本发明属于钢质管道防腐层复合结构成型技术领域，具体说是一种钢质管道3pe全粉末成型方法。
背景技术：
钢管外防腐涂层历经多年的发展演变，3pe涂层（也称三层pe、三层聚乙烯涂层）占据了主导地位，已经在全世界范围内的长输管线上得以推广。现阶段钢管3pe涂层成型的唯一方式为加热的钢管按次序进行环氧粉末静电喷涂、粘接剂挤塑机挤出带状膜缠绕（或筒状膜包覆）、聚乙烯挤塑机挤出带状膜缠绕（或筒状膜包覆）、软胶辊进行涂层碾压密实（包覆方式采用负压密实）、水冷却涂层定型。
钢管3pe涂装成型的两种方式为：第一种，钢管直径小于φ426的挤出筒状膜负压包覆法：表面处理完成的钢管直线向前传输通过加热装置，加热至200℃，进入环氧粉末喷涂区，周向布置的环氧粉末静电喷枪喷涂粉末均匀沉积在钢管表面并熔融，通过两台分别连接粘接剂t型模具和聚乙烯t型模具的挤塑机，挤出成型的筒状粘接剂膜和筒状聚乙烯膜依次包覆在环氧层和粘接剂层的表面，并用采用负压方式收紧膜，进行两层膜的贴附，最终水冷定型。第二种，适用于各种管径范围的侧向挤出缠绕法：表面处理完成的钢管螺旋向前传输通过加热装置，加热至200℃，进入环氧粉末喷涂区，侧向布置的环氧粉末静电喷枪喷涂环氧粉末在加热的钢管表面沉积熔融，通过两台分别连接粘接剂板式模具和聚乙烯板式模具的挤塑机，挤出成型的片状粘接剂膜和片状聚乙烯膜依次缠绕在环氧粉末层和粘接剂层的表面，并用软胶辊对涂层表面进行碾压密实，进行涂膜的贴附，最终水冷定型。对于第一种成型方式，采用的是筒状膜包覆负压法贴附，层间粘接力较弱，并且粘接剂层缺陷无法发现，容易造成层下缺陷，并且无法应用于大口径钢管，对于焊接钢管，膜冷却收紧时，容易造成焊缝处涂层减薄或焊缝根部的空洞等缺陷，如果成型方法掌握较好，比较适用于无缝钢管。第二种方式，针对小口径钢管，涂层较厚，对于焊接钢管因采用挤出带状膜缠绕碾压成型，同样造成焊缝涂层减薄和焊缝根部涂层出现空洞等缺陷。对于上述两种成型方式，均通过挤出成型膜后贴附，所形成的整体膜在低温状态下，抗冲击能力大大降低。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种能够形成的3pe涂层厚度平整均匀、适用于任何管径钢质管道的3pe全粉末涂层成型的装置和成型工艺。
为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：钢质管道全粉末3pe成型装置，包括钢管传输滚轮、中频加热装置和环氧粉末静电喷涂装置，所述环氧粉末静电喷涂装置输出端依次安装有粘接剂流化床、聚乙烯粉末流化床和水淋冷却装置，所述粘接剂流化床和所述聚乙烯粉末流化床的构造完全相同，均包括粉末流化箱，所述粉末流化箱上部开有钢管通过通道，所述粉末流化箱的箱底设有粉末盛装流化板，所述粉末盛装流化板上填充有粉末，所述粉末盛装流化板下端与压缩空气进气通道连通。
上述方案中，所述粉末流化箱整体嵌套在飞溅粉末回收槽内。
上述方案中，所述粘接剂流化床和所述聚乙烯粉末流化床之间还安装有远红外补热装置。
本发明还提供一种利用钢质管道全粉末3pe成型装置对钢制管道进行全粉末3pe成型的工艺，具体过程为：钢管在钢管传输滚轮的带动下向前螺旋传输，通过中频加热装置进行加热，并在经过环氧粉末静电装置时，启动环氧粉末静电喷枪，在加热的钢管表面喷涂环氧粉末并熔融形成环氧粉末层，在环氧粉末层胶化状态下，钢管继续前行通过粘接剂粉末流化状态的粘接剂流化床，在钢管余热和环氧粉末粘性状态下吸附漂浮的的粘接剂粉末，在热作用下熔融形成粘接剂层，然后进入聚乙烯粉末流化床，在聚乙烯粉末流化床区吸附已经流化的聚乙烯粉末，形成聚乙烯粉末层，并利用钢管本体余热，进行聚乙烯层的塑化流平，最终进入水淋冷却区完成钢管的3pe涂层的冷却定型，并检验合格形成最终产品。
上述工艺中，钢管在钢管传输滚轮的带动下以1~4米/分钟的直线速度向前螺旋传输；通过中频加热装置后的加热温度范围为200~220℃；喷涂环氧粉末并熔融形成的环氧粉末层厚度为120μm；熔融形成的粘接剂层的厚度为180μm；形成的聚乙烯粉末层的厚度为1.8~2.7mm。
上述工艺中，带有粘接剂层的钢制管道在进入聚乙烯粉末流化床前，通过远红外补热装置对钢管表面进行热量补充，使其表面达到220~230℃。
