三PE防腐涂敷生产通用工艺.docx
《三PE防腐涂敷生产通用工艺.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《三PE防腐涂敷生产通用工艺.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
三PE防腐涂敷生产通用工艺
三PE防腐管涂敷生产通用工艺
************************
2012年4月
聚乙烯防腐层生产通用工艺目录
1、依据规范标准
2、工艺结构说明
3、工艺材料
4、生产工艺要求
5、防腐层材料适用性（预生产）试验
6、补口及补伤
7、工艺流程图
8、作业指导书
1、依据规范标准
GB/T1410固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法
GB/T4472化工产品密度、相对密度测定通则
GB/T6554电气绝缘用树脂基反应复合物第2部分:
试验方法电气用涂敷粉末方法
GB/T8923-1988涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级
SY/T0315-2005钢制管道单层熔结环氧粉末外反防腐层技术标准
SY/T0413-2002埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准
GB/T1040塑料拉伸性能试验方法
GB/T9711.1-1997石油、天然气工业输送钢管交货技术条件
GB/T3682热塑性塑料熔体质量流动速率和熔体体积流动速率的测定
GB/T1633热塑性塑料维卡软化温度（VST）的测定
GB/T5470塑料冲击法脆化温度的测定
GB/T1408.1绝缘材料电气强度试验方法第一部分：
工频下的试验
GB/T1842塑料聚乙烯环境应力开裂试验方法
GB/T8163-2008输送流体用无缝钢管
JB/T3022-1993城市供热用螺旋埋弧焊钢管
SY/T5037-2000低压流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管
2、工艺结构说明
管道三层PE的防腐结构包括：
第一层熔结环氧粉末底层，第二层聚合物胶粘剂中间层，第三层为聚乙烯面层。
其中环氧粉末底层的作用是形成连续的涂膜，通过与钢管表面粘结，固化而提供良好的附着力，并具有很好的耐化学品性和抗阴极剥离能力。
聚合物胶粘剂的作用是在粉末涂料胶化之前与之融合，并与外面的聚乙烯层粘结，使三层材料融为一个整体，最外层一般选用中高密度聚乙烯，这样三层防腐结构综合了环氧粉末的附着性。
防腐性与聚乙烯层的耐候性，抗机械损伤性，弥补了各自的缺点，从而大大提高了涂层的使用寿命。
3、工艺材料
3.1钢管
钢管类型
DN150及以下管径一般采用无缝钢管，DN200及以上一般采用无缝钢管或双面埋弧焊螺旋缝焊接钢管
材质
20#钢、Q235B或其它材质
执行标准
无缝管为GB/T8163-2008，GB/3087-2008螺旋缝焊管为GB/T9711.1-1997，SY/T5037-2000，JB/T3022-1993或符合业主对钢管要求的规定。
备注：
钢管焊缝的余高不超过2.5mm，且焊缝应平滑过渡。
3.2防腐层材料
防腐层各种原材料必须提供具有检验资质的第三方出具的检测报告，其各项性能指标均应符合规定要求。
3.2.1环氧粉末涂料
环氧粉末涂料的性能指标
序号
项目
性能指标
试验方法
1
粒径分布（%）
150µm筛上粉末≤3.0
250µm筛上粉末≤0.2
GB/T6554
2
挥发份（%）
≤0.6
GB/T6554
3
胶化时间（200℃）（S）
≥12
GB/T6554
4
固化时间（200℃）（min）
≤3
SY/T0413-2002附录C
3.2.2中间层胶粘剂
胶粘剂的性能指标
序号
项目
性能指标
试验方法
1
密度（g/cm³）
0.910-0.950
GB/T4472
2
熔体流动速率（190℃，2.16kg）
