大容积钢质无缝气瓶内喷涂装置及其工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种大容积钢质无缝气瓶内喷涂工艺，内喷涂处理前，内抛丸清理30-60分钟，水清洗内壁2-3次，高温蒸汽脱脂烘干；然后使用标准片对比检查内壁是否达到SA2.5，然后用紫外线灯检查检查气瓶内部。内壁检查合格后，送到内喷涂室开始内喷涂；将气瓶送至内喷涂室，打开静电发生器，设定工作参数；将喷涂好的气瓶进行固化处理，在烘干过程中烘干炉炉温温差必须控制在5℃以内。炉温达到230℃后保持3-5分钟。本发明还公开了采用该喷涂工艺的喷涂装置。本发明的喷涂工艺可以在气瓶内壁上形成一层防腐涂层，有效阻断充装介质与瓶体内壁的直接接触，避免介质中硫化物以及氢脆气体对瓶体的腐蚀，提高了钢瓶的使用寿命和安全性。
【专利说明】大容积钢质无缝气瓶内喷涂装置及其工艺
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种大容积钢质无缝气瓶内喷涂装置及其工艺。
【背景技术】
[0002]在盛装压缩天然气的钢瓶在定期检验过程中，发现钢瓶内壁腐蚀比较严重，钢瓶的腐蚀主要是通过盛压的压缩天然气中的4和钢瓶材料中的S，在一定的环境下产生H2S腐蚀而导致钢瓶产生氢脆、腐蚀裂纹、鼓包，导致钢瓶失效而报废。
[0003]为解决上述问题，目前通常采用的解决方法主要有两种，一是对气瓶的内壁进行钝化处理，使气瓶内壁生成一层致密的钝化膜，但经过钝化处理的气瓶仍然存在可以吸附某些气体组分的情况，而且气瓶内壁的钝化膜在一定条件下又会被活化而失去钝化状态，没有了保护作用；二是对气瓶内壁喷涂涂料以达到耐腐蚀抗污染等目的，但受喷涂涂料、喷涂工艺的制约，传统的喷涂方法得到的内喷涂层在使用过程中容易出现受压产生气泡、龟裂和脱落等现象，影响其对气瓶的保护效果。
【发明内容】
[0004]针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种大容积钢质无缝气瓶内喷涂装置及其工艺，采用耐腐蚀环氧型粉(重腐型)作为钢瓶内涂层粉末，对大容积钢质无缝气瓶进行内喷涂，该工艺可以在气瓶内壁上形成一层防腐涂层，该涂层有效阻断充装介质与瓶体内壁的直接接触，避免介质中硫化物以及氢脆气体对瓶体的腐蚀，提高了钢瓶的使用寿命和安全性。
[0005]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
[0006]一种大容积钢质无缝气瓶内喷涂装置，包括操作工作台和气瓶工作台，其中:
[0007]操作工作台包括粉末储存箱、静电发生器、控制柜、导管、导向装置、拉紧装置和喷粉枪，所述粉末储存箱、静电发生器分别与控制柜电气连接；所述喷粉枪的枪头端伸入至气瓶的内腔内，喷粉枪的另一端通过导管与粉末储存箱连接；所述导管近控制柜端设有控制导管平稳运行的导向装置，导管近气瓶端设有防止喷粉枪下垂的拉紧装置；
[0008]气瓶工作台包括前端固定装置、平衡固定装置、后端固定装置和气瓶旋转驱动装置，所述前端固定装置和后端固定装置分别位于气瓶的两端，将气瓶进行固定；平衡固定装置一端与后端固定装置连接，另一端伸入至气瓶的内腔，与喷粉枪通过挂钩连接；所述气瓶旋转驱动装置与后端固定装置连接；
[0009]所述导向装置，包括支撑矩形管，所述支撑矩形管的底部设有导向轮，支撑矩形管的上端连接有凹形滚动胶轮，凹形滚动胶轮上设有导向槽；通过导向槽使导管在运动过程中不会发生弯曲和错位。
[0010]所述拉紧装置，包括钢丝拉紧器，所述钢丝拉紧器的底部设有导向轮，钢丝拉紧器的顶部设有变相轮，通过拉紧后的钢丝绳防止导管和喷粉枪下垂，造成喷粉不均匀。
