一种钢管无溶剂内减阻层涂装的方法
【专利摘要】本发明提供了一种钢管无溶剂内减阻层涂装的方法。所述涂装方法按如下步骤进行：1、钢管预热；2、除锈和除油；3、料桶预热和涂料加热；4、涂料喷涂数据设置；5、涂料混合比设置；6、涂料保温；7、数据调整；8、固化温度设置；9、质量检验。该方法实现了无溶剂涂料的加热和保温技术的控制，并调整钢管旋转速度和喷涂小车行进速度来控制成膜厚度，使涂层固化后干膜厚度与湿膜厚度基本一致；并针对无溶剂內减阻涂料的特性，优化了涂装工艺，解决了无溶剂涂料高粘度、难雾化等问题。
【专利说明】
一种钢管无溶剂内减阻层涂装的方法
技术领域
[0001] 本发明属钢管涂装领域，特别涉及到一种钢管无溶剂内减阻层涂装的方法。
【背景技术】
[0002] 内减阻层可提高天然气在管道内的流动效率，预防管道内壁结蜡。传统的石油管 材内减阻涂料属溶剂型涂料，可挥发的有机溶剂超过30%，造成环境污染、火灾隐患、涂层质 量下降。随着管道建设的发展，安全和环保要求越来越高，使用高固含量的无溶剂型涂料代 替溶剂型环氧涂料成为必然趋势。无溶剂内减阻涂料具有一次成膜性好、效率提高、不含挥 发分、防腐性能优越等特点。2013年鞍山海得隆防腐工程有限公司向中国知识产权局申请 了发明专利，申请号为号CN201310413439.2,专利名称为"钢管内涂无溶剂减阻涂料的涂装 方法"，其主要特征是应用于输水管道无溶剂内涂层的施工方法，涂层质量按照美国水工协 会AWWAC210-2003标准检验并验收。另外，焊管第2015年第38卷第1期论文《输气管道内壁无 溶剂内减阻环氧涂层的应用研究》，其主要技术特点是在喷涂前将涂料预热到45°C，通过控 制喷涂压力的大小来调节成膜厚度，并且涂层固化后，干膜厚度比湿膜厚度减少15%以上。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种钢管无溶剂内减阻层涂装的方法，其目的一为:使用 环保型无溶剂内减阻涂料，优化喷涂工艺，实现无溶剂内减阻层在油气输送管道中的应用， 目的二为:实现对无溶剂涂料的加热与保温技术的控制，并调整钢管旋转速度和喷涂小车 行进速度来控制成膜厚度，使涂层固化后干膜厚度与湿膜厚度基本一致。
[0004] 为实现上述目的，本发明的技术方案为： 一种钢管无溶剂内减阻层涂装的方法，其特征在于:所述涂装方法按如下步骤进行： 1、 钢管预热:采用20kw高压热风机组将钢管预热至40°C - 60°C; 2、 除锈和除油：采用抛丸机对钢管内壁进行除锈，抛丸机的转速为2800 - 3300转/分 钟，钢丸与钢砂的混合配比5:1，采用碱洗设备清洗钢管表面的油污； 3、 料桶预热和涂料加热：采用水浴将A组分料桶预热，预热温度为40°C - 50°C，将无溶 剂环氧树脂涂料的A组分加热至45°C - 49°C，B组分加热至25°C - 30°C ; 4、 涂料喷涂数据设置:将喷涂的总气压设定为0.6MPa - 0.75MPa，供气量设定为7-10 m 3/min，喷涂气压设定为0.25MPa - 0.4MPa; 5、 涂料混合比设置:喷涂时A组分与B组分的混合比例为0.8-2.5:1或3.0-3.3:1; 6、 涂料保温:涂料保温温度为45 °C - 49 °C，涂料保温段范围为13m-16m; 7、 数据调整：（1)喷涂量调整:选用喷枪型号为288048，选用喷嘴型号为163921，喷涂流 量为1.79L/min，（2)钢管旋转速度调整：钢管旋转速度为25 - 30转/分钟，（3)喷涂速度调 整:喷涂小车的喷涂速度为5 - 7米/分钟； 8、 固化温度设置:喷涂后钢管进入固化房，固化房的环境温度设置为40°C - 60°C，钢管 涂装的固化时间为30-40分钟； 9、质量检验:按照美国学会标准API RP 5L2标准验收并检验。