（g/10min）
≥0.5
GB/T3682
3
维卡软化点（℃）
≥90
GB/T1633
4
脆化温度（℃）
≤-50
GB/T5470
5
氧化诱异期（min）（200℃）
≥10
GB/T23257-2009附录F
6
含水率%
≤0.1
HG/T2751-1996
7
拉伸长度（Mpa）（V=50mm/min）
≥17
GB/T1040.2
8
断裂伸长率（%）（V=50mm/min）
≥600
GB/T1040.2
3.2.3聚乙烯专用料的性能指标
序号
项目
性能指标
试验方法
1
密度（g/cm³）
≥0.940
GB/T4474
2
熔体流动速率（190℃，2.16kg）
（g/10min）
≥0.12
GB/T3682
3
炭黑含量（%）
2.02.4
GB/T13021
4
耐热老化（100℃，2400h）（100℃,4800h（%）
≤35
GB/T3682
4、生产工艺要求
4.1生产工艺要求
4.1.1.在涂敷之前，必须将钢管外表面的油、油脂及任何污物杂质清除干净。
4.1.2.钢管外表面抛丸除锈应达到GB/T8923—1988《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》中规定的Sa21/2级，钢管表面锚纹深度应在50-75μm范围内。
4.1.3.抛丸除锈后，应将钢管表面附着的灰尘及磨料清扫干净，钢管外表面不允许有灰尘等污物存在。
钢管表面处理后应在4小时内进行涂敷，当钢管表面出现返锈或表面污染时，应重新进行表面处理。
4.1.4.钢管预热温度控制在200℃-240℃之间。
预热温度应用红外线测温仪IR进行连续测量，并应使用测温笔或接触式高温计进行温度控制。
对钢管进行加热的热源不允许对钢管表面产生污染。
4.1.5.环氧粉末应均匀喷涂于钢管表面至要求厚度，一般不低于80um，焊缝部位不应小于60um。
4.1.6.胶粘剂的涂敷必须在环氧粉末未胶化过程中进行。
4.1.7.聚乙烯的涂敷采用侧向缠绕工艺，缠绕时应确保搭接部门的聚乙烯及焊缝两侧的聚乙烯安全压密实，并不得损伤聚乙烯表面质量。
4.1.8.涂层总质量和各层最小厚度应符合如下表中要求
防腐层厚度
钢管公称直径
DN
环氧涂层ª/µm
胶粘剂层/µm
防腐层最小厚度/mm
普通级（G）
加强级（S）
DN≤100
≥120
≥170
1.8
2.5
100＜DN≤250
2.0
2.7
250＜DN＜500
2.2
2.9
500≤DN＜800
2.5
3.2
DN≥800
3.0
3.7
4.1.9．聚乙烯层涂敷后，应用水冷却至钢管温度不高于60℃，喷涂环氧粉末至对防腐层开始水冷却的间隔试件，应确保熔结环氧涂层固化安全。
4.1.10.钢管两端预留段的长度宜在100mm～150mm，且聚乙烯层端面应形成小于或等于30º的倒角。
5.防腐层材料适用性试验
5.1预生产准备工作
a）开启挤出机（机1和机2）、烘干机、传动系统、抛丸除锈机、中频加热、端口处理机，喷粉系统的主电源，检查是否正常。
b）开启喷淋系统，中频加热水电缆的给水系统是否正常。
c）开启空气压缩机，检查压力是否正常。
在确保水电气正常的情况下，关闭除挤出机1和挤出机2外的所有设备电源、给水系统。
对挤出机1和挤出机2进行预热，预热时间为6小时，并确保各机筒温度和模具温度达到规定的设定值，按传动系统操作规范调节好传动系统，使传动系统的主动轮和被动轮的间距和角度满足预生产钢管规格的要求。
5.2预热4小时，开启烘干机对聚乙烯专用料进行80℃烘干。
5.3选用预处理的三根钢管，并对钢管端口90mm～140mm范围内用浆糊缠纸掩蔽，用管接连接好三根钢管放在调节好的传动系统上待用。
5.4开启空气压缩机和喷粉装置总电源，根据管径配置喷枪支数。
并按照《环氧粉末喷涂操作规程》的要求，调试喷粉控制器，观察静电效果；开启流化器，观察粉箱粉位和流化效果；启动回收装置；启动总进气开关，调试喷粉效果；观察气动仪表是否正常。
5.5当预热时间达到规定时间6小时，先对挤出机1料罐上胶粘剂，挤出机2上聚乙烯专用料。