[0011]所述粉末存储箱、静电发生器和控制柜位于底部设有导向轮的可移动平台上；
[0012]所述前端固定装置的底部设有导向轮。
[0013]一种大容积钢质无缝气瓶内喷涂工艺，包括以下步骤:
[0014](I)内壁清理:内喷涂处理前，气瓶内壁采用抛丸清理30_60min，然后用水清洗内壁2-3次，高温蒸汽脱脂烘干；
[0015](2)检查:使用标准试片对比检查内壁是否达到SA2.5，然后用紫外线灯检查钢瓶内部是否符合SA2.5标准，内壁检查合格后，开始内喷涂；
[0016](3)内喷涂:将气瓶固定在气瓶工作台上，打开静电发生器，通过控制柜设定工作参数为:供涂气压0.1-0.3MPa,粉压0.1-0.3MPa，静电发生器电压90-110KV，喷涂时喷粉枪与气瓶内壁表面间距离> 200mm，喷粉枪进给速度3_4m/min，气瓶旋转速度为45_55r/min，喷涂次数一次，喷涂粉末为(重腐型)环氧粉末，喷粉枪沿气瓶转动的轴向方向运动；
[0017](4)在内喷涂的同时，对气瓶表面进行外喷涂，外喷涂采用高压静电喷枪进行喷粉，喷粉过程中钢瓶轴向旋转，外喷涂粉末为热固性环氧粉末；
[0018](5)固化:将喷涂好的气瓶进行固化处理，内层环氧粉末的固化温度为2000C ±10°C，保持3-5分钟，自然冷却。
[0019]步骤(I)中，抛丸清理的方法为:采用内壁抛丸设备用低压空气(0.7)Mpa带动铬钥钢丸清理内壁；
[0020]步骤(3)中，供涂气压为0.1MPa,粉压0.15MPa，静电发生器电压96KV，喷涂时喷粉枪与气瓶内壁表面间距离> 200mm，喷粉枪进给速度3.3m/min，气瓶旋转速度为48r/min，喷涂次数一次。
[0021]步骤(5)中，外层热固性环氧粉末的固化温度为230°C ±10°C，在固化过程中烘干炉炉温温差控制在5°C以内，炉温达到230°C后保持3-5分钟。
[0022]本发明内喷涂所用的环氧粉末，商品名称:热固性粉末涂料，型号:E7035/重防腐型，生产厂家:安徽美佳新材料股份有限公司。外喷涂所用的热固性环氧粉末，生产厂家:安徽美佳新材料股份有限公司。
[0023]本发明相对于现有技术具有如下有益效果:
[0024](I)本发明的内喷涂装置设有导向装置，可保证导管在运行过程中平稳无跳动，保证喷粉质量；设有拉紧装置，可保证导管在伸入气瓶内部> 2米时，喷粉枪不下垂，保证喷粉枪与气瓶内壁表面间距离，使喷粉均匀；设有平衡固定装置，用于固定喷粉枪，保证喷粉枪在位于气瓶的中心线上运动。
[0025](2)本发明内喷涂装置中的前端固定装置底部设有轮子，可进行移动，适用于不同规格、不同长度的气瓶的固定。
[0026](3)本发明内喷涂工艺的喷涂厚度> lOOum，喷涂后的钢瓶能够有效的杜绝盛装介质中的有害元素对钢瓶内壁得腐蚀，达到延长产品使用寿命的功能；可以同时进行内外喷涂，节约时间，提高工作效率。
[0027](3)本发明的喷涂层具有较好的附着力、柔韧性、耐热性和耐腐蚀性，同时具有较好的机械性能，使用中有效避免出现受压气泡、龟裂、脱落等现象。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1为本发明的大容积钢质无缝气瓶内喷涂装置的结构示意图。
[0029]其中，1-粉末储存箱，2-静电发生器，3-控制柜，4-导管，5-导向装置，6-拉紧装置，7-前端固定装置，8-喷粉枪，9-平衡固定装置，10-后端固定装置，11-气瓶旋转驱动装置。
【具体实施方式】
