專利名稱：鋼管內(nèi)外壁粉末噴涂固化成膜一體化的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種粉末噴涂設(shè)備，特別是專用于鋼管的環(huán)氧樹脂粉末的噴涂方法及
其裝置。
背景技術(shù)：
目前粉末靜電噴涂工藝流程的工序如下前處理一靜電粉末噴涂一粉末加溫固化(塑化)成膜一成品前處理主要是脫脂、除銹，其方法與涂液態(tài)漆的預處理相同。這是工序的第一步， 也是生產(chǎn)車間的第一個獨立工作區(qū)域(前處理區(qū))，在前處理池部分完成。靜電粉末噴涂在高壓靜電場下，將噴粉槍接負極，工件接地(正極)構(gòu)成回路，粉 末借助壓縮空氣由噴槍噴出即帶有負電荷，按異性相吸原理噴涂到工件上固化。這是工序 的第二步，也是生產(chǎn)車間的第二個獨立工作區(qū)域(粉末噴涂區(qū))，如果是鋼管內(nèi)外噴涂，其 順序是先做內(nèi)噴涂，然后再做外噴涂，一般是在靜電粉末噴涂箱里完成。粉末加溫固化(塑化)成膜噴涂后的工件，送入180 200°C的烘房內(nèi)加熱，使 粉末固化。這是工序的第三步，也是生產(chǎn)車間的第三個獨立工作區(qū)域(粉末固化區(qū))，在烘 房(箱)內(nèi)加熱完成。成品涂層固化后，取下保護物，修平毛刺。檢查工件涂層，對被檢出的有漏噴、針 孔、碰傷、氣泡等缺陷的工件，進行返修或重噴?，F(xiàn)有靜電噴涂技術(shù)(尤其是鋼管噴涂)存在以下不足1、對鋼管的前處理要求標準非常高，鋼管經(jīng)脫脂、酸洗、水洗、磷化、干燥完成前處 理工序，如果前處理不到位，經(jīng)常導致固化膜漏噴、針孔、局部鏤空、氣泡等缺陷；2、生產(chǎn)車間內(nèi)按功能分成各區(qū)域，占地面積大，各工序間鋼管移動對固化膜質(zhì)量 影響很大，震動掉粉是最難克服的問題；3、粉末加溫固化(塑化)成膜的烘房(箱)，體積龐大(長15MX寬4MX高2M)， 通常采用燃油加熱或普通電加熱，熱效率低，熱損失嚴重；4、受前處理池，特別是固化烘房(箱)體積龐大的因素影響，整個加工過程必須在 事先規(guī)劃建設(shè)好的車間廠房內(nèi)進行，不可能移動到管道工程現(xiàn)場，實施現(xiàn)場加工，鋼管運輸 成本高、固化膜搬運破壞機率大、影響管道工程進度；5、粉末噴涂過程中鋼管溫度低致使粉末附著率低、膜厚度薄的缺陷無法克服；6、管道焊接后，鋼管焊接部位無法做同工藝的環(huán)氧樹脂防腐膜，只能用溶劑型的 替代產(chǎn)品做簡易的防腐處理，大大降低了整個管道的防腐等級。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠提高噴涂固化成膜加工產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，且對 鋼管前處理標準要求低，可現(xiàn)場移動、就地加工的鋼管內(nèi)外壁粉末噴涂固化成膜一體化的 方法及其裝置。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是鋼管內(nèi)外壁粉末噴涂固化成膜一體化方法是使用移動 式噴涂和加溫設(shè)備，使粉末噴涂及其加溫固化同時進行；采用牽引裝置，使鋼管的加溫和噴 涂在設(shè)定溫度下勻速進行，靠鋼管的溫度使粉末熔化、流平、固化一次性完成。采用同一牽引設(shè)備，對鋼管的內(nèi)外壁噴涂同時進行。鋼管內(nèi)外壁粉末噴涂固化成膜一體化裝置包括靜電噴涂設(shè)備和氣泵，還包括一段 軌道、加熱與噴涂一體化軌道車以及軌道車和內(nèi)噴槍的牽引裝置。待噴涂的鋼管順軌道方 向架在軌道中間，軌道車跨在鋼管上，內(nèi)噴槍置于鋼管中，軌道車和內(nèi)噴槍支架由鋼絲繩連 接到牽引裝置上，軌道車上部有電磁感應電源箱，在軌道車內(nèi)固定有電磁加熱筒和外噴槍， 氣泵經(jīng)通風管道連接到靜電噴涂裝置上，靜電噴涂裝置通過粉末輸送軟管連接到軌道車及 內(nèi)噴槍上。