[0005] 本发明的积极效果为： 1、 该方法针对无溶剂内减阻涂料的特性，优化了涂装工艺，解决了无溶剂涂料高粘度、 难雾化等问题； 2、 该方法实现了无溶剂涂料的加热和保温技术的控制，并调整钢管旋转速度和喷涂小 车行进速度来控制成膜厚度，使涂层固化后干膜厚度与湿膜厚度基本一致； 3、 使用该方法提高了涂装效率，涂层具有附着力好、硬度高、防腐性能高和环保等优 点，实现了无溶剂内减阻涂料在油气输送管道中的应用。
【具体实施方式】
[0006] 下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
[0007] 实施例一 1、 钢管预热:采用20kw高压热风机组将需要涂装的钢管内壁预热至40°C; 2、 除锈和除油:采用抛丸机对钢管内壁进行除锈，抛丸机的转速为2800转/分钟，钢丸 与钢砂的混合配比5:1，除锈等级达到GB/T 8923中规定的Sa2.5级，钢管内表面粗糙度为 30-50M1，用于抛丸的钢砂和钢丸应满足IS011124-3标准的要求，钢丸型号为S280,钢砂型 号为G25，钢管表面如有油污污染，采用碱洗设备清洗钢管表面的油污； 参照GB/T 18570.3标准，采用压敏胶带对钢管表面清洁度进行测试，钢管内表面的灰 尘度不应低于规定的二级质量要求； 参照GB/T 18570. 2标准，采用盐分测试仪对表面处理后的钢管进行盐分测试，测定值 低于20mg/m2为合格，否则，应使用含有碱液的清洁水进行冲洗，然后重新进行钢管内表面 处理。
[0008] 3、料桶预热和涂料加热：采用水浴将A组分料桶预热，预热温度40°C，将无溶剂环 氧树脂涂料的A组分加热至45°C，B组分加热至25°C ; 4、 涂料喷涂数据设置:将喷涂的总气压设定为0.6MPa，供气量设定为7m 3/min，喷涂气 压设定为〇.25MPa; 5、 涂料混合比设置:喷涂时A组分与B组分的混合比例为0.8:1; 6、 涂料保温:涂料保温温度为45 C，涂料保温段?11围13m; 7、 数据调整：（1)、喷涂量调整:选用喷枪型号为288048,选用喷嘴型号为163921，喷涂 流量为1.79L/min; (2)、钢管旋转速度调整:钢管旋转速度调整至25转/分钟；（3)、喷涂速度 调整:喷涂小车的喷涂速度调整至5米/分钟； 8、 固化温度设置:喷涂后钢管进入固化房，固化房的环境温度设置为40°C，钢管涂装的 固化时间为30分钟； 9、 质量检验:按照美国石油学会标准API RP 5L2标准验收并检验。
[0009] 涂层外观应色泽均匀、无流挂。采用湿膜规进行测量，湿膜厚度应为90ii-120ii。涂 层固化后按照ASTM D4541标准进行拉脱法附着力试验，测量值应多lOMPa。
[0010] 针孔试验:在100W的箱内灯光下观察固化后的玻璃试片，灯泡和玻璃试片之间的 距离为100mm_130mm。玻璃试片应目视无针孔。
[0011] 弯曲试验:将钢质涂层试片绕直径13 mm的柱型心轴弯曲180°，目视检查，试片不 应有涂层剥落或开裂等现象。
[0012] 剥离试验:钢板试样应放置于一平面下，涂层的一面朝下，用锋 利的刀片，与表面呈60°角，推进刀片切削涂层。涂层不应被以条状刮去，而应成片剥 落，用大拇指和食指搓捻时，剥落片应成粉状颗粒。
[0013] 固化试验:将固化后的钢质试片或玻璃试片在稀释剂(与稀释涂料的稀释剂相同） 中浸泡然后在室温中放置30min后观察，试片涂膜不应有软化、起皱、起泡等现象。
[0014] 水浸泡试验：将固化后的试片在淡水或由10% NaCI，10% Na2S〇4 ,10% Na2C03 (按质量分数)组成的水溶液中浸泡4小时，试片涂膜不应有软化、起皱、起泡等现象。
[0015]涂料性能检验结果见下表；