[0030]结合实施例对本发明作进一步的说明，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。
[0031]实施例1
[0032]如图1所示，一种大容积钢质无缝气瓶内喷涂装置，包括操作工作台和气瓶工作台，其中:
[0033]操作工作台包括粉末储存箱1、静电发生器2、控制柜3、导管4、导向装置5、拉紧装置6和喷粉枪8，所述粉末储存箱1、静电发生器2分别与控制柜3电气连接；所述喷粉枪8的枪头端伸入至气瓶的内腔内，喷粉枪8的另一端通过导管4与粉末储存箱I连接；所述导管4近控制柜3端设有控制导管平稳运行的导向装置5，导管4近气瓶端设有防止喷粉枪下垂的拉紧装置6;
[0034]气瓶工作台包括前端固定装置7、平衡固定装置9、后端固定装置10和气瓶旋转驱动装置11，所述前端固定装置7和后端固定装置10分别位于气瓶的两端，将气瓶进行固定；平衡固定装置9 一端与后端固定装置10连接，另一端伸入至气瓶的内腔，与喷粉枪8通过挂钩连接；所述气瓶旋转驱动装置11与后端固定装置10连接；
[0035]其中，导向装置，包括支撑矩形管，所述支撑矩形管的底部设有导向轮，支撑矩形管的上端连接有凹形滚动胶轮，凹形滚动胶轮上设有导向槽；通过导向槽使导管在运动过程中不会发生弯曲和错位。
[0036]所述拉紧装置，包括钢丝拉紧器，所述钢丝拉紧器的底部设有导向轮，钢丝拉紧器的顶部设有变相轮，通过拉紧后的钢丝绳防止导管和喷粉枪由于自身重力导致的下垂，造成喷粉不均匀。
[0037]所述粉末存储箱1、静电发生器2和控制柜3位于底部设有导向轮的可移动平台上;
[0038]所述前端固定装置7的底部均设有导向轮。
[0039]采用该喷涂装置的喷涂工艺，包括以下步骤:
[0040](I)内壁清理:内喷涂处理前，气瓶内壁采用内壁抛丸设备用低压空气(0.7)Mpa带动铬钥钢丸清理内壁30min，然后用水清洗内壁3次，高温蒸汽脱脂烘干；
[0041](2)检查:使用标准试片对比检查内壁是否达到SA2.5，然后用紫外线灯检查钢瓶内部是否符合SA2.5标准，内壁检查合格后，送到内喷涂室开始内喷涂；
[0042](3)内喷涂:将气瓶通过前端固定装置和后端固定装置固定在气瓶工作台上，打开静电发生器，通过控制柜设定工作参数为:供涂气压0.1MPa,粉压0.15MPa，静电发生器电压96KV，喷涂时喷粉枪与气瓶内壁间距离> 200mm，喷粉枪进给速度3.3m/min，气瓶旋转速度为48r/min，喷涂次数一次，喷涂粉末为(重腐型)环氧粉末，喷粉枪沿气瓶转动的轴向方向运动；
[0043](4)在内喷涂的同时，对气瓶表面进行外喷涂，外喷涂采用高压静电喷枪进行喷粉，喷粉过程中钢瓶轴向旋转，外喷涂粉末为热固性环氧粉末；
[0044](5)固化:将喷涂好的气瓶进行固化处理，内层环氧粉末的固化温度为2000C ±10°C，外层热固性环氧粉末的固化温度为230°C ±10°C，温差在(30_40°C )，在固化过程中烘干炉炉温温差必须控制在5°C以内。炉温达到230°C后保持5分钟，自然冷却。
[0045]实施例2
[0046]内喷涂的装置同实施例1，采用该喷涂装置的喷涂工艺，包括以下步骤:
[0047](I)内壁清理:内喷涂处理前，气瓶内壁采用内壁抛丸设备用低压空气(0.7)Mpa带动铬钥钢丸清理内壁30min，然后用水清洗内壁3次，高温蒸汽脱脂烘干；
[0048](2)检查:使用标准试片对比检查内壁是否达到SA2.5，然后用紫外线灯检查钢瓶内部是否符合SA2.5标准，内壁检查合格后，送到内喷涂室开始内喷涂；
