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钢管知识
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大口径钢管泡沫喷涂保温层成型工艺

发布日期:2020-10-15

0引言
    聚氨醋泡沫保温钢管具有保温效果好、可直埋、比强度高等一系列优点,广泛应用于原油输送、城市供暖、城市供水、深海油气输送等各个方面。尤其是大口径泡沫保温管,已经成为输送管道的主导产品。保温管道的管径已达到口径800mm以上,现有的保温管生产工艺由于技术条件的限制已无法满足大口径保温管的生产。因此,大口径钢管饱沫喷涂保温工艺的开发与应用已势在必行。
1主要的泡沫保温管生产工艺简述
    目前国内外主要的聚氨醋泡沫保温钢管生产工艺有三种,分别是“一步法”内定径工艺,“管中管”工艺和“缠绕法”工艺。这三种工艺应用非常广泛,技术已相当成熟,但由于各种条件的限制三种工艺都各自存在着一些问题及缺陷。
1.1“一步法”内定径工艺
      “一步法”内定径工艺是一个连续成型工艺。其工艺过程为,挤出机挤出环形聚乙烯膜包裹在直线行进的钢管表面并形成空腔,液态聚氨醋原料在空腔内浇注、发泡、并固化,这样聚乙烯外护壳和聚氨醋保温层可一次成型。此工艺实现了流水线连续化、全机械化成型泡沫保温管,生产效率大为提高,原材料消耗下降,成本大为降低。但其管径范围一般限制在在口径57-口径 426mm之间,而且如果操作不当,钢管与保温层容易产生偏心现象。
1.2“管中管”工艺
      “管中管”工艺是先将钢管与预先成型好的聚乙烯管壳穿套在一起,再将聚氨醋混合液注射到钢管与聚乙烯管壳间的空腔内,使之发饱成型。此工艺特点是所生产的保温管同心度较好,饱沫密度大、泡孔小、吸水率低,而且适用于较大管径。但此工艺也存在一些问题:
      (1)发泡设备的技术要求高,设备投资大。
      (2)向大管径钢管上套聚乙烯外管时非常困难;
      (3)不能连续化生产,生产效率较低;
      (4)抱沫密度分布不均匀,中心部与端部相差很大,材料消耗大;
      (5)内部发泡质量无法观察和检测。
1.3“缠绕法”工艺
      “缠绕法”工艺是先用钢制模具在钢管表面发泡,成型保温层,然后利用挤出机挤出聚乙烯膜,连续螺旋缠绕在发泡沫保温层外面,形成外护层。其外护层厚度可由缠绕层数决定。此工艺的特征是发泡质量可以非常直观的看到,如果饱沫存在大的空洞,可及时修补,保证了产品的质量;整个设备投资较“管中管”工艺低了很多,整个工艺过程非常简单,生产管径可达到1米以上。但此种工艺存在的缺点是:
      (1)采用多枪分段发泡,所以,每段接茬处可能存在缝隙;
      (2)不能连续化生产,生产效率极低;
      (3)生产大口径保温钢管时,发泡模具较大且复杂,同时如果模具缩紧装置不可靠,还存在“爆模”等安全隐患;
      (4)不同管径及保温层厚度不同时,需配套相应的模具,模具投资较大;
      (5)原材料浪费大;
      (6)脱模剂使用对后期聚乙烯外护层的缠绕有不利的影响,降低了聚乙烯层的粘接性。
    综上所述在三种生产工艺中,“一步法”工艺存在设备限制,无法满足中大口径保温管生产。“管中管”和“缠绕法”工艺,也因为存在上述的缺陷,加大了工程造价,也延缓了部分地区集中供热工程的进度。因此,中大口径钢管泡沫喷涂保温成型工艺的开发已是势在必行。
2泡沫喷涂保温工艺
2.1工艺简介
    经过外表面除锈并涂覆防腐底层的钢管沿轴心方向旋转,通过固定的饱沫喷涂区,泡沫通过高压无气喷枪将泡沫逐层喷涂到防腐底层表面,抱沫在固化区固化成型后,在螺旋传输线上向前传动并通过专用挤出机挤出热聚乙烯带状膜,从侧向热缠绕在成型好的泡沫外表面,通过碾压辊碾压后并冷却定型形成平滑、均匀的聚乙烯外护层。
2.2工艺流程

图1泡沫喷涂成型原理图

图1泡沫喷涂成型原理图
    如图1所示其工艺过程如下:钢管检验一预热一外壁清理一钢管表面微尘处理一钢管表面除锈质量检验一中频加热一FBE喷涂一电火花检漏一管端封闭一上喷涂平台一聚氨醋泡沫喷涂一喷涂质量检查一上缠绕小车一聚乙烯缠绕包覆一水冷一切割一清理管端一包覆质量检验一标记一成品堆放。
2.3工艺特征
    泡沫喷涂保温工艺主要针对管径大于口径500mm以上的钢质管道进行泡沫喷涂保温缠绕包覆,最大管径可达到口径1500mm左右。此工艺的特点是:
      (1)适应管径范围广,设备投资明显减少,成型工艺简单易掌握;
      (2)泡沫的表观质量是可以直观地看到,避免了“管中管”法无法检测到泡休表观质量的缺陷;
      (3)不使用脱模剂,避免了“缠绕法”存在的影响聚乙烯粘接的缺陷,使外防护层更为严密,避免了水进入保温层的可能性;
3结论
      (1)凹陷几何变形及管体局部腐蚀坑是管道常见的失效形式,管道完整性检测评价可以发现该类缺陷并及时采取有效措施,避免失效事故的发生。
      (2)施工机械物碰撞是造成管道凹陷变形的原因,同时造成防腐层破损和管道腐蚀。
      (3)杂散电流造成管道局部腐蚀严重,使剩余寿命减少,影响管道安全运行。
4有关建议
      (1)管道在建设施工阶段应加强施工监督和管理,确保施工质量,避免管道安全隐患的产生。
      (2)管道内检测是实现非开挖检测缺陷的有效方法,建设单位应定期对在线管道进行完整性检测和评价,对发现的缺陷应及时修复,防止失效事故发生。
      (3)企业应充分重视杂散电流干扰和腐蚀,及时开展杂散电流的专项调查,采取必要的防护措施,防止杂散电流腐蚀。

关键字:防腐钢管 保温钢管 3PE防腐钢管
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