一种一体式内环氧外聚乙烯防腐层的生产方法和装置与流程

1.本发明属于防腐钢管技术领域，具体涉及一种一体式内环氧外聚乙烯防腐层的生产方法和装置。


背景技术：

2.公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
3.内环氧外聚乙烯防腐层的管材具有较强的耐腐蚀性，较长的使用寿命及摩阻系数较低等性能。这种管材的防腐层生产方法一般为内环氧防腐层和外聚乙烯防腐层分开进行生产，需要对钢管加热两次造成总体能耗较高且内壁环氧涂层二次受高温影响造成性能降低、防腐效果降低。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种一体式内环氧外聚乙烯防腐层的生产方法和装置。
5.为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：
6.第一方面，一种一体式内环氧外聚乙烯防腐层的生产方法，所述方法为：
7.将钢管传送到中频加热线圈的位置，同时将塑粉置于钢管的内壁；
8.放入塑粉后的钢管旋转通过中频加热线圈，在通过中频加热线圈后，对加热后的钢管外壁进行喷涂环氧防腐层，然后缠绕胶粘层、缠绕聚乙烯层。
9.本发明提出在钢管旋转通过中频加热线圈的过程中，利用钢管内壁和外壁的防腐层生产工艺温度相近的条件，在对钢管加热的过程中，进行内防腐层的制备，经过中频加热线圈后立即外防腐层的生产，实现一次加热同时完成钢管内壁和外壁防腐层的生产，内壁的塑粉采用滚涂的方法制备防腐层，外壁采用喷涂、缠绕的方法制备。解决了两次加热的能耗问题和两次加热降低先加工的内环氧防腐层的性能的问题。
10.内环氧外聚乙烯防腐层也称为内环氧外3pe防腐层。
11.本发明一个或多个技术方案具有以下有益效果：
12.本发明的一体式内环氧外聚乙烯防腐层的生产方法，提出内环氧防腐和外聚乙烯防腐同时制备的方法，避免二次加热导致的内壁环氧涂层二次受高温影响造成性能降低、防腐效果降低的问题。解决了二次加热破坏内环氧涂层性能的问题；降低了一半的耗电量，减少了一个工序的人工成本。
附图说明
13.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
14.图1为一体式内环氧外聚乙烯防腐层的生产装置图；
15.图2为钢管在板链上的示意图；
16.其中，1、上管板链，2、钢管，3、螺旋式喂料机，4、螺旋传送线，5、中频加热线圈，6、环氧喷涂装置，7、胶粘剂挤出机，8、聚乙烯挤出机，9、冷却水淋房，10、下管板链，11、端口坡口装置。
具体实施方式
17.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
18.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
19.现有的钢管内环氧外聚乙烯防腐层的生产工艺流程为：钢管——外除锈——内除锈——中频加热(或燃烧炉加热)——内环氧防腐——中频加热——外环氧底层喷涂——胶粘剂缠绕——pe层缠绕——冷却——两端涂层坡口——包装、印字——检验、入库；内环氧外3pe防腐管材生产时存在的最大的问题点在于整个产品分两步生产，需要对钢管加热两次造成总体能耗较高且内壁环氧涂层二次受高温影响造成性能降低、防腐效果降低。因此困扰行业生产内环氧外3pe的问题点根本在于：1.内环氧与3pe分开生产造成二次加热，使总体能耗过高；2.内环氧与3pe分开生产造成二次加热，使内环氧涂层二次高温加热，影响其防腐性能、缩短防腐寿命。3.内环氧生产效率较低制约3pe生产效率。
20.现有的内环氧防腐层的防腐方法常规工艺为：一种为中频加热内壁喷涂工艺，该工艺生产时采用一端进枪的方式(枪杆伸入钢管内壁后进行喷涂)，后退过程喷涂的方式，该工艺生产的内环氧管材，内壁环氧涂层较为粗糙，喷涂过程环氧粉末漂浮比较严重造成二次污染涂层，且漂浮的粉末量较大收集难度较大；此外该工艺生产会造成钢管温度不均匀，中间喷涂时温度低，两端喷涂时温度较高，整体外观较差(两端出现轻微变色，中间为正常颜色)，该方式生产管材为断续式生产，频繁启动中频设备，造成故障率较高。另一种为面包炉加热内壁滚涂工艺：该生产工艺效率较高、外观质量较好，但是该工艺使用天然气加热生产成本较高、对燃烧机环保要求较高(环保要求超低氮燃烧机)。