[0049](3)内喷涂:将气瓶通过前端固定装置和后端固定装置固定在气瓶工作台上，打开静电发生器，通过控制柜设定工作参数为:供涂气压0.2MPa,粉压0.1MPa，高压静电发生器电压90KV，喷涂时喷粉枪与气瓶内壁间距离> 200mm，喷粉枪进给速度3.0m/min，气瓶旋转速度为55r/min，喷涂次数一次，喷涂粉末为(重腐型)环氧粉末，喷粉枪沿气瓶转动的轴向方向运动；
[0050](4)在内喷涂的同时，对气瓶表面进行外喷涂，外喷涂采用高压静电喷枪进行喷粉，喷粉过程中钢瓶轴向旋转，外喷涂粉末为热固性环氧粉末；
[0051](5)固化:将喷涂好的气瓶进行固化处理，内层环氧粉末的固化温度为2000C ±10°C，外层热固性环氧粉末的固化温度为230°C ±10°C，温差在(30_40°C )，在固化过程中烘干炉炉温温差必须控制在5°C以内。炉温达到230°C后保持5分钟，自然冷却。
[0052]实施例3
[0053]内喷涂的装置同实施例1，采用该喷涂装置的喷涂工艺，包括以下步骤:
[0054](I)内壁清理:内喷涂处理前，气瓶内壁采用内壁抛丸设备用低压空气(0.7)Mpa带动铬钥钢丸清理内壁30min，然后用水清洗内壁3次，高温蒸汽脱脂烘干；
[0055](2)检查:使用标准试片对比检查内壁是否达到SA2.5，然后用紫外线灯检查钢瓶内部是否符合SA2.5标准，内壁检查合格后，送到内喷涂室开始内喷涂；
[0056](3)内喷涂:将气瓶通过前端固定装置和后端固定装置固定在气瓶工作台上，打开静电发生器，通过控制柜设定工作参数为:供涂气压0.3MPa,粉压0.3MPa，高压静电发生器电压110KV，喷涂时喷粉枪与气瓶内壁间距离> 200mm，喷粉枪进给速度4.0m/min，气瓶旋转速度为45r/min，喷涂次数一次，喷涂粉末为(重腐型)环氧粉末，喷粉枪沿气瓶转动的轴向方向运动；
[0057](4)在内喷涂的同时，对气瓶表面进行外喷涂，外喷涂采用高压静电喷枪进行喷粉，喷粉过程中钢瓶轴向旋转，外喷涂粉末为热固性环氧粉末；
[0058](5)固化:将喷涂好的气瓶进行固化处理，内层环氧粉末的固化温度为2000C ±10°C，外层热固性环氧粉末的固化温度为230°C ±10°C，温差在(30_40°C )，在固化过程中烘干炉炉温温差必须控制在5°C以内。炉温达到230°C后保持5分钟，自然冷却。
[0059]实施例4
[0060]对本发明实施例1的气瓶内壁涂层进行检查，结果见表I。
[0061]表I涂层性能检测结果
[0062]
测试项B试验方法质量指标测试结果外观(每个检验) 目测IS04628 色泽均匀，松散无结块色泽均匀，程序平整圆
____滑无结块现象。
膜厚(每个检验)取20个点>120um130 um
内窥镜检验、拍照记整体逐个记录逐支拍照留存
_^____
附着力检验 — IS04624 — 样管检验符合IS04624标准要求弯曲试验IS06860样管检验符合IS06860标准要求硬度检测 _ TSCH5184样管检验符合TS015184标准要f
划痕试验IS01518样管检验符合IS01518标准要求划格试验 _ 1.S01519样管检验符合IS01519标准要f
热效应试验IS03248样管检验符合IS03248标准要求酸性试验GB/T1763-1979样管检验符合GB/T1763-1979标
____准要求疲劳试验IS01112和ISO试验管样管在疲劳试验压力
4628(2-37, 5) Mpa, 15000
次疲劳次数下，内壁涂
___层无脱落和离层现象。
【权利要求】
