yù)處理。 噴砂除銹后要使鋼管內(nèi)表面達(dá)到 近白色 ,待達(dá)到噴涂的標(biāo)準(zhǔn)以后 ,可用吹風(fēng)機將管內(nèi)表面粘附的灰塵吹 凈 ,接著將噴涂設(shè)備送入管內(nèi) ,

9、這臺噴涂設(shè)備將以 0.1MPa 的壓力把涂 料噴涂在管內(nèi)表面上，管內(nèi)漆膜厚度大約為400胖m。這個設(shè)備的噴 涂原理是先用泵將漆壓入轉(zhuǎn)杯內(nèi) ,管外電機驅(qū)動管內(nèi)噴槍高速旋轉(zhuǎn) .并 使轉(zhuǎn)杯內(nèi)的涂料產(chǎn)生很大的離心力 ,其涂料會形成霧狀 ,沖向管壁。由 于采用特殊涂料 ,稀釋劑含量少 ,而且還含有封孔劑及阻流劑 ,可自愈 封閉涂層中剩余的少量稀釋劑造成的針孔和阻止涂料流淌 ,故而得到 厚而致密的涂層 ,實現(xiàn)一次成膜。 此外，國內(nèi)外最近幾年呦研制出了管道機器人， 管道機器人是針對輸 油氣管道的檢測、噴涂、接口焊接、異物清理等檢修維護(hù)作業(yè)研制的 特種機器人，它綜合了智能移動載體技術(shù)和管道缺陷無損檢測技術(shù)。通

10、過攜帶的無損檢測裝置和作業(yè)裝置， 對運行中的油氣管道進(jìn)行在役 檢測、清理、維護(hù)，以保障管道安全暢通。開展管道機器人研究具有 重要的科學(xué)意義和明顯的社會經(jīng)濟效益， 已得到世界各國的高度重視 ?？傮w上，管道機器人由驅(qū)動模塊、控制模塊、供能模塊和輔助模塊 等組成。運動方式是管道機器人的核心， 它決定了管道機器人的整體 性能。根據(jù)管道機器人在管道中運動的動力源及運動可控性， 將其運 動方式分為被動運動方式和主動運動方式兩大類。 其中：主動運動方 式主要有仿生運動式、履帶式、螺旋驅(qū)動式、車型式和支撐輪式；被 動運動方式是以管道輸送介質(zhì)壓差為驅(qū)動的 PIG。4. 雙層環(huán)氧聚醋內(nèi)外防腐涂層鋼管技術(shù)：內(nèi)外涂環(huán)

11、氧（EP）復(fù)合鋼管為 改性環(huán)氧樹脂粉末在鋼管的內(nèi)壁、 外壁利用靜電噴涂的工藝， 再通過 高溫固化使粉末牢牢的涂敷在鋼管表面。 固化后的管道涂層表面光滑 平坦，具有極強的耐腐蝕性能。外界適用溫度在一 40 0C-100 C,適 用輸水溫度為一 30 C-900C。還具有好的耐化學(xué)性和耐水性，符合生 活飲用水、輸配水設(shè)備及防護(hù)材料的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。國內(nèi)的一些研究現(xiàn)狀 ：1. 摩擦靜電噴涂技術(shù)： 摩擦靜電噴涂技術(shù)用于粉末噴涂 ,實現(xiàn)了小口徑 管的內(nèi)防腐 ,其工作原理是利用具有一定速度的氣流帶動粉末粒子與 特殊材料制成的噴槍管道壁進(jìn)行撞擊 ,摩擦產(chǎn)生帶電粉末粒予 ,在靜電 吸附作用下 ,吸附在鋼管表面 ,從

12、而完成工件的噴涂過程。2. 離心內(nèi)噴涂：離心內(nèi)噴涂是利用超高速空氣馬達(dá)帶動霧化頭高速旋 轉(zhuǎn),高度霧化的涂料微粒借助于巨大的離心力射向構(gòu)件表面 ,形成高質(zhì)量的厚膜涂層。與高壓無氣噴涂相比 ,離心噴涂的優(yōu)點是 :涂料高度霧 化,霧化微粒均勻 ,線速度高 ;涂層均勻、 光滑、無氣泡和針孔 ;涂層附著 力好 ,一次噴涂即可達(dá)到所要求的厚度 ;施工速度快、效率高。離心內(nèi) 噴涂工藝過程為 :涂料經(jīng)充分?jǐn)嚢韬?,由涂料泵打入噴槍內(nèi)管 ,壓縮空 氣通過管線壓入噴槍外管以推動空氣馬達(dá)以35 000 r / mi n的轉(zhuǎn)速帶動噴涂霧化頭超高速旋轉(zhuǎn)。噴槍內(nèi)管與噴頭中的供料管相連 ,涂料 由供料管射入高速旋轉(zhuǎn)的噴涂霧

13、化頭 ,并通過其上密集的小孔得到高 度霧化 ,從而在管道內(nèi)壁形成 1 層十分均勻的光滑的漆膜3. 摩擦靜電噴涂技術(shù)：利用具有一定速度的氣流帶動粉末粒子與特殊 材料制成的噴槍管道壁進(jìn)行撞擊 ,摩擦產(chǎn)生帶電粉末粒予 ,在靜電吸附 作用下 ,吸附在鋼管表面 ,從而完成工件的噴涂過程。4. 管道內(nèi)壁噴涂器：是管道防腐處理的關(guān)鍵工藝。因管道內(nèi)壁是一個封閉的圓柱面 ,所以應(yīng)用徑向噴涂的方法。目前 ,徑向噴涂采用電液式 的較多。這種電液式噴涂器的工作原理是用電機帶動泵工作,由泵產(chǎn)生很大的壓力 ,將涂液由容腔內(nèi)噴出。這種噴涂器體積大 ,重量大 ,不適 合作管內(nèi)機器人的工作裝置。因此 ,開發(fā)適用于管道內(nèi)壁噴涂的