本发明的有益效果：（1）本发明适用于任何管径的3pe涂层成型；（2）本发明采用三种材料以粉末形式进行涂层的成型，所形成的焊接钢管焊缝涂层与钢管本体涂层的厚度基本一致，并且通过粉末状材料进行填充，可以填满焊缝根部的空穴，不会形成涂层下空洞和涂层下缺陷，因此能够形成厚度平整均匀的3pe涂层，焊缝涂层不会出现减薄现象，焊缝根部涂层不会出现空洞等缺陷；（3）采用本发明提供的三种材料所形成涂层，两两涂层之间出现不同材料的一个微观过渡层，形成的涂层结构为环氧粉末层、环氧粉末与粘接剂过渡层、粘接剂层、粘接剂与聚乙烯熔结过渡层以及最终的聚乙烯涂层五层结构，由于所形的3pe涂层层间存在过渡层，涂层结合优于传统方式形成的3pe涂层，在低温状态下，抗冲击能力增强。（4）本发明所采用的装备，节省了粘接剂和聚乙烯挤出机，降低了整套设备价格，节约电力资源，简化操作。
附图说明
图1为本发明工艺流程图。
图2为本发明通过式流化床主视图。
图3为本发明通过式流化床左视图。
图4为本发明通过式流化床俯视图。
图中：1钢管，2钢管传输滚轮，3中频加热装置、4环氧粉末静电喷涂装置、5粘接剂流化床、6远红外补热装置、7聚乙烯粉末流化床、8水淋冷却装置、9压缩空气进气通道、10粉末回收槽、11粉末盛装流化板、12粉末流化箱、13钢管通过通道、14粉末。
具体实施方式
下面，结合附图对本发明的技术方案再作进一步的说明：
如图1所示，钢质管道全粉末3pe成型装置包括钢管传输滚轮2、中频加热装置3和环氧粉末静电喷涂装置4，所述环氧粉末静电喷涂装置4输出端依次安装有粘接剂流化床5、远红外补热装置6、聚乙烯粉末流化床7和水淋冷却装置8，所述粘接剂流化床5和所述聚乙烯粉末流化床7均由粉末流化箱12组成，如图2至图4所示，所述粉末流化箱12整体嵌套在飞溅粉末回收槽10内，所述粉末流化箱12上部开有钢管通过通道13，所述粉末流化箱12的箱底设有粉末盛装流化板11，所述粉末盛装流化板11上填充有粉末14，所述粉末盛装流化板11下端与压缩空气进气通道9连通。
本实施例中钢质管道全粉末3pe成型的工艺路线是表面清理完成的钢管1，通过专门的钢管平台输送至钢管传输滚轮2，减速机带动的钢管传输滚轮2自旋转并带动钢管1并螺旋向前传输，依次通过中频加热装置3、环氧粉末静电喷涂装置4、粘接剂流化床5、远红外补热装置6、聚乙烯粉末流化床7和水淋冷却装置8。其具体工艺过程为：钢管1在钢管传输滚轮2的带动下以1~4米/分钟的直线速度向前螺旋传输，通过中频加热装置3，加热至200~220℃，并在经过环氧粉末静电装置4时，启动环氧粉末静电喷枪，在加热的钢管1表面喷涂环氧粉末并熔融形成120μm的环氧粉末层，在环氧粉末层胶化状态下，钢管1继续前行通过粘接剂粉末流化状态的粘接剂流化床5，在钢管1余热和环氧粉末粘性状态下吸附漂浮的粘接剂粉末，在热作用下熔融形成180μm的粘接剂层，多余的飘散粘接剂粉末进入粘接剂回收槽10，钢管进入聚乙烯粉末流化床7前，通过远红外补热装置6对钢管表面进行热量补充，使其达到220~230℃，并在聚乙烯粉末流化床7区吸附已经流化聚乙烯粉末，形成1.8~2.7mm的聚乙烯粉末层，并在钢管本体余热状态下，进行聚乙烯层的塑化流平，多余的飘散聚乙烯粉末进入聚乙烯粉末回收槽9回收，最终进入水淋冷却区完成钢管的3pe涂层的冷却定型，形成最终产品。
本实施例中钢制管道在通过粘接剂流化床5和聚乙烯粉末流化床7时，事先需要把一定量的粘接剂粉末和聚乙烯粉末分别对应放入安装在粘接剂流化床5和聚乙烯粉末流化床7各自粉末流化箱12内的粉末盛装流化板11上，并把压缩空气通过压缩空气进气通道9送入粉末流化箱内，使得粉末盛装流化板11上的粘接剂粉末和聚乙烯粉末流化形成沸腾状的粉末，漂浮在钢管通过通道13上方形成粉末层，工作过程中，飘散的粉末落入粉末回收擦槽10进行回收利用。
本实施例摒弃了传统的钢管3pe涂层成型过程所采用的电能损耗巨大的塑料挤出机，杜绝了塑性材料挤出过程中，挤出膜厚度的不均匀性，避免了焊接钢管进行采用传统3pe成型方式中挤出缠绕碾压成型所造成的焊缝侧防腐层减薄，间或伴有空洞的缺陷，杜绝了材料的浪费。