趙美剛

（大慶油田工程建設(shè)公司建材公司，黑龍江 大慶 163000）

0 前言

環(huán)氧粉末內(nèi)防腐管，采用固體熔結(jié)環(huán)氧粉末在鋼管內(nèi)表面進(jìn)行涂敷，一次成膜。具有涂敷操作簡便、無污染、涂層抗沖擊和抗彎曲性能好等優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用在油田集油注水工程中，如圖1所示。

圖1 環(huán)氧粉末內(nèi)防腐管

1 環(huán)氧粉末內(nèi)防腐管生產(chǎn)工藝

1.1 主要生產(chǎn)設(shè)備

空氣壓縮機(jī)、環(huán)氧粉末控制柜、環(huán)氧粉末流化床、文丘里泵、粉末噴槍、中頻加熱線圈

1.2 生產(chǎn)工藝流程

通過調(diào)節(jié)控環(huán)氧粉末制柜的送粉及送風(fēng)壓力，使環(huán)氧粉末由流化床經(jīng)噴槍，噴涂至已經(jīng)通過中頻加熱的鋼管內(nèi)表面，環(huán)氧粉末受熱融化，在鋼管內(nèi)表面形成均勻的防腐涂層。工藝流程圖如2所示。

2 環(huán)氧粉末內(nèi)防腐管存在的質(zhì)量問題

圖2 環(huán)氧粉末內(nèi)防腐管生產(chǎn)工藝流程

表1 不合格頻數(shù)統(tǒng)計(jì)表

廠內(nèi)技術(shù)人員對(duì)上一年度環(huán)氧粉末內(nèi)防腐管不合格項(xiàng)目的頻數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)調(diào)查后，制作如表1所示。

從表1中可看出，“橘皮嚴(yán)重”不合格頻數(shù)最高，占總?cè)毕荼壤?8.10%，該項(xiàng)缺陷是導(dǎo)致環(huán)氧粉末內(nèi)防腐管一次合格率偏低的主要質(zhì)量問題，如圖3所示。

圖3 環(huán)氧粉末內(nèi)防腐層橘皮嚴(yán)重

3 原因分析

廠內(nèi)技術(shù)人員對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析，最終找到以下三點(diǎn)導(dǎo)致環(huán)氧粉末內(nèi)防腐管產(chǎn)生“橘皮嚴(yán)重”的質(zhì)量問題的原因。

3.1 鋼管除銹質(zhì)量不合格

我單位鋼管除銹采用壓縮空氣推動(dòng)石英砂在鋼管兩端進(jìn)行噴射除銹。對(duì)于小口徑鋼管，除銹噴嘴無法深入鋼管內(nèi)部進(jìn)行除銹作業(yè)，導(dǎo)致鋼管錨紋深度不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，且由于石英砂在與鋼管內(nèi)壁高速撞擊摩擦的過程中粉碎，產(chǎn)生大量粉塵，在污染環(huán)境的同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致鋼管內(nèi)壁灰塵度超標(biāo)，從而引起環(huán)氧粉末涂層出現(xiàn)橘皮嚴(yán)重、附著力不達(dá)標(biāo)等質(zhì)量問題[1]。

3.2 噴槍結(jié)構(gòu)不合理

現(xiàn)有噴槍由噴粉管和不銹鋼管組成，噴槍頭為直通式。環(huán)氧粉末沿鋼管方向噴出，粉末彌漫在鋼管內(nèi)部空間，而不是直接噴涂在鋼管內(nèi)壁上。由于粉末噴出距離過長，與鋼管內(nèi)壁接觸面積較小，導(dǎo)致涂層厚度不均勻，從而產(chǎn)生橘皮嚴(yán)重的質(zhì)量問題。

3.3 中頻加熱線圈不匹配

現(xiàn)有鋼管預(yù)熱工藝是采用中頻線圈對(duì)鋼管進(jìn)行加熱，中頻加熱裝置的工作原理如下：中頻設(shè)備是將把三相工頻交流電，整流后變成直流電，然后將直流電變?yōu)榭烧{(diào)節(jié)的中頻電流，供給由電容和感應(yīng)線圈（即中頻加熱圈）里流過的中頻交變電流，在感應(yīng)圈中產(chǎn)生熱量和高密度的磁感線，并切割感應(yīng)圈里的金屬管材，在金屬管材中產(chǎn)生很大的渦流，渦流使原子高速無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，原子互相碰撞、摩擦而產(chǎn)生熱能，達(dá)到加熱鋼管的作用[2]，如圖4所示。