1.一种大容积钢质无缝气瓶内喷涂装置，其特征在于，包括操作工作台和气瓶工作台，其中: 操作工作台包括粉末储存箱、静电发生器、控制柜、导管、导向装置、拉紧装置和喷粉枪，所述粉末储存箱、静电发生器分别与控制柜电气连接；所述喷粉枪的枪头端伸入至气瓶的内腔内，喷粉枪的另一端通过导管与粉末储存箱连接；所述导管近控制柜端设有控制导管平稳运行的导向装置，导管近气瓶端设有防止喷粉枪下垂的拉紧装置； 气瓶工作台包括前端固定装置、平衡固定装置、后端固定装置和气瓶旋转驱动装置，所述前端固定装置和后端固定装置分别位于气瓶的两端，将气瓶进行固定；平衡固定装置一端与后端固定装置连接，另一端伸入至气瓶的内腔，与喷粉枪通过挂钩连接；所述气瓶旋转驱动装置与后端固定装置连接。
2.如权利要求1所述的一种大容积钢质无缝气瓶内喷涂装置，其特征在于，所述导向装置，包括支撑矩形管，所述支撑矩形管的底部设有导向轮，支撑矩形管的上端连接有凹形滚动胶轮，凹形滚动胶轮上设有导向槽；通过导向槽使导管在运动过程中不会发生弯曲和错位。
3.如权利要求1所述的一种大容积钢质无缝气瓶内喷涂装置，其特征在于，所述拉紧装置，包括钢丝拉紧器，所述钢丝拉紧器的底部设有导向轮，钢丝拉紧器的顶部设有变相轮，通过拉紧后的钢丝绳防止导管和喷粉枪下垂。
4.如权利要求1所述的一种大容积钢质无缝气瓶内喷涂装置，其特征在于，所述粉末存储箱、静电发生器和控制柜位于底部设有导向轮的可移动平台上。
5.如权利要求1所述的一种大容积钢质无缝气瓶内喷涂装置，其特征在于，所述前端固定装置的底部均设有导向轮。
6.采用权利要求1至5任一项所述的一种大容积钢质无缝气瓶内喷涂装置进行喷涂的工艺，其特征在于，包括以下步骤: (1)内壁清理:内喷涂处理如，气瓶内壁米用抛丸清理30-60min,然后用水清洗内壁2-3次，高温蒸汽脱脂烘干； (2)检查:使用标准试片对比检查内壁是否达到SA2.5，然后用紫外线灯检查气瓶内部是否符合SA2.5标准，内壁检查合格后，开始内喷涂； (3)内喷涂:将气瓶通过前端固定装置和后端固定装置固定在气瓶工作台上，打开静电发生器，通过控制柜设定工作参数为:供涂气压0.1-0.3MPa,粉压0.1-0.3MPa，静电发生器电压90-110KV，喷涂时喷粉枪与气瓶内壁表面间距离> 200mm，喷粉枪进给速度3-4m/min,气瓶旋转速度为45-55r/min，喷涂次数一次，喷涂粉末为环氧粉末，喷粉枪沿气瓶转动的轴向方向运动； (4)在内喷涂的同时，对气瓶表面进行外喷涂，外喷涂采用高压静电喷枪进行喷粉，喷粉过程中钢瓶轴向旋转，外喷涂粉末为热固性环氧粉末； (5)固化:将喷涂好的气瓶进行固化处理，内层环氧粉末的固化温度为200°C±10°C，保持3-5分钟，自然冷却。
7.如权利要求6所述的喷涂工艺，其特征在于，步骤(I)中，抛丸清理的方法为:采用内壁抛丸设备用0.7Mpa低压空气带动铬钥钢丸清理内壁。
8.如权利要求6所述的喷涂工艺，其特征在于，步骤(3)中，供涂气压为0.1MPa,粉压0.15MPa，静电发生器电压96KV，喷涂时喷粉枪与气瓶内壁表面间距离> 200mm，喷粉枪进给速度3.3m/min，气瓶旋转速度为48r/min，喷涂次数一次。
9.如权利要求6所述的喷涂工艺，其特征在于，步骤(4)中，外层热固性粉末的固化温度为230°C 土 10°C，在固化过程中烘干炉炉温温差控制在5°C以内，炉温达到230°C后保持3-5分钟。
【文档编号】B05C7/02GK104128294SQ201410299150
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】樊金海, 杨长涛, 张道源, 李静敏, 李栋栋 申请人:鲁西新能源装备集团有限公司