钢管环氧粉末涂料覆盖层在涂敷过程中的质量控制

1、钢管环氧粉末涂料覆盖层在涂敷过程中的质量控制第13卷第d期油气储运钢管环氧粉末涂料覆盖层在涂敷过程中的质量控制盘(中国看顽然气管道科学研究院)(中国再百西i管道局运转公司)鲁?许传新,赵晓华.钢管环氧粉末涂料覆盖层在涂敷过程中的质量控制.油气储运,1994,l3(4):4953摘要环氧耪末缘料应用于埋地钢管的外覆盖层,有着优良的防腐及机械性能.由于此项技术在国内初步应慝.津呈的规范标准有待建立,尤其在生产过程中的质量控制方面根据国外有关资料和国内经验就质量硷验控制的三个主要方面进行了介绍:(1)原材料的检验,主要是进厂验性和试验室测试;(2)工艺过程的质量检验.包括管表面状态,除锈等级,锚纹深

2、度,表面擞尘及二次污染,甄热温度的检测等内容;(3)潦层检验包括厚度,检漏,:度釜嚣容.涂敷质量控制检测夥书囊脚.渖主题词防腐环氧粉末涂敷质量控制检测幂yr1一仡,?l一f环氧粉末涂料应用于埋地钢管的外覆盖层,在我国还是一项新技术.该种覆盖层与其它管道外覆盖层相比.有着优良的防腐性能及机械性能,环氧粉末涂料做为管道防腐涂层,一般都是在工厂中涂敷作业.目前,我国在涂敷工艺装备上正日益完善.但在涂层的标准和规范上尚未健全,尤其在生产过程中的质量控制方面还是非常缺乏的.现根据国外的一些资料及国内的生产经验,介绍一下涂敷作业线生产过程中的质量控制方面的一些内容及方法.质量控制内容众所周知,管道外覆盖层

3、质量的好坏,涂l02849.河北省席坊市盘光道;电话:(om6727504.料本身的质量,性能仅占一部分,更多因素是取决于涂敷质量.对于环氧粉末涂料,在管道上的涂敷工艺流程如下:表面处理一管体预热一喷涂一固化一检测每个工艺环节中每道工序的质量都直接影响着涂层最终质量.为了保证最终涂层的质量.必须对涂敷生产过程中的过程检验严格把关实施全面质量控制及管理.在涂敷生产过程中的质量检验控制的主要项目有:原材料的质量检验,工艺过程中的质量检验,管体涂层的检测.i.原材料的质量检验.(1)涂料进厂验收检验涂敷厂在涂料进厂前应进行验收检验.涂料出厂期已超过2个月,必须做全项目的检验,杜绝不台格泊气怙运的产品

4、进厂.(a)检查包装是否完好,涂料牌号,批号,及出厂日期是否正确;(b)对于不同批号的涂料进行取样检测,应满足表1要求.表1涂料验收检驻项目要求固化时间胶化时间不挥发物占量粒度分析密度热特性磁性物占量与楝料厂家结定的一致在厂家结定值的2o%以由最大o.50.6i50m筛子,最大3的筛上物250m筛子.最大d2的筛上物在厂家给定值的50g/l以内与厂家给定值一致0002,6(2)涂料的涂层性能评价测试涂料本身各项指标验收合格后.应在试验室进行涂层的性能测试,必须满足表2要求.有些特殊要求的使用场合.还需进行涂层的吸水率,耐温,体积电阻,拉伸及压缩等项目的测试评价.经上述验收检验测试合格,才能用于