圖4 電磁感應(yīng)加熱圈原理

由法拉第電磁感應(yīng)定律知，感應(yīng)線圈匝數(shù)直接影響鋼管中電動(dòng)勢(shì)的大小，以某一確定規(guī)格的感應(yīng)線圈加熱以恒定速度行進(jìn)的鋼管為例，鋼管橫截面可視為閉合線圈，磁通量變化率由中頻電源頻率及閉合回路中磁感應(yīng)強(qiáng)度決定，若感應(yīng)加熱圈尺寸過大，其中心鋼管內(nèi)壁磁感應(yīng)強(qiáng)度越弱，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越小。鋼管內(nèi)壁升溫速率慢，其熱損失大，達(dá)不到粉末固化所需要的溫度要求，粉末未充分固化將導(dǎo)致橘皮嚴(yán)重的質(zhì)量問題的產(chǎn)生。

4 整改措施

通過對(duì)環(huán)氧粉末內(nèi)防腐管質(zhì)量問題的分析，確定了三個(gè)設(shè)備方面的原因。為提高環(huán)氧粉末內(nèi)防腐管產(chǎn)品質(zhì)量，技術(shù)人員實(shí)施了以下三條整改措施：

4.1 鋼管內(nèi)拋丸除銹取代石英砂噴射除銹

通過廠內(nèi)設(shè)備部門購進(jìn)鋼管內(nèi)壁拋丸清理機(jī)，使用鋼丸噴射除銹代替原有石英砂噴射除銹工藝。該設(shè)備可將噴桿及噴槍深入到鋼管內(nèi)壁，采用壓縮空氣將鋼丸用噴槍噴射到鋼管的內(nèi)壁上，通過噴丸清理，可以除去鋼管內(nèi)表面的氧化皮、銹蝕及其他異物，使鋼管內(nèi)表面光潔，達(dá)到清理的目的。由于鋼丸的硬度遠(yuǎn)大于石英砂，在噴射過程中不易粉碎，減少了粉塵的產(chǎn)生。鋼管內(nèi)壁錨紋深度、清潔度、灰塵度等指標(biāo)也可以得到很好的控制，從而保證了鋼管內(nèi)壁除銹質(zhì)量。

4.2 采取擴(kuò)散頭噴槍取代直通式噴槍

為加大環(huán)氧粉末與鋼管內(nèi)壁的接觸面積，使粉末以一定角度噴射在鋼管內(nèi)壁上，技術(shù)人員將原有直通式噴槍進(jìn)行改造，加裝了喇叭狀擴(kuò)散頭，噴槍頭內(nèi)壁應(yīng)選用三點(diǎn)式支撐，在保證其穩(wěn)定性的同時(shí)，還保證了環(huán)氧粉末順利通過槍頭噴出。如圖5所示。

圖5 改造后的噴槍頭

4.3 更換合適中頻加熱圈

目前廠內(nèi)所用鋼管中頻加熱圈，存在線圈間距不一、線圈尺寸過大等情況。實(shí)際加熱效率低，鋼管內(nèi)壁難以達(dá)到粉末所需溫度技術(shù)人員通過計(jì)算與統(tǒng)計(jì)，通過設(shè)備部門購進(jìn)與加熱鋼管直徑相配備的不同規(guī)格的中頻加熱圈，從而減少熱損失，保證了鋼管預(yù)熱溫度，如圖6所示。統(tǒng)、中頻加熱系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)備改造及更新，有效的減少了環(huán)氧粉末內(nèi)防腐管“橘皮嚴(yán)重”質(zhì)量問題的發(fā)生，從而提高了環(huán)氧粉末內(nèi)防腐管一次合格率。有力的保證了我單位環(huán)氧粉末內(nèi)防腐管道產(chǎn)品質(zhì)量，增強(qiáng)了企業(yè)的競爭力、提高了客戶的滿意度。

圖6 中頻加熱線圈

5 結(jié)論

我單位內(nèi)通過對(duì)鋼管除銹系統(tǒng)、粉末噴涂系