5.6开启传动系统，使钢管向前平稳行进。
5.7开启中频加热水电缆的给水系统，当预处理的一支或两支钢管在传动3上向前行走到与中频加热圈相距两米左右时，开启中频加热装置主控柜电流开关，紧接着按顺时针方向旋转中频功率旋钮，缓慢提升中频功率（逆时针旋转为降低中频功率）当钢管前端出中频加热圈时，应立即用温度传感器连续检测钢管的表面温度，确保符合环氧粉末和涂敷工艺所需要的温度范围，并注意观察中频装置的连续稳定性，防止发生“偷停”现象，造成环氧粉末不能熔融粘结，预热温度应控制在200～240℃之间。
5.8当钢管进入喷粉室时，开启所设置的喷枪数量，喷涂电压应控制在60-90KV之间，喷枪至钢管表面的距离应控制在15-20cm之内。
在整个喷涂过程中应及时调整环氧粉末的出管口径使喷粉量满足需要，通过调整喷枪数目和分布角度达到所需厚度。
启动挤出机1，在环氧粉末胶化过程中，将热熔胶在近似熔点温度时缠绕于环氧粉末涂层之上，最小厚度200um，视管径大小适当调整宽幅。
启动挤出机2，将挤出的粘流态聚乙烯带侧向缠绕于胶粘剂上，并用压辊将三层压突，防止造成层间气泡，聚乙烯带缠绕时应视管径大小适当调整宽幅，并注意缠绕时带与带间的控制量，咬边一般控制在0.5～1.2cm之间，靠移动挤出机2与钢管间距离调节。
挤出机2靠近个，咬边就大，拉开聚义，咬边就小。
5.9按以上要求用三支试验管段在涂敷生产线上分别依次调节钢管预热温度及钢管防腐层各层厚度，使各项参数达到规定要求，并记录各项参数，按此参数正常生产。
5.10聚乙烯层涂敷后，应采用均匀喷淋方式开始对防腐层进行冷却，冷却前应确保熔结环氧涂层已完全固化，并注意避免冷却水过于集中和进入正在涂敷的钢管内，以免降低钢管温度造成环氧粉末不能正常胶化和熔融固化，冷却后要使涂层温度和钢管温度不高于60℃。
5.11管端处理时应注意调整端口清理速度与生产速度匹配，处理机的位置应确保留端长度满足标准要求，并及时更换钢刷和调整钢刷压力，使聚乙烯层的坡口符合要求，避免牙状端面，最后将留端部位的残留物清楚干净，套上管端保护器。
5.12从防腐试验管段上截取试件对防腐层的性能进行检测，应符合下表1、2的规定，方可正式生产。
表1聚乙烯层的性能指标
序号
项目
性能指标
试验方法
1
拉伸强度
轴向（MPa）
≥20
GB/T1040
周向（MPa）
≥20
GB/T1040
偏差（%）¹
≤15
2
断裂伸长率（%）
≥600
GB/T1040
3
耐环境应力开裂（F50）（h）
≥1000
GB/T1842
4
压痕硬度
（mm）
23℃±2℃
≤0.2
SY/T0413附录F
50℃±2℃或70℃±2℃²
≤0.3
表2防腐层的性能指标
序号
项目
性能指标
试验方法
二层
三层
1
剥离强度
（N/cm）
20℃±5℃
≥70
≥100
SY/T0413附录G
50℃±5℃
≥35
≥70
2
阴极剥离（65℃,48h）（mm）
≤8
SY/T0413附录B
3
冲击强度（J/mm）
≥8
SY/T0413附录H
4
抗弯曲（2.5°）
聚乙烯无开裂
SY/T0413附录J
5.13标记，堆放，运输
经质量检验合格的防腐管在距离管端900mm处做出标记，注明钢管规格、材质、生产厂名称、涂层类型、等级、防腐管编号、生产日期、执行标准。
吊装时应采用尼龙吊带进行挤压聚乙烯防腐管的吊装。
堆放时，防腐管底部应采用两道支垫支起，支垫间距4m～8m，支垫最小宽度为100mm，防腐管离地面不得少于100mm，支垫与防腐管及防腐管相互之间应垫上柔性隔离物。
运输时，宜使用尼龙带捆绑牢固，装车过程中应避免硬物混入管垛，防腐管堆放层数应符合下表要求。
成品管堆放层数
公称直径DN
（mm）
D﹤200
200≤D﹤300
300≤D﹤400
400≤D﹤600
600≤D﹤800
D≥800
堆放层数
10
8
6
5
4
3
6.补口及补伤
6.1补口
a）先对补口部位进行预处理，用电动工具除锈处理至3级，焊缝处的焊渣、毛刺等处理干净，然后打磨补口搭接部位的聚乙烯层至表面粗糙。