5、管体的涂敷作业.表2涂层性能评价测试表2.工艺过程中的检验在涂敷过程中.为了保证最终涂层的质量,各个工序都必须进行过程检验,保证涂敷中各工艺参数正确,稳定.满足涂敷要求工艺过程检验的主要项和南容见表3表3工艺过程检验3.管体涂层检测钢管通过喷涂室后.管体涂层就已形成.为了更快地提供涂敷过程中工艺参数的变化情况,便于即时调整.一般采用如下几项快捷简便的检测方法来评价(见表4)表d管体涂层检测第13卷第d期许传新等:钢管环氧粉末涂料覆盖层在涂敷过程中的质量控制一些检测项目测试时间较长,可在生产过程中切取抽样管段进行全面评价.抽样管段的评价检测有如下内容(见表5).如果抽样管段检测达不到表5中的a型

6、指标,那么此管段以前所有的涂层视为不合格;如果达不到b型指标,则应立即调整工艺参数衰5抽样管段拴测衰日常生产过程中的质量控制在日常生产过程中,为了不影响生产进度,应选择几种能准确,方便,快捷反应涂层质量好坏的检测方法,来进行生产过程中的评价.这样有利于及时发现质量隐患,并给生产提供可靠的质量信息对于原材料的验收检测,主要考虑到涂层产品在运输和储存过程中,是否受到其它化学产品及有害物污染而发生质的变化.粉末涂料胶化时间的检测,就是评价涂料本身是否发生化学变化的简便,快捷的方法.如果胶化时间达不到要求指标时,把粉末用静电喷涂到管表面上,显示出流动性能差,表面不光滑等现象,则说明涂料已有了化学反应变

7、化,这就要进一步考虑进行弯曲,冲击的检测,从而评价涂料的韧性及附着力,判定涂料是否合格.如果涂料胶化时间能达到要求指标,就不用再考虑做其它的性能测试了涂料原材料虽好,但由于涂敷工艺参数控制差,同样会导致最终涂层的质量低劣,所以,工艺过程中的检测和控制也是非常重要的.环氧粉末涂层,在涂敷时与其它一些涂层一样,要求钢管表面无油,表面处理达到近白级,要求要有一定的表面粗糙度,要对每一根管的表面处理结果进行检测除锈等级,常采用样块比较法检测,表面粗糙度用专用的锚纹深度仪进行检测,对每一根管的检测结果要进行记录环氧粉末涂料,是一种热固性涂料.被涂敷管体的预热温度,必须满足涂料充分固化的条件,如温度过高,

8、会困涂层胶链反应过快,而使涂层内部发泡导致涂层质密程度差,大量出现针孔和涂层变色.管体预热温度过低,则涂层固化不够充分,从而影响涂层各项性能指标.根据涂料本身固化温度,时间的要求,准确地控制温度很重要,必须在涂敷过程中经常检测管体的预热温度管子在生产线上处于螺旋运行状态,管体预热大都采用中频感应式加热方式.管体螺旋前进穿过感应器后,达到要求的温度.囡管表面具有抛(喷)丸处理后形成约30100ptm的锚纹,加热温度又在250左右,所以,只能采用非接触式测温装置,来测量管体动态下的温度.在国外主要用远红外非接触式测温仪进行监测.因这种测温装置对所测表面的状态等有一定的要求,考虑到不同管体表面对测量

9、精度的影嗬,又用一种可熔式测温笔或接触式数字点温计,经常进行检测验证,及时校正调整加热参数,保证加热温度的均匀性.我国的涂敷生产过程中,还有一个不被人们重视的因紊,需要对它进行检测.它就是抛(喷)丸处理后,管表面二次污染表面微尘含量和氯化物的含量测定二次污染产生的原因,是由于在抛(喷)丸时,高速运动的油气储运1994篮钢丸与管表面进行撞击,磨擦所产生的静电,使一部分细小的微尘,在静电吸附作用下,吸附在具有一定粗糙度表面的管体上,又产生一些氯化物吸附在管表面上.这种二次污染,直接影响到涂层的附着力和阴极剥离性能,所以,在生产过程中要经常检测二次污染情况,给消除二次污染工艺提供可靠数据.在检测管表

