一种钢管环氧底漆涂覆工艺实验分析

杨琦

摘要：喷涂量、固化温度、油漆粘度和旋碟转速等是用于城市燃气用钢管环氧底漆涂覆的重要指标，并直接影响产品的成本、涂层耐腐蚀性、稳定性和作业安全等。本文将通过对影响涂覆层厚度均匀性的喷漆量、固化温度、固化时间、电场电压等参数进行分析，采用DOC正交试验，根据实验结果寻求生产工艺的最优化设计，使得产业化生产的涂覆钢管质量达到国内领先水平。

关键词：钢管；环氧底漆；涂覆；均匀性

天然气做为一种清洁能源，无毒、无腐蚀性及安全便捷、性价比高等优势已经越来越受到广大居民用户和工业用户的认可。经过十几年的西气东输战略发展，大大推动城市燃气管网建设。在建筑工程领域，天然气立管使用最普遍的是热浸镀锌钢管，然而在海洋及高潮湿性气候、酸雨、空调滴水和超高层建筑外墙清洗等一些工况环境较复杂的情况下，热浸镀锌钢管将会遭遇非正常腐蚀并大幅缩短管材的使用寿命，甚至造成燃气泄漏而引发爆炸等安全隐患[1]。经国内某管厂的研究开发，在热浸镀锌钢管外表面涂装高附着力、抗冲击性强、重防腐、环境友好型的环氧油漆涂覆管成了港华燃气等公司采购和推广使用的新品。涂覆工艺是钢管作为细长管状结构外表喷涂底漆涂层的核心，油漆涂层的厚度及均匀性是涂覆工艺的重要参数。

经文献查阅并参考了旋碟喷涂油漆的现有生产工艺，影响涂漆层厚度和均匀性的关键参数有喷漆量（kPa）、固化温度（℃）、固化时间（min）、喷房静电电压（kV）四个参数。该公司采用的是独特的Ω喷涂流水线，如何寻找到最佳的参数组合，从而有效的控制涂漆层厚度，是目前研究的难点。利用现有的实验数据，项目组决定采用DOC理论进行“四因数三水平”试验，以寻求最优化的涂漆工艺。

项目组按照企业标准进行油漆配制，调配到合适的油漆粘度，通过Ω喷涂方式在现有生产线上现场进行试验。经过3批次81根管材的在线涂漆之后，再进行涂漆层厚度的测量，得到试验结果。根据试验结果分析，项目组获得了最优的涂漆管涂漆工艺参数，如表1所示。涂漆管生产根据优化后的涂漆工艺，经过对六个月的涂漆层厚度数据进行统计分析，油漆层厚度稳定在87μm左右，极差值控制在14μm，如下图1所示。

涂漆管涂漆工艺优化后，该公司的涂漆管生产企业标准由2015版顺利更新为2017版，原本涂漆层厚度偏差很大、涂层不均匀性得到了明显改善，并实现涂漆层厚度的可控性。完成了本次实验设定的预期目标，涂漆管涂覆层生产控制水平达国内领先水平[3]。

参考文献：

[1]符建安，陳加钦等.燃气管道风险评价与全面检验实践[J]. 62-66.

[2]中国城市燃气协会.CGAS001-2016[S].北京，协会标准，2016.endprint