1、油套管防腐涂裝工藝現(xiàn)狀
近期國內(nèi)外常用的石油套管等無縫鋼管的工廠化自動(dòng)涂裝工藝主要有以下四種：
——工藝一：采用淋涂法，涂敷前、后及中間輥道直線輸送，以形成涂膜。然后撥叉轉(zhuǎn)移，勾狀鏈條滾動(dòng)輸送，鋼管橫向進(jìn)入蒸汽烘箱，加熱干燥。
——工藝二：采用靜電涂裝法，涂敷前、后及中間應(yīng)用斜置輥道螺旋輸送，以形成涂膜。然后螺旋升降機(jī)轉(zhuǎn)移提升至料架涼置，進(jìn)行自然干燥。
——工藝三：鋼管直線輸送，采用UV涂料體系，真空涂裝法，加之氣流沖刷，以形成涂膜。涂敷后馬上進(jìn)行UV輻射固化涂膜。特點(diǎn)是涂膜的形成和固化都在兩個(gè)輥輪之間完成。
——工藝四：涂裝采用加熱無氣噴涂法，涂敷前應(yīng)用輥道輸送，涂敷后應(yīng)用分段同步“V形齒”鏈條輸送，以形成涂膜。涂敷后鋼管由步進(jìn)機(jī)轉(zhuǎn)移至橫向“V形齒”鏈條輸送機(jī)進(jìn)入蒸汽烘干箱，加熱干燥。
2、各種涂裝工藝的比較
——工藝一：由于采用淋涂法，涂膜流掛嚴(yán)重。又由于輥道及鏈條設(shè)計(jì)不合理，涂膜存在兩道縱向和多處環(huán)狀擦傷。這種工藝正在被淘汰。此工藝的唯一可取之處是涂敷后進(jìn)行了加熱干燥。
——工藝二：涂膜存在流掛、通體螺旋擦傷和泛白的質(zhì)量缺陷。尤其嚴(yán)重的是螺旋擦傷處的涂層厚度只有規(guī)定厚度的五分之一，而且外觀感覺很差。同時(shí)該工藝存在靜電打火的工藝火災(zāi)隱患，近幾年已經(jīng)發(fā)生了幾起著火事故，對安全生產(chǎn)構(gòu)成威脅。沒有烘干工序也是該工藝的重要缺陷。由于這種工藝存在許多難以克服和相互制約的矛盾，使其日趨顯得陳舊，已不能適應(yīng)現(xiàn)代工廠化自動(dòng)涂裝的要求，將逐步退出鋼管涂裝領(lǐng)域。
——工藝三：是一種技術(shù)先進(jìn)但又不很成熟的工藝。在兩個(gè)輥?zhàn)又g瞬間完成噴涂及固化，其優(yōu)點(diǎn)不言而喻。但也存在難以克服的弱點(diǎn)，如：鋼管表面的前處理要求極為嚴(yán)格，稍有不慎，附著力明顯下降；UV涂料和設(shè)備價(jià)格昂貴，技術(shù)管理要求高；涂層脆，傳輸過程中如受磕碰，容易局部脫落，且難以補(bǔ)涂。由于存在如此諸多問題使這種工藝的推廣受到制約。
——工藝四：是一種近些年發(fā)展起來的技術(shù)上比較先進(jìn)且相對成熟的工藝。它克服其它工藝存在的涂膜嚴(yán)重流掛、擦傷、泛白、脆弱等弊病。其產(chǎn)生的涂膜附著力強(qiáng)、柔韌、防銹效果好、極少流掛、美觀完整。該工藝還具有操作簡便，配套齊全、技術(shù)管理要求低和安全的特點(diǎn)。由于技術(shù)完善稱之為“鋼管加熱無氣噴涂成套技術(shù)”。
3、“鋼管無氣加熱噴涂成套技術(shù)”的先進(jìn)性