將鋼管放在一體化裝置的支架上，超音頻加熱與外噴涂一體化軌道車，經(jīng)牽引設(shè) 備牽引，沿軌道從鋼管的一端勻速運行到末端。運行過程中，一體化軌道車中的電磁加熱 部分通過貼近鋼管表面的圓筒形電磁感應線圈產(chǎn)生20KHZ 40KHZ超音頻電磁波，使其覆 蓋的鋼管局部產(chǎn)生渦流發(fā)熱，鋼管溫度達到環(huán)氧樹脂粉末固化溫度(160 200°C)的上 限200°C，車內(nèi)跟隨其后的外靜電粉末噴涂槍與同步牽引的鋼管內(nèi)部靜電粉末噴涂槍，同時 在鋼管的內(nèi)外壁均勻噴涂帶靜電的環(huán)氧樹脂粉末，粉末均勻附著在鋼管表面，粉末在溫度 2000C的鋼管上熔化、流平、固化成膜，形成穩(wěn)固的環(huán)氧樹脂重防腐蝕膜，經(jīng)自然冷卻，涂膜 后的成品鋼管移開生產(chǎn)線。鋼管內(nèi)外壁粉末噴涂固化成膜一體化裝置，結(jié)構(gòu)緊湊合理，并且采用了超音頻筒 狀電磁線圈移動加熱鋼管的方法，在熱鋼管(200°C )上實施內(nèi)外管壁同步粉末靜電噴涂， 具有如下有益效果1、簡化鋼管噴涂前的前處理過程由于采用熱鋼管直接噴涂工藝，鋼管無表面浮 渣就可以進行噴涂固化成膜加工，前處理只需要簡單的去污、去渣處理，大大簡化了前處理 過程，正常情況下鋼管可以省略前處理過程；2、噴涂固化成膜加工產(chǎn)品質(zhì)量高先加熱后噴涂、加熱噴涂同時作業(yè)，完全避免了 傳統(tǒng)工藝移動震動帶來的掉粉缺陷，在達到固化溫度的熱鋼管上直接進行環(huán)氧粉末靜電噴 涂，著粉率高、固化成膜均勻、附著牢固，大大提高了環(huán)氧樹脂防腐鋼管的產(chǎn)品質(zhì)量；3、一體化裝置移動方便可以實施現(xiàn)場就地加工一體化裝置可隨意移動，實施現(xiàn) 場加工，其體積小、重量輕(其中，超音頻加熱與外噴涂一體化軌道運行車的整體框架體積 也不大于1.5M3)，各機構(gòu)安裝拆卸方便，移動靈活，具備電力負荷(20千瓦)、簡易場地(大 于20X5 = IOOM2)，就可滿足就地加工生產(chǎn)要求，使現(xiàn)場加工成為可能；4、實現(xiàn)了鋼管管線焊口同原料工藝加工處理傳統(tǒng)工藝無法進行同原料工藝焊口 現(xiàn)場處理，一般采用溶劑型環(huán)氧樹脂做替代，大大降低了整個管線的防腐等級。本一體化裝 置設(shè)計結(jié)構(gòu)緊湊，各部分相對獨立，將電磁加熱電源與筒狀加熱線圈獨立應用于鋼管管線 焊口部位的加熱，然后噴涂靜電粉末固化，就可以完成管道焊口的同原料工藝的環(huán)氧防腐 膜，解決現(xiàn)有技術(shù)中固化箱不可能應用到管道焊口現(xiàn)場的技術(shù)難題；5、大幅度提高熱效率超音頻使鋼管產(chǎn)生渦流發(fā)熱的電磁加熱方式，是目前熱效 率最高的加熱方式，加以同步的內(nèi)外粉末靜電噴涂，大幅度提高了環(huán)氧樹脂防腐膜加工的 熱效率，內(nèi)外同時噴涂成膜時裝置總耗電為0. 4KW. H/M2，單獨內(nèi)或外壁噴涂成膜時裝置總耗電為 0. 8KW. Η/Μ2 ；6、降低成本以目前市場價格計算，現(xiàn)有技術(shù)中，以日加工量200Μ2環(huán)氧樹脂膜車 間為例，整套生產(chǎn)設(shè)備需要80 100萬元，標準輕型廠房800 1200Μ2，加工人員15名， 計算設(shè)備投入、折舊、廠房成本、原料使用、熱能、損耗、人工等，生產(chǎn)成本合計為40元/M2左 右；采用本發(fā)明的一體化裝置，同樣的日加工量，整套生產(chǎn)設(shè)備需要8萬元，普通廠房100 200Μ2(也可在露天場地加工)，加工人員5名，計算設(shè)備投入、折舊、廠房(場地)成本、原 料使用、熱能、損耗、人工等，生產(chǎn)成本合計為13元/M2左右；成本大幅度降低。
四