10、面微尘时,用一段指定面积的透明胶带,贴紧在管表面上,然后揭下来,目测胶带上微尘的多少一般分为110级,1级为无尘,l0级为表面全是微尘,通常小于6级为合格.具体的微尘覆盖程序,由涂敷厂家自行制定检验标准.对于氯化物污染的检测,在除锈后的表面选lm的表面积,用500ml的蒸馏水,在此表面上进行刷洗,把刷洗下来的水用一干净容器收集起来,再用量桶进行测量,把量桶中水搅拌后加入少量的硫氟酸盐晶体,摇动量桶使其与水溶解,边摇动量桶边滴入银色的硝酸盐,使它与水很好混合,一直观察水的颜色,水从黄色变成红褐色为止.通过计算,算出水中氯化物的含量管表面每平方米氯化物的含量不得大于20mg/l为合格.在涂敷生产过

11、程中,涂层检测主要是测厚,检漏,附着力及固化度(dsc).涂层厚度的检测,使用非盒属涂层测厚仪进行测量.为了调整涂层的厚度,一般每班开始生产的几根管都要检测,之后最少每两小时检测一次.检测时,被测点至少有8个,这8个点沿管子轴向均布分开,并以螺旋线形式在不同的部位测量.每根管下了作业线,要全部进行火花检漏,涂层上形成的针孔,如有下述限定漏点可进行修补,超过限定漏点则不能进行修补,祝为不合格产品具体规定如下:管径限定漏点数(管长l2m)300ram>300mm610涂层附着力的检测,一般在每班生产的开始两根检测后,每20根再检测一次.其方法是,用刀尖沿管轴向刻透涂层成两条相距l0trim的

12、平行线,与这两平行线相交70再刻两条相距l0rmrl平行线,形成一个平行四边形.然后,用刀尖从四边形四个角插入涂层内,用水平推力挑剥四边形内的所有涂层.涂层与钢表面附着力好坏的评价见表6.所述7个等级,用目测方法评价,5和6级为合格.表6环氧粉末滁层对钢的附着力的评价等级说明一全部鞘冉loo%附着力失效).在四边形内的涂层整块鞘冉下来附着力极小(95附着力失效,5牯结力).四边1形内的撩层挑鞘时成大块鞘离-无涂屡牯在钢表面上附着力很小(90附着力失效,lo牯结力).四边形内掾层挑剥时.成小块科冉-晕i下的蒲层块比插八持层下的刀尖大,有裉步的涂层牯在管体有一定的附着力(7o附着力失效.30牯结力

13、).撬利时成小块脱离.捌下的涂层块比插辣层下的刀尖小,有小块涂屡仍嚣牯结在钢管上附着力一般(3o附着力失散,70牯结力).挑剥时用力较大,刺下的涂屡片柜小.在锢表面钝纹中牯接着一些撩层附着力很好(1o附着力失散-90牯接力).在5四边形内任一点的诸层.不是根容易地就棱携晕6下来.整个错纹中音有牯结的豫层附着力撅好05附着力失效).根难把四边形6内的任何一部份涂层剥离,在锚纹上仍覆盖着一层蒲膜涂层固化度(dsc)的检测,一般是从每班开始生产的前3根管的第一根上取已固化的涂层试样;在当改变生产线速度,或改变管径及壁厚时,都应取试样检测其涂层的固化度;在正常生产后,每2o根管取试样测一次.涂层固化度

14、的检测,采用差示扫描量热仪第13卷第4期许传新等:钢管环氧粉末豫料覆盖层在涂敷过程中的质量控制分别测量涂料粉末和涂层在发生物理性能变化时的放热量,然后再进行比较以确定涂层的固化百分率.通常,主要有如下几个指标(a)玻璃转化温度().此温度是粉末涂层或涂料试样在发生物理性质变化时的温度.对于粉末,需要测出它的始末温度(和).对于涂层试样,需确定其值的变化量at.粉末开始的玻璃转化温度指标为()必须在一44之间;最终的玻璃转化温度()在一33之间;其固化玻璃转化温度<at)在一l3_c范围内.(b)反应热(埘).反应热是粉末涂料在固化时产生热量如果没有完全固化,那么对涂层试样再次加热时,就有