“工藝一”至“工藝三”體現(xiàn)了傳統(tǒng)工藝普遍存在的涂裝缺陷，即涂膜嚴(yán)重“流掛”、擦傷、“泛白”等。而最新“工藝四”綜合地解決了這一系列問題，并形成了完善的“鋼管加熱無氣噴涂成套技術(shù)”。該技術(shù)具有下列技術(shù)優(yōu)勢。
(1)避免涂膜條狀或螺旋狀擦傷
九十年代后期，在國內(nèi)最早由北京波羅努斯涂裝設(shè)備有限公司會同北京鋼鐵設(shè)計(jì)研究總院的有關(guān)專家分析了鋼管涂裝的擦傷問題。當(dāng)時(shí)的擦傷主要表現(xiàn)為鋼管表面寬40毫米兩條縱向全長的擦傷。針對當(dāng)時(shí)引進(jìn)國外的鋼管涂裝生產(chǎn)線采用涂裝前后輥道輸送，而且淋涂箱中部也安裝輥道的設(shè)計(jì)，雙方提出涂裝前部輥道后部采用同步鏈條輸送的傳輸方式進(jìn)行無氣噴涂的技術(shù)方案。這一方案在二十一世紀(jì)初，由北京波羅努斯涂裝設(shè)備有限公司在大慶總機(jī)械廠油管分廠實(shí)現(xiàn)，并投入生產(chǎn)應(yīng)用。通過實(shí)際應(yīng)用證明，此工藝可有效防止鋼管的縱向擦傷，涂裝后只存在間隔600毫米分布的兩小點(diǎn)齒印，加上涂料本身的自愈性，所以形成的涂膜宏觀完整，用戶反映很好。進(jìn)一步改進(jìn)后的工藝（采取了噴涂前后段同步帶齒鏈條的分段輸送的工藝），使鋼管始終與鏈條的“V”形齒局部接觸，而且前后鏈條同步運(yùn)動(dòng)，保證了噴涂表面與支點(diǎn)之間的最小接觸，避免了輥道輸送條狀擦傷的弊病，涂膜美觀完整。目前該技術(shù)水平無論在國際還是國內(nèi)在當(dāng)前也是比較先進(jìn)的。該技術(shù)不但先進(jìn)而且成熟，已經(jīng)在國內(nèi)13條自動(dòng)涂油線上得到驗(yàn)證。至于螺旋帶狀擦傷的防止非常簡單，去掉螺旋輸送改為此辦法即可。
(2)克服“流掛”問題
“流掛”可分為五種類型：比重型、過厚型、低黏度型、特殊形狀型、接觸型。鋼管防銹涂料一般比重比較小，對于“流掛”的影響可忽略。鋼管“流掛”的主要類型是過厚型和低黏度型，次要類型是特殊形狀和接觸型。由于鋼管截面是圓型，接近流線形，所以涂料更便于流動(dòng)，容易“流掛”，這是不可避免的，但是可以克服。只有通過噴涂原始黏度較高的但加熱后黏度降低的涂料后，隨溫度降低恢復(fù)較高黏度的辦法，減少涂料在鋼管表面的流動(dòng)以克服“流掛”。接觸型“流掛”是由于鋼管的支撐點(diǎn)接觸鋼管表面后，形成與鋼管表面近乎垂直的接觸面，導(dǎo)引涂料離開涂膜形成“流掛”。這是不可避免的。但可以通過膜厚控制減少。所幸數(shù)量和面積很小，外觀影響甚微。
至于過厚型“流掛”由于形成原因是很多的，所以必須關(guān)注的問題也是很多這是需要控制的重點(diǎn)，必須保證以下幾點(diǎn)：
——鋼管必須保證一定的運(yùn)行速度，而且能夠在一定范圍內(nèi)調(diào)整。
——鋼管輸送必須是勻速運(yùn)動(dòng)。
——采用無氣加熱噴涂法，涂料的工作壓力可調(diào)整，同時(shí)壓力必須保持穩(wěn)定。涂料的加熱溫度可以調(diào)整。
