浅谈环氧粉末内防腐管在生产中的质量控制

赵美刚

（大庆油田工程建设公司建材公司，黑龙江 大庆 163000）

0 前言

环氧粉末内防腐管，采用固体熔结环氧粉末在钢管内表面进行涂敷，一次成膜。具有涂敷操作简便、无污染、涂层抗冲击和抗弯曲性能好等优点，产品广泛应用在油田集油注水工程中，如图1所示。

图1 环氧粉末内防腐管

1 环氧粉末内防腐管生产工艺

1.1 主要生产设备

空气压缩机、环氧粉末控制柜、环氧粉末流化床、文丘里泵、粉末喷枪、中频加热线圈

1.2 生产工艺流程

通过调节控环氧粉末制柜的送粉及送风压力，使环氧粉末由流化床经喷枪，喷涂至已经通过中频加热的钢管内表面，环氧粉末受热融化，在钢管内表面形成均匀的防腐涂层。工艺流程图如2所示。

2 环氧粉末内防腐管存在的质量问题

图2 环氧粉末内防腐管生产工艺流程

表1 不合格频数统计表

厂内技术人员对上一年度环氧粉末内防腐管不合格项目的频数进行统计调查后，制作如表1所示。

从表1中可看出，“橘皮严重”不合格频数最高，占总缺陷比例的58.10%，该项缺陷是导致环氧粉末内防腐管一次合格率偏低的主要质量问题，如图3所示。

图3 环氧粉末内防腐层橘皮严重

3 原因分析

厂内技术人员对现有生产工艺进行分析，最终找到以下三点导致环氧粉末内防腐管产生“橘皮严重”的质量问题的原因。

3.1 钢管除锈质量不合格

我单位钢管除锈采用压缩空气推动石英砂在钢管两端进行喷射除锈。对于小口径钢管，除锈喷嘴无法深入钢管内部进行除锈作业，导致钢管锚纹深度不符合标准要求，且由于石英砂在与钢管内壁高速撞击摩擦的过程中粉碎，产生大量粉尘，在污染环境的同时也会导致钢管内壁灰尘度超标，从而引起环氧粉末涂层出现橘皮严重、附着力不达标等质量问题[1]。

3.2 喷枪结构不合理

现有喷枪由喷粉管和不锈钢管组成，喷枪头为直通式。环氧粉末沿钢管方向喷出，粉末弥漫在钢管内部空间，而不是直接喷涂在钢管内壁上。由于粉末喷出距离过长，与钢管内壁接触面积较小，导致涂层厚度不均匀，从而产生橘皮严重的质量问题。

3.3 中频加热线圈不匹配

现有钢管预热工艺是采用中频线圈对钢管进行加热，中频加热装置的工作原理如下：中频设备是将把三相工频交流电，整流后变成直流电，然后将直流电变为可调节的中频电流，供给由电容和感应线圈（即中频加热圈）里流过的中频交变电流，在感应圈中产生热量和高密度的磁感线，并切割感应圈里的金属管材，在金属管材中产生很大的涡流，涡流使原子高速无规则运动，原子互相碰撞、摩擦而产生热能，达到加热钢管的作用[2]，如图4所示。

图4 电磁感应加热圈原理

由法拉第电磁感应定律知，感应线圈匝数直接影响钢管中电动势的大小，以某一确定规格的感应线圈加热以恒定速度行进的钢管为例，钢管横截面可视为闭合线圈，磁通量变化率由中频电源频率及闭合回路中磁感应强度决定，若感应加热圈尺寸过大，其中心钢管内壁磁感应强度越弱，感应电动势越小。钢管内壁升温速率慢，其热损失大，达不到粉末固化所需要的温度要求，粉末未充分固化将导致橘皮严重的质量问题的产生。

4 整改措施

通过对环氧粉末内防腐管质量问题的分析，确定了三个设备方面的原因。为提高环氧粉末内防腐管产品质量，技术人员实施了以下三条整改措施：

4.1 钢管内抛丸除锈取代石英砂喷射除锈

通过厂内设备部门购进钢管内壁抛丸清理机，使用钢丸喷射除锈代替原有石英砂喷射除锈工艺。该设备可将喷杆及喷枪深入到钢管内壁，采用压缩空气将钢丸用喷枪喷射到钢管的内壁上，通过喷丸清理，可以除去钢管内表面的氧化皮、锈蚀及其他异物，使钢管内表面光洁，达到清理的目的。由于钢丸的硬度远大于石英砂，在喷射过程中不易粉碎，减少了粉尘的产生。钢管内壁锚纹深度、清洁度、灰尘度等指标也可以得到很好的控制，从而保证了钢管内壁除锈质量。

4.2 采取扩散头喷枪取代直通式喷枪

为加大环氧粉末与钢管内壁的接触面积，使粉末以一定角度喷射在钢管内壁上，技术人员将原有直通式喷枪进行改造，加装了喇叭状扩散头，喷枪头内壁应选用三点式支撑，在保证其稳定性的同时，还保证了环氧粉末顺利通过枪头喷出。如图5所示。

图5 改造后的喷枪头

4.3 更换合适中频加热圈

目前厂内所用钢管中频加热圈，存在线圈间距不一、线圈尺寸过大等情况。实际加热效率低，钢管内壁难以达到粉末所需温度技术人员通过计算与统计，通过设备部门购进与加热钢管直径相配备的不同规格的中频加热圈，从而减少热损失，保证了钢管预热温度，如图6所示。统、中频加热系统进行设备改造及更新，有效的减少了环氧粉末内防腐管“橘皮严重”质量问题的发生，从而提高了环氧粉末内防腐管一次合格率。有力的保证了我单位环氧粉末内防腐管道产品质量，增强了企业的竞争力、提高了客户的满意度。

图6 中频加热线圈

5 结论

我单位内通过对钢管除锈系统、粉末喷涂系