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的軌道車的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的側(cè)視圖；圖4為本發(fā)明的電磁加熱筒的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4的側(cè)視圖；圖6為內(nèi)噴頭及其支架的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖6的側(cè)視圖。
五具體實施例方式鋼管內(nèi)外壁粉末噴涂固化成膜一體化裝置包括軌道1，放置待噴涂鋼管3的支架 2，軌道車4以及靜電噴涂設(shè)備7和氣泵8。鋼管支架2為兩個，由60mm角鋼焊接而成的長 方體框架，頂部中央用兩段5mm長的角鋼成M型并排焊接在框架上，用于放置鋼管，起到固 定鋼管、防止鋼管移動的作用。使用時，參照一體化軌道車運行軌道及待噴涂的鋼管的長 度，擺放兩個鋼管支架2的位置，使待噴涂的鋼管3居于軌道的中心位置；待噴涂的鋼管為 直徑100 800mm，壁厚小于12mm的無縫鋼管、直縫焊管和螺旋焊管；加熱與外噴涂一體化 軌道車4由20mm角鋼焊接而成的準立方體框架，上部為長方體封閉的電磁加熱電源箱5，下 部為開放式，安裝電磁加熱筒11及對稱的兩把外噴涂槍16;底部四角安裝四個在軌道上運 行的內(nèi)槽滑輪。電磁加熱電源箱5的電磁電源為獨立的2kw超音頻電源，共10個，通過導 線13與固定在電磁加熱筒11上的電磁感應線圈18連接。電磁加熱筒11是按照鋼管3外壁的形狀，將2kw電磁感應線圈18定型，然后兩面 用耐500°C的絕緣薄板，固定成圓筒狀，由調(diào)整固定支架12連接在電磁加熱電源箱5下面， 電磁感應線圈18與鋼管3表面的間距小于10mm，工作時通過超音頻電磁波的作用使鋼管3 局部產(chǎn)生電磁渦流，使鋼管本身發(fā)熱。靜電粉末噴涂槍是靜電噴涂標準設(shè)備的一部分，外噴槍16兩把，由固定支架17對 稱連接在軌道車4兩側(cè)的內(nèi)壁上，用于鋼管外表面粉末靜電噴涂；內(nèi)噴槍15 —把，由活動支 架14架在鋼管中央部位，用于鋼管內(nèi)表面的粉末靜電噴涂。環(huán)氧粉末輸送軟管6是靜電噴涂標準設(shè)備的一部分，用于向噴槍輸送已經(jīng)充分硫 化的帶氣壓環(huán)氧粉末。牽引裝置10是由調(diào)速電機(250w)、牽引盤、2mm的鋼絲牽引繩等常規(guī)部件組成；用 于內(nèi)噴槍15、一體化軌道車4同步牽引，轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)，運行速度的調(diào)節(jié)范圍為0. 5 2米/分鐘，根據(jù)鋼管的具體參數(shù)(粗細、壁厚等)及電磁加熱的熱效率情況，確定勻速牽引速度。軌道1是用20mm角鋼鋪設(shè)連接而成，供一體化軌道車4運行。靜電噴涂設(shè)備7為常規(guī)噴涂設(shè)備，包括高壓靜電發(fā)生器(1 90kv)、氣路部分 (壓力5 7bar)、輸粉部分。氣泵8為標準氣泵，具體指標為壓力Sbar 輸出氣量0. 5立方米/分鐘。為粉末 靜電噴涂設(shè)備提供高壓氣體。下面以長度9m、直徑105mm、厚度4mm的直縫焊管為例，描述一下裝置 的整體運行 過程準備過程將軌道鋪好、支架擺放到位、運行車上軌道、鋼管上支架、牽引箱連接到 位；筒狀加熱線圈采用四個線盤組合，啟用加熱裝置，運行車從鋼管一端移動向另一端，確 定鋼管溫度達到200°C時的牽引速度，并固定其轉(zhuǎn)速；調(diào)整內(nèi)外噴涂的出粉量到適合刻度， 并固定；準備工作就緒。裝置正常工作過程鋼管上架、運行車、內(nèi)噴涂槍在鋼管的起始端準備就緒、牽引 設(shè)備就緒，先開啟加熱設(shè)備加熱，手持紅外測溫儀測試鋼管頭部溫度達200°C時，同時開啟 運行車、內(nèi)噴涂槍的牽引設(shè)備與噴涂設(shè)備，運行車、內(nèi)噴涂槍從鋼管一端移動向另一端，以 1. 1米/分鐘的速度運行，粉末成膜的厚度為0. 3mm,待整個鋼管噴涂完畢，關(guān)閉裝置的加 熱、牽引、噴涂設(shè)備，對鋼管實施水霧冷卻，將冷卻后的成品鋼管下架入庫，重復本過程加工 下一根鋼管。