21.第一方面，一种一体式内环氧外聚乙烯防腐层的生产方法，所述方法为：
22.将钢管传送到中频加热线圈的位置，同时将塑粉置于钢管的内壁；
23.放入塑粉后的钢管旋转通过中频加热线圈，在通过中频加热线圈后，对加热后的钢管外壁进行喷涂环氧防腐层，然后缠绕胶粘层、缠绕聚乙烯层。
24.本发明中结合内环氧防腐工艺的原理、中频加热的特点以及内环氧生产工艺与3pe生产工艺进行结合，将内环氧与外3pe采用一次加热完成内外壁同时防腐的效果。
25.其中内环氧防腐采用滚涂工艺的方式为：塑粉倒入旋转钢管的内壁后塑粉与钢管瞬间接触，钢管处于快速选择的条件下，内环氧生产工艺温度的条件下，塑粉处于熔融状态且随着钢管选择均匀分布，防腐后的涂层比较均匀且外观较为光滑。
26.钢管在螺旋传送线上进行旋转前进，钢管旋转通过中频加热线圈，达到工艺温度喷枪伸入钢管内壁进行喷涂，钢管处于旋转状态，待管材冷却后形成防腐层。
27.内防腐的钢管运送至螺旋传送线后，随传送线经过中频加热，外环氧喷涂，胶粘剂缠绕、pe层缠绕。
28.本发明的一体式内环氧外聚乙烯防腐层的生产方法的原理为：
29.1)利用了滚涂原理：钢管快速旋转，粉末与加热的钢管是瞬间接触的；刚好钢管在螺旋传送线上经过中频时也是瞬间加热且粉末在钢管内壁一直是快速旋转的。2)利用了内环氧与外3pe工艺温度一致的特点：内环氧与3pe生产工艺温度均在200℃左右；3)3pe外壁底层也采用环氧粉末：内壁与外壁均有环氧粉末；由喷涂环氧至水淋房距离；粉末性能上完全能满足固化工艺要求。该工艺通过实际试验也已经验证了可行性。该工艺过程相对比较简单。
30.在本发明的一些实施方式中，中频加热线圈对钢管的加热温度为180-220℃；优选为200℃。内环氧的生产工艺和外环氧的生产工艺温度均在200℃左右。
31.在本发明的一些实施方式中，采用螺旋式喂料机将塑粉置于钢管内壁，螺旋式喂料机具有加料杆，所述加料杆在加料的过程中伸入到钢管的内侧，对与中频加热线圈相对的位置进行加料。进一步，加料杆的长度为大于或等于钢管的长度。进一步，所述加料杆为一端开口的杆体结构。
32.在本发明的一些实施方式中，钢管进行传送，传送线与中频加热线圈的距离为大于钢管长度的位置开始对钢管内壁进行加料。进一步，钢管与中频加热线圈的距离为0.5-1.5m。
33.在本发明的进一步实施方式中，在钢管旋转通过中频加热线圈的过程中，当钢管的尾端与中频加热线圈的距离为0.8-1.2m时，螺旋式喂料机的加料杆伸出钢管，并在伸出钢管的管壁时停止加料。
34.当第一根管材约剩余1米长度未通过中频时，该1米长度采用喂料机后退喂料的方式(此时按总速度提升比例提升下料量)，此时第二根管材运至传送线进行追管，内壁喂料装置快速伸入至中频位置，当第二根管材端口经过中频时开始喂料；整个节拍依次进行，使3pe连续生产。
35.在本发明的更进一步实施方式中，当钢管的尾端与中频加热线圈的距离为0.8-1.2m时，螺旋式喂料机的喂料量为原料量
×
(钢管前进速度 加料杆后退速度)/(钢管前进速度))。
36.本发明解决的技术难题为：
37.1)内壁粉末不能提前倒入管材内壁，因为内壁加入环氧粉末的管材在螺旋传送线既旋转又前进，在这种运动状态下通过多次试验验证管材内壁粉末是由中间项两端扩散分布的，若以常规方式加料内环氧粉末在传送线上运行至中频加热前两端粉末会逐渐溢出造成涂层厚度达不到要求；2)该生产工艺必须保证连续生产，不间断的方式；3)管材内壁涂层需保证均匀、光滑一致，若采用喷涂则内壁无法保证外观质量。
38.通过试验将以上问题进行解决则该工艺能够实现；其中针对第1)条的难点，采用在线加料的方式，利用螺旋式喂料机稳定下料的特点将加料杆加工成12米的加料杆；当钢管传送至中频时，该加料杆伸入钢管内壁进行加料，该加料方式稳定均匀。针对第2)、3)条