实施例二 1、 钢管预热:采用20kw高压热风机组将需要涂装的钢管内壁预热至45°C; 2、 除锈和除油:采用抛丸机对钢管内壁进行除锈，抛丸机的转速为2900转/分钟，钢丸 与钢砂的混合配比5:1，除锈等级达到GB/T 8923中规定的Sa2.5级，钢管内表面粗糙度为 30-50M1，用于抛丸的钢砂和钢丸应满足IS011124-3标准的要求，钢丸型号为S280,钢砂型 号为G25，钢管表面如有油污污染，采用碱洗设备清洗钢管表面的油污； 参照GB/T 18570. 3标准，采用压敏胶带对钢管表面清洁度进行测试，钢管内表面的灰 尘度不应低于规定的二级质量要求； 参照GB/T 18570. 2标准，采用盐分测试仪对表面处理后的钢管进行盐分测试，测定值 低于20mg/m2为合格，否则，应使用含有碱液的清洁水进行冲洗，然后重新进行钢管内表面 处理。
[0016] 3、料桶预热和涂料加热：采用水浴将A组分料桶预热，预热温度43°C，将无溶剂环 氧树脂涂料的A组分加热至46°C，B组分加热至27°C ; 4、 涂料喷涂数据设置:将喷涂的总气压设定为0.65MPa，供气量设定为8m 3/min，喷涂气 压设定为〇.30MPa; 5、 涂料混合比设置:喷涂时A组分与B组分的混合比例为1:1; 6、 涂料保温:涂料保温温度为46 C，涂料保温段?11围为14m; 7、 数据调整：（1)、喷涂量调整:选用喷枪型号为288048,选用喷嘴型号为163921，喷涂 流量为1.79L/min; (2)、钢管旋转速度调整:钢管旋转速度调整至26转/分钟;3、喷涂速度调 整:喷涂小车的喷涂速度调整至6米/分钟； 8、 固化温度设置:喷涂后钢管进入固化房，固化房的环境温度设置为50°C，钢管涂装的 固化时间为35分钟； 9、 质量检验:按照美国石油学会标准API RP 5L2标准验收并检验。
[0017] 涂层外观应色泽均匀、无流挂。采用湿膜规进行测量，湿膜厚度应为90ii-120ii。涂 层固化后按照ASTM D4541标准进行拉脱法附着力试验，测量值应多lOMPa。
[0018]针孔试验:在100W的箱内灯光下观察固化后的玻璃试片，灯泡和玻璃试片之间的 距离为100mm_130mm。玻璃试片应目视无针孔。
[0019]弯曲试验:将钢质涂层试片绕直径13 mm的柱型心轴弯曲180°，目视检查，试片不 应有涂层剥落或开裂等现象。
[0020] 剥离试验:钢板试样应放置于一平面下，涂层的一面朝下，用锋利的刀片，与表面 呈60°角，推进刀片切削涂层。涂层不应被以条状刮去，而应成片剥落，用大拇指和食指搓捻 时，剥落片应成粉状颗粒。
[0021] 固化试验:将固化后的钢质试片或玻璃试片在稀释剂(与稀释涂料的稀释剂相同） 中浸泡然后在室温中放置30min后观察，试片涂膜不应有软化、起皱、起泡等现象。
[0022] 水浸泡试验:将固化后的试片在淡水或由10%NaCI ,10% Na2S〇4 ,10% Na2C03 (按 质量分数)组成的水溶液中浸泡4h，试片涂膜不应有软化、起皱、起泡等现象。
[0023]涂料性能检验结果见下表：
实施例三 1、 钢管预热:采用20kw高压热风机组将需要涂装的钢管内壁预热至50°C; 2、 除锈和除油:采用抛丸机对钢管内壁进行除锈，抛丸机的转速为3100转/分钟，钢丸 与钢砂的混合配比5:1，除锈等级达到GB/T 8923中规定的Sa2.5级，钢管内表面粗糙度为 30-50M1，用于抛丸的钢砂和钢丸应满足IS011124-3标准的要求，钢丸型号为S280,钢砂型 号为G25，钢管表面如有油污污染，采用碱洗设备清洗钢管表面的油污； 参照GB/T 18570. 3标准，采用压敏胶带对钢管表面清洁度进行测试，钢管内表面的灰 尘度不应低于规定的二级质量要求； 参照GB/T 18570. 2标准，采用盐分测试仪对表面处理后的钢管进行盐分测试，测定值 低于20mg/m2为合格，否则，应使用含有碱液的清洁水进行冲洗，然后重新进行钢管内表面 处理。