并对补口部位用火焰加热器预热。
b）按管件选用配套的规格，辐射交联聚乙烯热收缩带的基材边缘应平直，表面平整、清洁、无气泡、无瑕疵、无裂口及分解变色，周向收缩率应不小于15%。
c）热收缩带与聚乙烯层搭接宽度不小于100mm，周向搭接宽度不小于80mm，并用固定片固定好热收缩带，经200℃±5℃、5min自由收缩，补口表面应平整服帖，其厚度和性能应符合表3、4的规定。
表3热收缩套（带）的厚度（mm）
适用管径
基材
胶层
≤400
≥1.2
≥0.8
>400
≥1.5
表4热收缩套（带）的性能指标
序号
项目
性能指标
试验方法
基材性能
1
拉伸强度（MPa）
≥1.7
GB/T1040
2
断裂伸长率（%）
≥400
GB/T1040
3
维卡软化度（℃）
≥90
GB/T1633
4
脆化温度（℃）
≤-65
GB/T5470
5
电气强度（Mv/m）
≥25
GB/T1408.1
6
体积电阻率（Ω.m）
≥1Χ10¹³
GB/T1410
7
耐环境应力开裂（F50）（h）
≥1000
GB/T1842
8
耐化学介质腐蚀
（浸泡7d）
（%）
10%HCL
≥85¹
SY/T0413附录D
10%NaOH
≥85¹
10%NaCL
≥85¹
9
耐热老化
（150℃，168h）
拉伸强度（MPa）
≥14
GB/T1040
断裂伸长率（%）
≥300
收缩套（带）胶
10
胶软化点（环球法）（℃）
≥90
GB/T1040
11
搭接剪切强度（23℃）（MPa）
≥1.0
GB/T1040
12
脆化温度（℃）
≤-15
GB/T1040
13
剥离强度
（内聚破坏）
（N/cm）
收缩套（带）/钢
≥70
SY/T0413附录D
收缩套（带）/环氧底漆钢
≥70
收缩套（带）/聚乙烯层
≥70
6.2补伤
a）先除去损伤部位的污物，并将该处的聚乙烯层打毛。
然后将损伤部位的聚乙烯层修切成圆形，边缘应倒成钝角。
在孔内填满与补伤片配套的胶粘剂，然后贴上补伤片，补伤片的大小应保证其边缘距聚乙烯层的孔洞边缘不小于100mm。
贴补时，应边加热边用辊子滚压或戴耐热手套用手挤压，排出空气，直至补伤片四周胶粘剂均匀溢出。
b）对大于30mm的损伤，先除去损伤部位的污物，将该处的聚乙烯层打毛，并将损伤处的聚乙烯层修切成圆形，边缘应倒成钝角。
在孔洞部位填满与补伤片配套的胶粘剂，再按要求贴补伤片。
最后，在修补处包覆一条热收缩带，包覆宽度应比补伤片的两边至少各大50mm。
c）对于直径不超过10mm的漏点或损伤，且损伤深度不超过管体防腐层厚度的50%时，可用管体聚乙烯专用料生产厂提供的配套的聚乙烯粉末修补。
d）补伤后的表面应平整、无皱折、无气泡、无烧焦碳化等现象，补伤片四周应有胶粘剂均匀溢出。
7.工艺流程图
8.作业指导书
8.1钢管表面预处理作业指导书
8.1.1钢管外观检查
a）钢管进厂后，首先要查核钢管材质是否符合用户的要求，其质量是否符合指定技术标准的规定，然后要检查钢管的外观质量和储存条件在吊装和储存过程中应避免钢管损伤和腐蚀，蚀坑深度超标的应降级处理，对有问题的钢管应及时修复和报废，避免因钢管质量问题造成不必要的防腐浪费。
b）逐根对钢管进行目测，发现标志不清的予以剔除。
8.1.2钢管清洗
钢管表面有严重油污，油脂的使用重油污清洗剂进行刷洗干净。
8.1.3坡口
用自动切割机对钢管两端口进行30°～50°V型坡口，钝边厚度2～2.5mm。
8.1.4除锈
a）按照《抛丸除锈机的操作规程》对钢管表面进行Sa2.5级除锈，钢管表面锚纹深度的大小可改变钢丸级配或抛头角度来调整，保证钢管表面锚纹深度达到工艺要求，定期更换钢丸和抛丸机护板，清扫抛丸机风机，轴瓦，防止钢丸或灰尘残留在风机或轴瓦中引起抛丸机负荷过大而影响除锈效果。
b）除锈后用压缩空气对钢管内进行吹扫，清除钢管表面的浮灰和管内残留的铁砂。
8.1.5缠纸
为了方便管端清理，在钢管两端端口部位进行掩蔽处理，掩蔽宽度可略小于留端宽度，即对钢管端头用宽度为（预留段长度为100mm～150mm）90m～140mm高温纸绕钢管一周进行掩蔽处理并粘贴平整服帖，掩蔽缠绕时应注意浆糊涂抹不能超出缠绕位置，以免造成防腐层翘边。