權(quán)利要求
一種鋼管內(nèi)外壁粉末噴涂固化成膜一體化的方法，其特征是使用移動式噴涂和加溫設(shè)備，使粉末噴涂及其加溫固化同時進行；采用牽引裝置，使鋼管的加溫和噴涂在設(shè)定溫度下勻速進行，靠鋼管的溫度使粉末熔化、流平、固化一次性完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管內(nèi)外壁粉末噴涂固化成膜一體化方法，其特征是采用 同一牽引裝置，使鋼管的內(nèi)外壁噴涂同時進行。
3.一種鋼管內(nèi)外壁粉末噴涂固化成膜一體化裝置，包括靜電噴涂設(shè)備(7)和氣泵(8)， 其特征是它還包括一段軌道(1)、加熱與噴涂一體化軌道車(4)以及軌道車(4)和內(nèi)噴槍 (15)的牽引裝置(10)，鋼管(3)順軌道方向架在軌道⑴中間，軌道車⑷跨在鋼管(3) 上，內(nèi)噴槍(15)置于鋼管(3)中，軌道車(4)和內(nèi)噴槍支架(14)由鋼絲繩連接到牽引裝置 (10)上，軌道車⑷上部有電磁感應電源箱(5)，在軌道車(4)內(nèi)固定有電磁加熱筒(11) 和外噴槍(16)，氣泵(8)經(jīng)通風管道連接到靜電噴涂裝置(7)上，靜電噴涂裝置(7)通過粉 末輸送軟管(6)連接到軌道車(4)及內(nèi)噴槍(15)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼管內(nèi)外壁粉末噴涂固化成膜一體化裝置，其特征是加熱 與外噴涂一體化軌道車(4)是由角鋼焊接而成的準立方體框架，上部為長方體封閉的電磁 加熱電源箱(5)，下部為開放式，安裝電磁加熱筒(11)及對稱的兩把外噴涂槍(16)，底部四 角安裝四個在軌道(1)上運行的內(nèi)槽滑輪，電磁加熱電源箱(5)的電磁電源為獨立的2kw 超音頻電源，通過導線(13)與固定在電磁加熱筒(11)上的電磁感應線圈(18)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋼管內(nèi)外壁粉末噴涂固化成膜一體化裝置，其特征是電磁 加熱筒(11)是按照鋼管(3)外壁的形狀，將2kw電磁感應線圈(18)定型，然后兩面用耐 500°C的絕緣薄板，固定成圓筒狀，由調(diào)整固定支架(12)連接在電磁加熱電源箱(5)下面， 電磁感應線圈(18)與鋼管(3)表面的間距小于10mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋼管內(nèi)外壁粉末噴涂固化成膜一體化的方法及其裝置。它使用移動式噴涂和加溫設(shè)備，使粉末噴涂及其加溫固化同時進行；采用牽引裝置，使對鋼管的加溫和噴涂在設(shè)定溫度下勻速進行。一體化裝置包括靜電噴涂設(shè)備、氣泵和一段軌道、加熱與噴涂一體化軌道車以及軌道車及內(nèi)噴槍牽引裝置。鋼管順軌道方向架在軌道中間，軌道車跨在鋼管上，內(nèi)噴槍置于鋼管中，軌道車和內(nèi)噴槍支架由鋼絲繩連接到牽引裝置上，軌道車上部有電磁感應電源箱，在軌道車內(nèi)固定有電磁加熱筒和外噴槍，氣泵經(jīng)通風管道連接到靜電噴涂裝置上，靜電噴涂裝置通過粉末輸送軟管連接到軌道車及內(nèi)噴槍上。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊合理，采用了超音頻電磁移動加熱的方法，鋼管內(nèi)外管壁同步噴涂，具有簡化前處理過程、加工產(chǎn)品質(zhì)量高、現(xiàn)場加工、鋼管焊口同原料工藝處理、提高熱效率、降低成本的有益效果。
文檔編號B05B13/04GK101823044SQ200910010609
公開日2010年9月8日 申請日期2009年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月6日
發(fā)明者李婉婷, 李志誠 申請人:李志誠