阀门及管件SEBF环氧粉末热喷涂技术

                     上海申弘阀门有限公司 

摘要：本文中科院腐蚀与防护研究所开发的*熔融结合环氧(SEBF)粉末涂料是一种用于钢铁重防腐的单组分、不含溶剂、熔融结合成膜的热固型粉末涂料，其抗化学腐蚀性、粘结强度、抗水性、抗阴极剥离性和柔韧性与国内同类粉末相比均居*。上海申弘阀门有限公司主营阀门有：截止阀,电动截止阀,气动截止阀,电动蝶阀,气动蝶阀,电动球阀,气动球阀,电动闸阀,气动闸阀,电动调节阀,气动调节阀，减压阀。水力控制阀、真空阀门、衬胶阀门、衬氟阀门。对SEBF粉末涂层和国内同类涂层的性能进行了比较，介绍了SEBF粉末的特点、喷涂工艺以及应用状况。

    、在设计和施工中，一定要真正理解供热管道直埋敷设方式分为有补偿直埋敷设及无补偿直埋敷设两种方式，确实掌握两种方式各自的工作原理，特点及其应用场合，以便在设计上合理选用，施工上安全、可靠、经济。

1 首先要掌握概念：有补偿直埋敷设方式，是通过管线自然补偿和补偿器(如方形和波纹管补偿器)来解决管道热伸长量的，从而使热应力为zui小；无补偿直埋敷设，简单地说就是管道在受热时没有任何补偿措施，而是靠管材本身强度来吸收热应力。
2 无补偿敷设方式的基本原理：在安装管道时，首先给管道加热到一定温度，然后将管道焊接固定，当管道恢复到安装温度时(温度降低)，管道预先承受了一定的拉应力。当管道通热工作时，随着温度的升高，管道应力为零，当继续升温时，管道的压应力增加，当温度升到工作温度时，管道的压应力(热应力)仍小于许用应力。这样，管道可以不用补偿装置而正常工作了。这种无补偿方式应用第四强度理论，施工时需要对管道预热，施工比较麻烦，但国内外已有大量工程实践，理论计算可靠，能确保安全。另一种无补偿方式是近几年由中国北京煤气热力设计院提出的计算方法和应力分类采用安定性分析，应用第三强度理论。这种方式充分发挥钢材塑性潜力，施工方便，无需预热。
3 两种敷设埋设深度考虑不同因素。

    高性能熔融结合环氧粉末涂料涂装技术早在六十年代国外已开发成功，并开始用于管道及设备和其它物件的涂装，至今已有四十多年的历史。由于制粉技术和设备的改进，尤其是其性能价格比体现了较大的优越性，在八十年代初有较高速的发展，据美国3M公司公布的资料介绍，该公司已累计涂装64500公里的管道，并取得显著的效益。九二年防腐杂志评价，该涂装方法与其它涂层(环氧煤沥青、煤焦油沥青、聚乙烯等)相比是应用效果，是用户优先选择有发展前途的涂装方法。又因粉末涂料是以空气为介质，不含有机溶剂，随着国家对涂料中挥发性有机化合物(VOC，Volatile

    OrganicCompounds)含量的控制，粉末涂装技术必将越来越受到人们的重视。

    1·SEBF粉末涂料的特点和性能

    1.1SEBF粉末涂料的特点

    ⑴化学性能稳定，耐酸、碱、盐及污水腐蚀。

    ⑵耐磨擦性能好，比铸铁耐磨性高五倍。

    ⑶耐冲击强度高，受12J冲击无脱层、裂纹及损伤。

    ⑷附着力强，将φ30mm两圆柱用该涂料粘合，可承受5吨以上拉力。

    ⑸涂层厚度可按设计要求在0.03～3mm之间调整。

    ⑹使用寿命可达30年。

    ⑺长期使用温度可达80℃。

    ⑻涂层无毒、无害、无污染，符合环保要求。

    1.2SEBF涂层理化性能

    SEBF涂层理化性能指标见表1和表2。

表

表

    2·SEBF粉末热喷涂原理及工艺

    2.1喷涂原理

    SEBF粉末是热固性环氧粉末涂料，因此涂装时要经历两个过程：一是要求粉末能熔融结合到工件表面上，该过程靠工件先预热，使粉末喷射到工件表面时，粉末能熔化结合在工件表面上；二是粉末熔融在工件表面后，要求涂层内发生树脂的固化反应，这靠被涂工件再次加热到规定的固化温度，在这个温度下，环氧树脂内的高分子发生交联固化过程形成网络结构，使涂层达到要求的性能。

    2.2喷涂工艺

    2.2.1工件表面预处理

    这是涂装成败的关键因素之一，如果工件待喷涂表面带有水分、油脂、污垢或灰尘，粉末涂料与基体表面之间就会有一层隔膜，不能很好的互相嵌合，如果表面光滑，粉末只是虚浮地沉积，就会随着涂层的逐渐增厚而脱落，所以为保证涂层与工件的结合强度，要求工件表面必须无油、无水、无锈、无污且具有一定的光洁度、粗糙度和活化度。本工艺采用喷砂法进行处理，喷砂后用净化风吹净基体表面附着的砂粒灰尘，清洁度达Sa2.5级，粗糙度达80～100μm。工件表面经喷砂处理后，由于停留时间过长或其它原因致使基体表面明显变质时，应重新进行喷砂处理；工件表面经喷砂处理后，应尽快入加热炉加热，其间隔时间越短越好，一般不超过4小时。

    2.2.2工件预热

    预热温度为230℃～270℃，预热时间为20～30min。

    2.2.3粉末喷涂

    工件预热出炉后，法兰端面采用静电枪，管内表面采用摩擦枪喷涂SEBF粉末，按照喷粉参数确定喷枪来回行走次数，喷涂时环境大气温度要高于5℃。喷涂设备示意图见图1。

    图1喷涂机组示意图

图

    2.2.4涂层固化

    粉末喷完后，工件再次入炉固化。粉末被吸附在管壁后，要有充分的熔解、流平和固化过程，固化温度越高，涂层成膜的时间就越短，为了使涂层均匀、完整、无针孔，固化温度是关键参数。如果固化温度太高，会浪费能源，固化温度太低，涂层的流平性和耐热性就会差。因此，固化温度必须进行可靠的操作和控制，固化温度为250℃±10℃，固化时间20min。

    3·应用情况

    自1995年以来，SEBF粉末喷涂管在大庆地区酸、碱、盐管线和输水输油管线的防腐上得到了广泛的应用，已累计涂装管线215公里，管件10000多件。2011年8月我们分别对2005至2010年之间投用的化工厂设备及脱盐水管线、热电厂硫酸管线、水汽厂化工污水管线、喇嘛甸化工厂盐酸管线进行拆管检查，发现经过五年的使用，管内涂层表面略有粗糙，但涂层无脱层、裂纹、变色、溶解等现象，使用效果非常好。

    结语

    SEBF粉末涂料的使用情况表明了它优良的防腐及物理力学性能，随着化工设备及管道建设工程输送介质的多样化，它必将得到更广泛的应用。

    同溶剂型防腐涂料相比，粉末涂料不含有机溶剂，消除了溶剂的损耗，同时减少了对环境的污染，也减少了对人体的毒害，而且也不会发生有机溶剂燃爆危险。
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