8.2传动系统调节作业指导书
首先按生产任务中防腐钢管的规格，先对传动1，传动2，传动3组成的整个传动系统进行调节，调节的主要项目为传动系统上两个传动轮（主动轮、被动轮）的间距和角度，从而达到钢管在整个传动系统上平稳、快速、有序向前行进。
a）两轮间距的调节方法：
一般来讲两轮间距的最大值以钢管直径的三分之一来定，反之最小值以钢管直径的四分之一来定。
例如φ219×6的钢管，其间距最大值为219÷3=73mm，最小值为219÷4=54.75mm。
这样就可以在传动1、传动2、传动3两侧的丝杆上，用扳手按顺时针方向扭动丝杆螺栓，拉开两轮，并用钢直尺准确测定底座中心与两轮中心点的距离。
如下图所示
b）两轮角度的调节方法
松开两轮底板与底座的固定螺栓，以及底板角度固定螺栓，根据钢管直径的大小来转动底板与整个传动系统轴线的角度，按逆时针方向转动，角度由小变大，角度范围在7.5º～12.5º以内，具体为管径小于等于DN200时，角度≤7.5º，管径DN600≤φ2DN200时，角度8º≥∠≤10º，管径DN1000≤φ≥DN700角度10.5º≥∠≤12.5º。
C）钢管行走的线速度的大小，主要靠提高动力功率和调节两轮角度的大小来控制，动力过高时造成钢管行走不稳，动力适中，两轮角度合适，线速度既不慢钢管也能平稳行进，所以管径越大。
角度越大，传动1、传动2、传动3之间的线速度递次增加要适当，一般以传动3为X（设定值时）传动2为X+1，传动1为X+2，开启待动3时，接管接头一追上传动2，就应开启待机2为X+1，时钢管向前平稳进行。
8.3单螺杆塑料挤出机作业指导书
机器操作人员必须熟读并理解《SJ-150单螺杆塑料挤出机》、《SJ-65单螺杆塑料挤出机》说明书，并严格遵守说明书所规定的各项生产安全注意事项。
8.3.1机筒、机头预热
分别对SJ-150挤出机和SJ-65挤出机的机筒和模具惊醒恒温预热，SJ-150七个机筒设定温度分别为140、150、160、170、180、190、200℃，五个机头设定温度分别为200、210、220、230、240℃。
SJ-65五个机筒设定温度分别为130、140、150、160、170℃,三个机头设定温度分别为170、180、190℃，预热试件为6个小时。
8.3.2开机前的准备工作
a）当预热年时间达到6个小时，先检查一下料罐，料罐内不许有任何异物存在，原料中应无金属，砂粒等杂质，防止损坏螺杆，然后进行自动上料。
b）清理挤出机设备周围环境卫生，设备周围不许堆放与生产无关的物品，检查各连接螺栓有无转动，各安全防护装置是否牢固，再把模具螺栓禁锢一次。
8.3.3开机
a）启动SJ-150、SJ-65主电机，正常运转后，再开启变频调速控制器对电动机无极调速，在低速下使塑料和胶粘剂从模口溢出来后然后倾听各传动零件工作声音是否正常，检查一下，根据生产速度再把低速逐步增加到所需数值。
主机电机电流在允许额定值内，才允许向机筒加料，并逐渐均匀加料，由少缓慢上升。
b）正常开机后，如进行模具间隙调整或清除污料时，应戴好手套，不许正常对着机筒、模具，防止熔料喷出模具烫伤身体。
C）进行中不许进行维修，设备上也不允许有人做任何工作，遇到以下现象时应紧急停车：
1、轴承部位温度偏高，润滑油（脂）流出；
2、电动机散出异味、冒烟或外壳温度过高；
3、减速箱内润滑油温度，冒烟；
4、传动零件发生无规律的异常声音；
5、机器工作时产生剧烈振动；
6、螺杆突然停止旋转；
8.3.4关机停止生产
a）先停止自动上料系统，停止向料罐供料。
b）待料罐内余料用完，只留机筒内有料时，关闭变频控制器，关闭时应缓慢扭转按钮，从正常生产的数值慢慢降至最小值，最后为“0”数值，绝对不能一下扭转至“0”数值。
c）关闭所有机筒，机头加热装置，即将启动按钮从“开”扭转至“关”的状态。
d）用钢铲刀去除模口表面污物和残料，并清理干净。
e）关闭水、油和气用管路，封严机筒的进出口，切断机台输入电源。
升级会员 