一種鋼管環氧底漆涂覆工藝實驗分析

楊琦

摘要：噴涂量、固化溫度、油漆粘度和旋碟轉速等是用于城市燃氣用鋼管環氧底漆涂覆的重要指標，并直接影響產品的成本、涂層耐腐蝕性、穩定性和作業安全等。本文將通過對影響涂覆層厚度均勻性的噴漆量、固化溫度、固化時間、電場電壓等參數進行分析，采用DOC正交試驗，根據實驗結果尋求生產工藝的最優化設計，使得產業化生產的涂覆鋼管質量達到國內領先水平。

關鍵詞：鋼管；環氧底漆；涂覆；均勻性

天然氣做為一種清潔能源，無毒、無腐蝕性及安全便捷、性價比高等優勢已經越來越受到廣大居民用戶和工業用戶的認可。經過十幾年的西氣東輸戰略發展，大大推動城市燃氣管網建設。在建筑工程領域，天然氣立管使用最普遍的是熱浸鍍鋅鋼管，然而在海洋及高潮濕性氣候、酸雨、空調滴水和超高層建筑外墻清洗等一些工況環境較復雜的情況下，熱浸鍍鋅鋼管將會遭遇非正常腐蝕并大幅縮短管材的使用壽命，甚至造成燃氣泄漏而引發爆炸等安全隱患[1]。經國內某管廠的研究開發，在熱浸鍍鋅鋼管外表面涂裝高附著力、抗沖擊性強、重防腐、環境友好型的環氧油漆涂覆管成了港華燃氣等公司采購和推廣使用的新品。涂覆工藝是鋼管作為細長管狀結構外表噴涂底漆涂層的核心，油漆涂層的厚度及均勻性是涂覆工藝的重要參數。

經文獻查閱并參考了旋碟噴涂油漆的現有生產工藝，影響涂漆層厚度和均勻性的關鍵參數有噴漆量（kPa）、固化溫度（℃）、固化時間（min）、噴房靜電電壓（kV）四個參數。該公司采用的是獨特的Ω噴涂流水線，如何尋找到最佳的參數組合，從而有效的控制涂漆層厚度，是目前研究的難點。利用現有的實驗數據，項目組決定采用DOC理論進行“四因數三水平”試驗，以尋求最優化的涂漆工藝。

項目組按照企業標準進行油漆配制，調配到合適的油漆粘度，通過Ω噴涂方式在現有生產線上現場進行試驗。經過3批次81根管材的在線涂漆之后，再進行涂漆層厚度的測量，得到試驗結果。根據試驗結果分析，項目組獲得了最優的涂漆管涂漆工藝參數，如表1所示。涂漆管生產根據優化后的涂漆工藝，經過對六個月的涂漆層厚度數據進行統計分析，油漆層厚度穩定在87μm左右，極差值控制在14μm，如下圖1所示。

涂漆管涂漆工藝優化后，該公司的涂漆管生產企業標準由2015版順利更新為2017版，原本涂漆層厚度偏差很大、涂層不均勻性得到了明顯改善，并實現涂漆層厚度的可控性。完成了本次實驗設定的預期目標，涂漆管涂覆層生產控制水平達國內領先水平[3]。

參考文獻：

[1]符建安，陳加欽等.燃氣管道風險評價與全面檢驗實踐[J]. 62-66.

[2]中國城市燃氣協會.CGAS001-2016[S].北京，協會標準，2016.endprint