1.前言
内涂覆工艺的主要生产设备有:上管平台、预热设备、抛丸设备、涂覆设备和固化炉。由于内涂质量的要求严格,所以内涂覆工艺对设备的要求也很高,尤其是参数控制的准确性。在西气东输工程之前,国内曾三次引进国外设备,用于国内油田防蚀内涂用,这三条作业线分别在青县华北管厂(用于钻杆内潦)、大庆油田建材公司和胜利油田基建处。所用涂料有液体涂料、粉末涂料和双组分环氧树脂,为油田建设作出了贡献。
内涂的生产车间应适合所生产的管子长度、管子直径的内涂作业,生产串应在300~400m2/h,通常要采用喷(抛)射法表面处理,表面应达到Sa2.5,根据所选涂料一次无气喷涂可达50~80μm,为保证生产的连续性,生产厂房应具有枕恶劣天气和快速固化的条件。对于类似西气东输工程这种管径的管子,内涂生产线主要有:内抛丸除锈、磨料回收、内喷涂和快速固化等。
内涂工艺的摹本流程是:
(1)钢管由上管机构进入生产线;
(2)钢管通过预热装置预热,加热管体、除去水汽;
(3)进入除锈工位进行内抛丸处理,丸料进入底部的循环系统,粉尘回收净化处理,排出符合环保的气体;
(4)倒丸或吹扫工位,清理管内残余钢丸和浮尘,经分离净化后,钢丸返回料斗循环使用;
(5)钢管进入涂覆工位,使用高压无气喷涂系统,将液态的涂料按要求的厚度均匀涂到钢管的内表面;
(6)进入固化工位,可采用快速固化工艺,用干燥炉对涂覆过的钢管进行烘干。
书中的彩图2是荷兰Selmrs公司的先外后内工艺的生产线布置示意图。彩图3和彩图4是镇江防腐厂做完内覆盖层的管子。彩图5、彩图6、彩图7是新加坡BP公司的管内火焰加热和内喷涂的照片。彩图8是钢管内涂和接头保护的照片,彩图9是钢管内喷砂设备照片,彩图10是钢管内抛丸设备的照片。彩图11、彩图12、彩图13、彩图14是管道局镇扛防腐厂的表面处理内抛丸除锈机抛头、抛丸除锈机、内喷涂机喷头与微尘吹扫头、钢管内喷涂设备的照片。
2.上管平台
上管平台通常由两根带有支腿的工字钢组成,上面有一些保护性材料,防止损伤钢管表面或外防腐层。上管平台一般长20m左右,有的平台达30m以上。涂覆作业时,通过吊装或搬运机具将管子搬至上管平台上。
3.预热设备
预热方式主要有三种,中频感应加热、热风加热和火焰加热。中频感应加热和火焰加热方式加热速度快,调节方便,相对热风加热能耗低。具体的预热方式可根据生产速度和现场条件来选用。彩图8是采用火焰加热预热管子的照片。
4.内表面抛丸清理设备
对于大直径管子,用抛丸方法不仅可以除去钢管表面的锈迹、氧化皮,而且可使钢管表面强化,消除残余应力,提高耐疲劳性能和耐应力腐蚀性能,并具有磨料利用率高、速度快、成本低等优点。表面内抛丸清理设备主要部件如下[2]:
(1)前后抛丸清理室 即钢管两端的护罩,一个为固定护罩,一个为移动护罩;
(2)带有内伸壁的行走小车 可分为前部小车(包括车体、清理室、行走电机、输送臂支撑等)和进给小车(包括车体、液压站、行走电机、控制台、输送臂支撑等);
(3)输送臂 主要包括旋转支撑、伸臂、输送皮带及电机等;
(4)机械式内抛丸器 主要包括叶轮、叶片、分丸轮、定向套、主动轴、液压马达、皮带及带轮等;
(5)钢丸循环系境 主要包括提升机、分离器,、贮料斗、下料阀、底部输送皮带等;
(6)除尘回收系统 主要包括布袋除尘器、风机、管路等;
(7)液压系统和电气控制系统;
(8)转管台 用于钢管进入和退出清理工位以及驱动钢管旋转,主要包括车体、旋管电机、行走电机、液压上、下管机械手和转管机构等。
图4-1是内抛丸原理示意图。
下面介绍表面处理工艺中几个主要设备的作用。
(1)护罩 护罩是由钢板制成,塑钢加强,内衬锰钢减少磨损,易于更换。它的作用是对操作人员进行人身安全的保护、隔离粉尘并将粉尘送到除尘器、回收用过的磨料。
(2)抛丸室和抛头 抛丸室由型钢制作,一端和传送带连接并与行进小车相连,另一端和抛头相连。抛头是一个带有可旋转叶片的整体部件,通过螺栓固定并可接收传送带送来的磨料。工作时叶片旋转,将磨料抛向管子的内表面。抛丸室配有滑轮,确保转管时在管内行走。