14、新型 噴涂器是很必要的 ,作為管內(nèi)機器人的執(zhí)行裝置對推進(jìn)管內(nèi)機器人實 用化有重要意義。噴涂器在電機的帶動下旋轉(zhuǎn),在離心力的作用下 ,原來由彈簧預(yù)壓而封閉的封門打開 ,涂液在離心力的作用下以一定速度 由噴口徑向噴向管道內(nèi)壁 .為了消除壓差 ,在噴口的對稱位置設(shè)有通氣 孔，電機制動時 ,封門在彈簧力的作用下自動關(guān)閉噴口和氣孔。通過 噴涂實驗 ,證明該種離心噴涂器噴涂效果好 ,涂液與內(nèi)壁附著力強 ,涂 層致密。與傳統(tǒng)的噴涂器相比 ,體積小 ,重量輕。由管內(nèi)移動機器人攜 帶該種噴涂器 ,可斷續(xù)作業(yè)補涂焊縫 ,也可連續(xù)噴涂整個管道內(nèi)壁。5. 管道內(nèi)壁油漆噴涂裝置：通過對進(jìn)氣閥 ，出氣閥的控制，使油漆 從

15、油漆出口進(jìn)入到油漆罐中，通過將油漆罐的油漆 出口與噴漆管相 連接，使油漆從 噴頭噴出，實現(xiàn)噴漆工作 。通過齒條的運動可實現(xiàn) 主軸的伸縮 ，由于主軸，噴漆管，連桿之間通過活動鉸鏈連接，故 可實現(xiàn)噴漆管的向外伸展與向內(nèi)靠攏，使噴 頭盡量靠近管壁，實現(xiàn) 均勻噴漆，并且可以對不同口徑的管道實現(xiàn)噴漆工作。另 外通過絲 杠的運動可以使主軸箱上下升降，對不同 口徑的管道均可進(jìn)入實現(xiàn) 噴漆工作。6. 管道內(nèi)壁覆蓋層技術(shù)是解決集輸系統(tǒng)管材內(nèi)腐蝕問題的一種有效 方法 " 該技術(shù)著眼于材料環(huán)境界面靠“堵”的方法隔離材料和環(huán) 境而起到保護(hù)材料的作用， 該工藝的關(guān)鍵點是選擇防腐涂料和涂層內(nèi) 補口 優(yōu)點：環(huán)氧樹

16、脂內(nèi)涂敷技術(shù)：(1)強度高(2)防水性能好(3)柔性好(4)耐化學(xué)性能好(5)抗氣泡性能強(6)附著力極佳靜電噴涂法： 靜電噴涂法涂敷的內(nèi)層表面非常光滑 ,從而把管壁流 體體介質(zhì)的阻力降低到最小的程度 ,大大地提高了介質(zhì)的輸送能力 ,達(dá) 到了即防腐又增產(chǎn)節(jié)支的目的。管內(nèi)防腐一次成膜技術(shù)： 施工速度快 ,涂層厚度均勻 ,涂層質(zhì)量好 管道機器人： 靈活性強，綜合了現(xiàn)代計算機技術(shù)和高端探測技術(shù)， 能夠有效地進(jìn)行噴涂作業(yè)雙層環(huán)氧聚醋內(nèi)外防腐涂層鋼管技術(shù)：內(nèi)外涂環(huán)氧（EP）復(fù)合鋼管涂層表面光滑、美觀，外觀顏色可任意選擇。由于內(nèi)壁光滑，可防止微生 物的滋生，輸送流體阻力小，可增加流量，節(jié)省能源。適用于生活

17、飲 用水給水輸送管道、 海水輸送管道、 化工輸送管道、埋地輸送管道等。缺點：1. 成本過高2. 工作過于繁瑣3. 不易操作4. 不易于維修保養(yǎng)5. 噴涂不夠均與，效果不明顯等等。我們的優(yōu)點：1. 操作簡單， 可以延長清管周期， 由旋轉(zhuǎn)毛刷涂料均勻涂敷在管道 內(nèi)壁上，產(chǎn)生一層隔絕給水管材與水接觸、 表面光滑的防腐保護(hù)涂膜， 從而解決管道的內(nèi)壁銹蝕問題， 提高管道的供氣液能力， 并延長管道 使用壽命。2 簡便易行，保證了噴涂過程中的安全可靠，減輕管內(nèi)壁腐蝕 ， 保證介質(zhì)純，在一定程度可以提高管輸量 ;3. 節(jié)省材料，節(jié)省時間，在輸量一定的前提下，可縮小管徑 ，節(jié) 約鋼材， 可以降低輸送動力消耗和泵的輸出成本， 在管徑不變的前 提下 ,可提高輸量 ,降低管道投資。管道內(nèi)涂后平均增加輸氣量約 16.56%。根據(jù)國外資料介紹，只要內(nèi)涂后的氣量能