——噴嘴的型號通過實(shí)驗(yàn)正確選擇，包括流量，噴幅寬度等參數(shù)。
——無氣自動(dòng)噴槍對于鋼管圓截面的位置分布均勻，對于鋼管表面的角度和對鋼管表面距離可以調(diào)整。
——必須保證噴槍組中心與鋼管中心一致。
——排風(fēng)風(fēng)量風(fēng)速與噴涂狀態(tài)必須匹配。
——噴嘴的工作狀態(tài)良好。
如果對于每一種規(guī)格的鋼管都認(rèn)真調(diào)整好以上幾點(diǎn)，過厚型“流掛”是完全可以克服的。問題是要建立完整的涂裝工藝管理制度，以保證品種更換時(shí)，技術(shù)調(diào)整工作的有序進(jìn)行。
(3)防止涂膜“泛白”
涂膜出現(xiàn)“泛白”的缺陷的形成機(jī)理是由于水分凝結(jié)混入涂層內(nèi)部產(chǎn)生乳化，變成半透明的白色薄膜的結(jié)果。其產(chǎn)生原因很多，如施工環(huán)境的空氣濕度、涂料分散過度、分散過程溫度下降、涂膜表面局部溫度、涂料中含水、工件的表面溫度過低、溶劑沸點(diǎn)或配比選擇不當(dāng)、霧化空氣含水等。對于鋼管涂裝，前三項(xiàng)是主要原因。這些表現(xiàn)為一定條件下的一個(gè)形成過程。作為靜電涂裝，涂膜“泛白”形成的主要原因，可以這樣描述：在環(huán)境的空氣濕度比較大、溫度比較低的條件下，涂料自縫隙式靜電霧化器出來后，進(jìn)行分散，然后積聚于鋼管表面。在這一過程中由于涂料被過度分散為極多數(shù)量并且極其細(xì)微的涂料液滴，其比表面積很大，接觸濕空氣的面積很大，可以大量吸引水分子到達(dá)自己的表面，并混入涂料液流最終進(jìn)入涂層內(nèi)部，最終造成涂膜“泛白”的缺陷。
由以上論述可以看出，環(huán)境的空氣濕度只是產(chǎn)生的條件，真正的原因是涂料分散過度。為了防止出現(xiàn)涂膜“泛白”的缺陷，可以在環(huán)境空氣濕度不變的條件下，通過控制過度分散的辦法來實(shí)現(xiàn)。采用加熱無氣噴涂法被認(rèn)為是控制以上兩原因的最好途徑。所謂加熱無氣噴涂，顧名思義，加熱就是將涂料加熱到某一溫度后噴涂。一般溫度在40～80℃之間選擇。無氣噴涂是指霧化涂料時(shí)不用壓縮空氣。其霧化原理是：將液體涂料用加壓泵將其加壓到一定壓力后，通過管道送入噴槍，經(jīng)噴嘴噴出后形成高速液膜；高速液膜與空氣摩擦后失穩(wěn)分散為小液滴而霧化。其霧化效果適中，不會發(fā)生分散過度，適宜管道涂裝。無氣噴涂可以減少溶劑的用量，噴涂黏度高的涂料，比空氣噴涂節(jié)約涂料，比靜電噴涂涂料用量稍大。但通過回收裝置可以彌補(bǔ)這一弱點(diǎn)。由于加熱無氣噴涂具有溫度和霧化方面的優(yōu)勢，作為鋼管涂裝的最佳選擇。而這一選擇工藝效果是明顯的，多個(gè)廠家和多條涂裝線使用的結(jié)果，始終沒有發(fā)現(xiàn)“泛白”現(xiàn)象。即使是遠(yuǎn)渡重洋涂膜也能保證良好的防銹效果。另外無氣加熱涂裝以后的加熱干燥對防止發(fā)生“泛白”缺陷的效果也不能忽視。