难点，采用当管材剩余1米经过中频时，进行后退喂料，后退时喂料量＝原喂料量
×
(钢管前进速度 加料杆后退速度)/(钢管前进速度)；提前将枪退出，当第二根管材运至传送线进行追管后，加料杆在伸入至中频位置进行下料以保证整体连续生产并保证加料量均匀，涂层均匀。
39.在本发明的一些实施方式中，钢管外防腐层制备后，对钢管进行冷却处理；进一步，钢管经过水淋冷却的方法进行冷却处理。
40.本发明涉及到的是防腐钢管的防腐层生产方法，其中钢管的材质没有具体的限定。
41.第二方面，一种一体式内环氧外乙烯防腐层的生产装置，包括螺旋式喂料机、螺旋输送线、中频加热线圈、环氧喷涂装置、胶粘剂挤出机、聚乙烯挤出机，螺旋式喂料机包括给料装置和给料杆，给料杆能够相对于给料装置伸缩设置，螺旋式喂料机设置在螺旋输送线的一侧，螺旋输送线穿过中频加热线圈设置，中频加热线圈、环氧喷涂装置、胶粘剂挤出机、聚乙烯挤出机沿着钢管的前进方向依次设置，螺旋输送线沿着钢管的前进方向布置。
42.在本发明的一些实施方式中，还包括上管板链，上管板链设置在垂直于螺旋输送线前端的方向上。
43.在本发明的一些实施方式中，还包括冷却水淋房，冷却水淋房设置在聚乙烯挤出机的下游位置。
44.在本发明的一些实施方式中，还包括下管板链，下管板链设置在垂直于螺旋输送线尾端的方向上。
45.上管板链和下管板链一种链条传送机构，由两条平行链条及转动结构组成，运行时使用拨叉将钢管拨入板链上(板链上为v型块)，链条在电机的带动下进行平行移动，从而带动钢管向前移动，达到具体位置时，由拨叉将管材拨入螺旋传送线上进行正常传送。如图2所示为钢管在板链上的示意图。
46.螺旋输送线穿过中频加热线圈，钢管穿过中频加热线圈的过程被加热。
47.环氧喷涂装置为对罐体进行喷涂环氧粉末。
48.胶粘剂挤出机能够挤出胶粘层，钢管旋转的过程中胶粘层缠绕在钢管上。
49.聚乙烯挤出机挤出聚乙烯层，钢管旋转的过程中聚乙烯层缠绕在钢管上。
50.实施例1
51.一体式内环氧外乙烯防腐层的生产装置包括螺旋喂料系统3；螺旋传送线4；中频加热线圈5；环氧喷涂装置6；胶粘剂挤出机7；聚乙烯挤出机8；冷却水淋房9；下管板链10；端口坡口装置11。
52.一体式内环氧外聚乙烯防腐层的生产方法：
53.如图1所示：需要防腐的钢管2通过上管板链1运送至螺旋传送线4；需要防腐的基管2在螺旋传送线4的旋转前进的输送下，向中频加热线圈5靠近；当需要防腐的基管2到达中频加热线圈5时，螺旋喂料系统3快速向前移动其加料杆伸入需要防腐的基管2的内壁至中频加热线圈5处，开启喂料功能(具体参数根据每根管材需求塑粉量进行确定，此时螺旋喂料系统3不动，只钢管前进)；需要防腐的基管2在螺旋传送线4的高速旋转前进通过中频加热线圈5的情况下(加热温度200℃左右)，内壁均匀落下的环氧塑粉在钢管旋转的情况下均匀分布并遇热后形成均匀一致的环氧涂层；当需要防腐的钢管2后端距离中频约1米时螺
旋喂料系统3快速伸出(在需要防腐的钢管2后端距离中频约1米时的喂料量需调整为＝原喂料量
×
(钢管前进速度 加料杆后退速度)/(钢管前进速度))伸出管壁时停止喂料，并后移至初始位置；此时下一根钢管在上管板链1运送至螺旋传送线4；依次重复性操作，保证连续生产。需要防腐的钢管2在经过中频加热线圈5至外环氧喷涂装置6时进行外环氧底层喷涂，在经过胶粘剂挤出机7、聚乙烯挤出机8时按照3pe生产工艺进行胶粘剂及聚乙烯的缠绕；缠绕后经过冷却水淋房9进行降温冷却；冷却后的管材在下管板链10的传送下至端口坡口装置11处进行端口涂层坡口预留处理。整体防腐完成进行包装印字，整体工艺流程完成。整体生产过程只采用一次中频加热就实现了内环氧外3pe的内外壁同时防腐。该工艺的应用将促进内环氧外3pe防腐管材在行业中的发展及应用。
54.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。