[0024] 3、料桶预热和涂料加热：采用水浴将A组分料桶预热，预热温度为45°C，将无溶剂 环氧树脂涂料的A组分加热至48°C，B组分加热至29°C ; 4、 涂料喷涂数据设置:将喷涂的总气压设定为0.7MPa，供气量设定为9m 3/min，喷涂气 压设定为〇.35MPa; 5、 涂料混合比设置:喷涂时A组分与B组分的比例为3:1; 6、 涂料保温:涂料保温温度为48 C，涂料保温段?11围为15m; 7、 数据调整：（1)、喷涂量调整:选用喷枪型号为288048,选用喷嘴型号为163921，喷涂 流量为1.79L/min; (2)、钢管旋转速度调整:钢管旋转速度调整至28转/分钟；（3)、喷涂速度 调整:喷涂小车的喷涂速度调整至6.5米/分钟； 8、 固化温度设置:喷涂后钢管进入固化房，固化房的环境温度设置为55°C，钢管涂装的 固化时间为37分钟； 9、 质量检验:按照美国石油学会标准API RP 5L2标准验收并检验。
[0025] 涂层外观应色泽均匀、无流挂。采用湿膜规进行测量，湿膜厚度应为90ii-120ii。涂 层固化后按照ASTM D4541标准进行拉脱法附着力试验，测量值应多lOMPa。
[0026]针孔试验:在100W的箱内灯光下观察固化后的玻璃试片，灯泡和玻璃试片之间的 距离为100mm_130mm。玻璃试片应目视无针孔。
[0027]弯曲试验:将钢质涂层试片绕直径13 mm的柱型心轴弯曲180°，目视检查，试片不 应有涂层剥落或开裂等现象。
[0028]剥离试验:钢板试样应放置于一平面下，涂层的一面朝下，用锋利的刀片，与表面 呈60°角，推进刀片切削涂层。涂层不应被以条状刮去，而应成片剥落，用大拇指和食指搓捻 时，剥落片应成粉状颗粒。
[0029]固化试验:将固化后的钢质试片或玻璃试片在稀释剂(与稀释涂料的稀释剂相同） 中浸泡然后在室温中放置30min后观察，试片涂膜不应有软化、起皱、起泡等现象。
[0030] 水浸泡试验:将固化后的试片在淡水或由10%NaCI ,10% Na2S〇4 ,10% Na2C〇3 (按 质量分数)组成的水溶液中浸泡4h，试片涂膜不应有软化、起皱、起泡等现象。
[0031]涂料性能检验结果见下表：
实施例四 1、 钢管预热:采用20kw高压热风机组将需要涂装的钢管内壁预热至60°C; 2、 除锈和除油:采用抛丸机对钢管内壁进行除锈，抛丸机的转速为3300转/分钟，钢丸 与钢砂的混合配比5:1，除锈等级达到GB/T 8923中规定的Sa2.5级，钢管内表面粗糙度为 30-50M1，用于抛丸的钢砂和钢丸应满足IS011124-3标准的要求，钢丸型号为S280,钢砂型 号为G25，钢管表面如有油污污染，采用碱洗设备清洗钢管表面的油污； 参照GB/T 18570. 3标准，采用压敏胶带对钢管表面清洁度进行测试，钢管内表面的灰 尘度不应低于规定的二级质量要求； 参照GB/T 18570. 2标准，采用盐分测试仪对表面处理后的钢管进行盐分测试，测定值 低于20mg/m2为合格，否则，应用有碱液的清洁水进行冲洗，然后重新进行钢管内表面处理。 [0032] 3、料桶预热和涂料加热：采用水浴将A组分料桶预热，预热温度50°C，将无溶剂环 氧树脂涂料的A组分加热至49°C，B组分加热至30°C ; 4、 涂料喷涂数据设置:将喷涂的总气压设定为0.75MPa，供气量设定为10m 3/min，喷涂 气压设定为〇.4MPa; 5、 涂料混合比设置:喷涂时A组分与B组分的比例为3.3:1; 6、 涂料保温:涂料保温温度为49 C，涂料保温段?11围为16m; 7、 数据调整：（1)、喷涂量调整:选用喷枪型号为288048,选用喷嘴型号为163921，喷涂 流量为1.79L/min; (2)、钢管旋转速度调整:钢管旋转速度调整至30转/分钟；（3)、喷涂速度 调整:喷涂小车的喷涂速度调整至7米/分钟； 8、 固化温度设置:喷涂后钢管进入固化房，固化房的环境温度设置为60°C，钢管涂装的 固化时间为40分钟； 9、 质量检验:按照美国石油学会标准API RP 5L2标准验收并检验。