15、一小部分反应的余热释放出来,这个反应余热可用dsc仪器测量出来,粉末反应热的指标为ah=一15l5.(c)最大放热温度(,).这个温度可在粉末热扫描曲线上找到其峰值,指标为=一33.(d)固化百分比(c).也就是常说的固化度,它可由下列公式计算:ah-ah,x1oo%式中a最大反应热,a/g;涂层中残余反应热,j/z.=95.在生产过程中,按技术标准规范要求,还要定期从管体上切取抽样管段进行检测,一般取样次数要求为:每次开始生产的500irl处;随后5000m处;l0000m处;随之每10000irl取一次.涂层性能评价的检测项目在表2中已列出.但在国外,抽样管段检测项目中,有两项不可忽视的检

16、测项目必须检测,它们是涂层横断面致密程度和涂层与钢管粘接面的致密程度.主要用来评价在涂敷中是否由于管体预热温度过高,致使涂层的物理性质变化太快而产生发泡现象,造成涂层中夹杂许多微孔,使涂层的致密程度下降,检测此项目时,将从生产过程中取出的抽样管段上切下与做弯曲试验同样的试件尺寸irlrrl:25x200管壁厚.将试件冷却至少到一30,再放到台虎钳或专用弯曲机上,将试件弯成大约180.从试件上撬下涂层片,在4o倍的显微镜下进行观察,评价涂层横断面和涂层与钢管牯结面上的致密程度.涂层横断面和涂层与钢管牯结面上的致密度,被分为5个等级,详见图1,2.按此图要求,涂层横断面致密度和涂层与铜管牯接面上的

17、致密度l4级为合格.叵五3缎1橡甚横断面敛帝度三二匿互1城i绪匪噩曩瞳豳.缎j强匿蟹盈图2涂层与钢管粘结面的致密度(下转第63页)司习臣叵第13卷第期罗富堵:世界管道建设实况和未来援测电测法的结合.主要用于监测流至埋地管道涂层损坏部位的阴极保护电流在土壤中产生的电压梯度(馏降),以便最后确定待修复的涂层损坏处.2.地下管道腐蚀监测波形分析法美国加州圣菲太平洋管道公司利用美国设备制造公司开发的计算机硬件和软件,监视管道因腐蚀而导致极化的整个电化学反应过程,以说明在氧化还原反应中电势与电流相互关系的特性,从而迅速查明腐蚀部位3.城市配气管道修理新方法美国布鲁克林联合气体公司研究并成功地采用了一种钻

18、进劈裂管道修理系统,即用一连串的轮式旋转切割刀具使之通过管子,将废弃管道一劈两半,再用扩大器扩孔,之后将同径聚乙烯管插入其中.该方法优于气动地鼠打洞法,适用于l/4(6.35mm)6in(152.4mm)废钢管的修理.管道线路无文件勘褰系统该系统把线路勘察和制图工艺中的最新技术成就融为一体,即利用地球定位系统(gps)和配备各种制图设备的总站(totalstation)快速完成线路勘察作业.佛罗里达输气公司利用该项新技术在短短3个月内完成了全长l250km管道扩建工程的浩大野外勘察测绘作业(将近1000张图纸和300张图表资料).如此繁重任务,只有利用计算机和勘察仪器仪表工艺的最新科技成就才能完成.摘译自pli.1993,76(14);pu.1994,77(i)(收稿日期:19940503)编辑,张彦t(上接3l页)钢管采用环氧粉末涂料为外覆盖层,在我国还是一项新技术.总的用量依长度计,也仅左右,而且,涂料的生产主要依