淺談環氧粉末內防腐管在生產中的質量控制

趙美剛

（大慶油田工程建設公司建材公司，黑龍江 大慶 163000）

0 前言

環氧粉末內防腐管，采用固體熔結環氧粉末在鋼管內表面進行涂敷，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點，產品廣泛應用在油田集油注水工程中，如圖1所示。

圖1 環氧粉末內防腐管

1 環氧粉末內防腐管生產工藝

1.1 主要生產設備

空氣壓縮機、環氧粉末控制柜、環氧粉末流化床、文丘里泵、粉末噴槍、中頻加熱線圈

1.2 生產工藝流程

通過調節控環氧粉末制柜的送粉及送風壓力，使環氧粉末由流化床經噴槍，噴涂至已經通過中頻加熱的鋼管內表面，環氧粉末受熱融化，在鋼管內表面形成均勻的防腐涂層。工藝流程圖如2所示。

2 環氧粉末內防腐管存在的質量問題

圖2 環氧粉末內防腐管生產工藝流程

表1 不合格頻數統計表

廠內技術人員對上一年度環氧粉末內防腐管不合格項目的頻數進行統計調查后，制作如表1所示。

從表1中可看出，“橘皮嚴重”不合格頻數最高，占總缺陷比例的58.10%，該項缺陷是導致環氧粉末內防腐管一次合格率偏低的主要質量問題，如圖3所示。

圖3 環氧粉末內防腐層橘皮嚴重

3 原因分析

廠內技術人員對現有生產工藝進行分析，最終找到以下三點導致環氧粉末內防腐管產生“橘皮嚴重”的質量問題的原因。

3.1 鋼管除銹質量不合格

我單位鋼管除銹采用壓縮空氣推動石英砂在鋼管兩端進行噴射除銹。對于小口徑鋼管，除銹噴嘴無法深入鋼管內部進行除銹作業，導致鋼管錨紋深度不符合標準要求，且由于石英砂在與鋼管內壁高速撞擊摩擦的過程中粉碎，產生大量粉塵，在污染環境的同時也會導致鋼管內壁灰塵度超標，從而引起環氧粉末涂層出現橘皮嚴重、附著力不達標等質量問題[1]。

3.2 噴槍結構不合理

現有噴槍由噴粉管和不銹鋼管組成，噴槍頭為直通式。環氧粉末沿鋼管方向噴出，粉末彌漫在鋼管內部空間，而不是直接噴涂在鋼管內壁上。由于粉末噴出距離過長，與鋼管內壁接觸面積較小，導致涂層厚度不均勻，從而產生橘皮嚴重的質量問題。

3.3 中頻加熱線圈不匹配

現有鋼管預熱工藝是采用中頻線圈對鋼管進行加熱，中頻加熱裝置的工作原理如下：中頻設備是將把三相工頻交流電，整流后變成直流電，然后將直流電變為可調節的中頻電流，供給由電容和感應線圈（即中頻加熱圈）里流過的中頻交變電流，在感應圈中產生熱量和高密度的磁感線，并切割感應圈里的金屬管材，在金屬管材中產生很大的渦流，渦流使原子高速無規則運動，原子互相碰撞、摩擦而產生熱能，達到加熱鋼管的作用[2]，如圖4所示。

圖4 電磁感應加熱圈原理

由法拉第電磁感應定律知，感應線圈匝數直接影響鋼管中電動勢的大小，以某一確定規格的感應線圈加熱以恒定速度行進的鋼管為例，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強度決定，若感應加熱圈尺寸過大，其中心鋼管內壁磁感應強度越弱，感應電動勢越小。鋼管內壁升溫速率慢，其熱損失大，達不到粉末固化所需要的溫度要求，粉末未充分固化將導致橘皮嚴重的質量問題的產生。

4 整改措施

通過對環氧粉末內防腐管質量問題的分析，確定了三個設備方面的原因。為提高環氧粉末內防腐管產品質量，技術人員實施了以下三條整改措施：

4.1 鋼管內拋丸除銹取代石英砂噴射除銹

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

4.2 采取擴散頭噴槍取代直通式噴槍

為加大環氧粉末與鋼管內壁的接觸面積，使粉末以一定角度噴射在鋼管內壁上，技術人員將原有直通式噴槍進行改造，加裝了喇叭狀擴散頭，噴槍頭內壁應選用三點式支撐，在保證其穩定性的同時，還保證了環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。實際加熱效率低，鋼管內壁難以達到粉末所需溫度技術人員通過計算與統計，通過設備部門購進與加熱鋼管直徑相配備的不同規格的中頻加熱圈，從而減少熱損失，保證了鋼管預熱溫度，如圖6所示。統、中頻加熱系統進行設備改造及更新，有效的減少了環氧粉末內防腐管“橘皮嚴重”質量問題的發生，從而提高了環氧粉末內防腐管一次合格率。有力的保證了我單位環氧粉末內防腐管道產品質量，增強了企業的競爭力、提高了客戶的滿意度。

圖6 中頻加熱線圈

5 結論

我單位內通過對鋼管除銹系統、粉末噴涂系