[0033] 涂层外观应色泽均匀、无流挂。采用湿膜规进行测量，湿膜厚度应为90ii-120ii。涂 层固化后按照ASTM D4541标准进行拉脱法附着力试验，测量值应多lOMPa。
[0034]针孔试验:在100W的箱内灯光下观察固化后的玻璃试片，灯泡和玻璃试片之间的 距离为100mm_130mm。玻璃试片应目视无针孔。
[0035]弯曲试验:将钢质涂层试片绕直径13 mm的柱型心轴弯曲180°，目视检查，试片不 应有涂层剥落或开裂等现象。
[0036] 剥离试验:钢板试样应放置于一平面下，涂层的一面朝下，用锋利的刀片，与表面 呈60°角，推进刀片切削涂层。涂层不应被以条状刮去，而应成片剥落，用大拇指和食指搓捻 时，剥落片应成粉状颗粒。
[0037] 固化试验:将固化后的钢质试片或玻璃试片在稀释剂(与稀释涂料的稀释剂相同） 中浸泡然后在室温中放置30min后观察，试片涂膜不应有软化、起皱、起泡等现象。
[0038] 水浸泡试验:将固化后的试片在淡水或由10%NaCI ,10% Na2S〇4 ,10% Na2C03 (按 质量分数)组成的水溶液中浸泡4h，试片涂膜不应有软化、起皱、起泡等现象。
[0039]涂料性能检验结果见下表：
以上所述仅是本发明的非限定实施方式，还可以衍生出大量的实施例，对于本领域的 普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思和不作出创造性劳动的前提下，还可以做出 若干变形和改进的实施例，这些都属于本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种钢管无溶剂内减阻层涂装的方法，其特征在于:所述涂装方法按如下步骤进行： (1) 钢管预热:采用20kw高压热风机组将钢管预热至40°C - 60°C ; (2) 除锈和除油:采用抛丸机对钢管内壁进行除锈，抛丸机的转速为2800 - 3300转/分 钟，钢丸与钢砂的混合配比5:1，采用碱洗设备清洗钢管表面的油污； (3) 料桶预热和涂料加热:采用水浴将A组分料桶预热，预热温度40°C - 50°C，将无溶剂 环氧树脂涂料的A组分加热至45°C - 49°C，B组分加热至25°C - 30°C ; (4) 涂料喷涂数据设置:将喷涂的总气压设定为0.6MPa - 0.75MPa，供气量设定为7-10 m 3/min，喷涂气压设定为 0.25MPa - 0.4MPa; (5) 涂料混合比设置:喷涂时A组分与B组分的混合比例为0.8-2.5:1或3.0-3.3:1; (6 )涂料保温:涂料保温温度为45 °C - 49 °C，涂料保温段范围为13m-16m; (7) 数据调整:喷涂量调整:选用喷枪型号为288048,选用喷嘴型号为163921，喷涂流量 为1.79L/min，钢管旋转速度为25 - 30转/分钟，喷涂小车的喷涂速度为5 - 7米/分钟； (8) 固化温度设置：喷涂后钢管进入固化房，固化房的环境温度设置为40°C - 60°C，钢 管涂装的固化时间为30-40分钟； (9) 质量检验:按照美国石油学会标准API RP 5L2标准验收并检验。
【文档编号】B05D3/00GK106000846SQ201610604274
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月28日
【发明人】石振聪, 娄月霞, 蔡绪明, 吴世杰, 徐腊梅, 冯鹏霄
【申请人】中石化石油工程机械有限公司沙市钢管厂