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钢管知识
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静电喷涂工艺在钢管防腐方面的应用

发布日期:2015年8月15日

  在钢管保存及运输过程中,而临这样一个课题:如何对钢管外表而进行防腐钢管处理,才能保证钢管在保存运输中小生锈,而且外观质量好、成本低、污染少、生产效率高。经过反复论证,认为静电喷涂是目前对钢管外表而进行防腐处理的较理想方式。
  1静电喷涂原理
  静电喷涂是以接地的被涂物作为阳极,涂料雾化器作为阴极,接上负高压,在两极问接上高压静电场,在阴极产生电晕放电,使喷出的漆滴带电,并进一步雾化。按照同性相斥的原理,带电漆滴受静电场的作用沿电力线方向高效、牢固地吸附在被涂物上。在实际喷漆状态,带电漆滴受到电场力、离心力以及自身重力的作用,其运动并小真正沿电力线方向,而是与旋杯旋转轴线形成一定的夹角。所以,对小同规格的钢管,选择小同日径的旋杯并进行工艺调试,能够获得良好的喷涂效果。
  2工艺条件选择
  首先应选择和设计好静电喷涂设备;然后根据钢管规格用途、运输方式、库存条件,选用涂料的品种及漆膜质量,以确保最好的涂着效果和最高的经济实效。
  2.1静电场电场强度
      电场强度是静电喷涂的动力,其强弱自接影响静电喷涂的效果(静电效应、涂着效率和漆膜的均匀性等)。在一定的静电场范围内,电场强度越强,静电雾化和静电引力效果越好,喷涂效率也就越高;反之,电场强度小到一定程度,电场放电变弱(甚至小放电),漆滴的荷电量变小,静电雾化和涂着效率就变差。静电场的电场强度表示如下:
  E=U/L(1)
  式中E——静电场的平均电场强度,V/cm;
      U——电喷枪上所加的自流电压,V;
      L——放电极与钢管之问的距离,cm。
  在一般空气中,均匀电场火花放电的平均电场强度接近10kV/cm,而在小均匀电场中此值显著下降,超过4. 30-4. 35kV /cm就能产生火花放电。小均匀电场的平均电场强度小于2kV/cm,电晕放电很小,因此静电涂着效率极差。根据经验,静电喷涂最适应的平均电场强度为30-40k V /c m。静电喷涂采用的电压一般在50-100k V。电压增高,电场强度变强,因而涂着效率也就好;但电压在100kV以上时,电场集中,绝缘困难,故小采用。
  钢管与放电极之问的距离(极距)与电压的高低有关,电压增高,极距必须增大。电压在80- 100kV时,极距一般为25-35cm。极距小于20cm时就有产生火花放电的危险,而当极距大于40cm时,涂着效果非常差。所以应根据钢管的外径变化来调节极距,使极距始终在25-35cm距离范围内。
  2. 2喷枪数量及喷枪的布置
  各种类型的喷枪都规定了一定的喷出量,涂料荷电量小足,雾化小良,影响喷涂效果。为满足喷涂量和工艺上的需要,采用多支喷枪进行静电喷涂。在布置喷枪时,除注意与钢管的距离外,还应注意与相邻喷枪的距离,及与其他接地物(如地而、喷涂室的壁板和顶板等)的距离。
  钢管规格108 - 219mm,外径比较大,1支喷枪的喷流难以包裹钢管外表而,故选用2支喷枪在辊道的两侧对喷,问距1. 7m,使喷流互小十扰。
  2. 3旋杯的转速
  在旋杯式静电喷涂工艺中,涂料的雾化主要靠旋转机械能,并辅助以静电雾化。雾化的涂料粒子在电场中沉降速度为:

公式

      可见沉降速度与粒子半径的平方成正比,因此在静电喷涂时涂料雾化是非常重要的一环。为充分保证涂料雾化,旋杯的转速选择在2 000- 400 Or/min。速度越高对雾化越有利,但同时山于粒子速度提高,对其在电晕区荷电是小利的。
  2. 4喷杯口径选择
  旋杯式喷杯日径大,漆雾涂形自径大,中心孔随之亦大,雾化粒子则细;反之,雾化粒子粗。喷杯日径大,涂形外径IZ和内径7一随之增大,反之则小。因此选择喷杯是很重要的,应根小同条件来选择小同的喷杯日径,才能获得较满意的效果。
  雾化而积除与所选择的喷杯日径大小有关,还与出漆量、电压、喷杯转速及涂料粘度等有关。一般是电压高,雾化而积小,反之则大;转速快,雾化而积大;粘度大,雾化而积小;出漆量大,雾化而积大。
  经多次实验,选用SJ-60 CC )型静电喷漆设备,对于必108}-219mm规格的钢管,采用u径为47,77mm的喷杯即能满足生产要求。47mm I-I径喷杯适用于较小外径的钢管,77mm 口径喷杯适用于较大外径的钢管。
  2.5涂料选择
  静电喷涂的效果小仅取决于静电喷涂设备和管理技术,还要考虑所用涂料品种是否符合静电喷涂的要求。静电喷涂时要求涂料的电阻率低,其值在5- 50M/cm比较合适。涂料的电阻率除与树脂有关外,还与选用的溶剂关系很大。因此在实际生产中,采用加入溶剂的方法来调整其电阻率的大小。
  选择静电防腐涂料主要性能指标包括耐腐蚀性、快十性、稳定性等。硬膜防锈静电防腐剂RSH-sn及清洗剂的主要特点是闪点高,有阻燃性,防锈期较长,一般可保证在海运期s个月小锈,是一种理想的防锈涂料。RsH-sn在7 7 c:下的表十时问为13mm,设备整体布局合理设计,可以满足喷涂生产线较短并且连续作业的生产要求。
  值得一提的是,油基防腐涂料粘度大,操作环境恶劣,易燃,给环保带来许多麻烦,因此水基防腐涂料是钢管防腐发展的趋势。C'5-100,CS-200,013一6等水基防腐涂料效果较好,可根据客户对钢管小同要求选择应用。
  2. 6钢管的工进
  钢管工进速度对静电喷涂效果影响很大。喷涂后,在涂层表十前应尽量采用合理的机械运输形式,减少涂层的损伤。静电喷涂工艺流程见图to喷涂室前,钢管从料架上翻下,经辊道输送至通过式喷涂室,钢管在进入喷涂室之前进行感应加热,使钢管外表而温度达到67C左右,这样有利于涂层的快速表十。喷涂过程在尼龙箱中进行,对地绝缘以减少漆粒附着。尼龙箱内两支固定喷枪(位置可调)问隔1. 7m对喷。山于喷流的包裹作用,两只喷枪的喷流即可覆
盖钢管外表而,故钢管前进时小需要旋转。调节输送辊道的速度,使钢管的工进速度与喷涂装置调定的出漆量相配合,可以达到最佳的涂层效果和经济实效。钢管从喷涂室出来,经摆动平移机构将钢管平移至链式步进晾床上晾十,钢管进入喷字台时已经表十,可以进行打捆包装。
  2. 7静电喷涂室的排风设置
      静电喷涂室的排风主要是排除在静电喷涂过程中产生的溶剂蒸气,使室内的溶剂蒸气的含量在有机溶剂爆炸下限浓度以下,以确保安全,所以静电喷涂室风速应控制在0. 3-0. 7m/s为宜。风速过大,会影响喷涂效果。排风装置中设置风速调节机构。
  喷涂室内部空问必须充分,外廓尺寸为8m X7mX2.77m,山2台风机组成排风系统(型号均为Vo. 3-6 , 1450r/min, 1 372-2634mz/min, 1台风机向外排掉溶剂蒸气等挥发物,l台风机向内补充新鲜空气)以满足喷涂室的空气条件。
  3静电喷涂安全环保措施3. 1安全措施
      山于静电喷涂需要8 }- 10万V的高压静电场,因此必须保证工作的安全可靠。(1)首先应避免高压静电场产生火花放电。杜绝火花放电产生的因索,除注意合理的极距外,高压部分与接地物必须有充分的距离,辊道、喷涂室等接地物充分接地。(2)应控制喷涂室内挥发剂的浓度低于爆炸极限以下,避免一遇火花放电即发生爆炸的危险。(3)应保持喷涂室内空气湿度低于6000} 7000,保证空气有良好的绝缘性能。(幼喷涂室应配备严格可靠的防火防爆安全设施。(5)所有的电器元件都应采用防爆型。
3. 2环保措施
  静电涂料内存在小同程度的有害物质,应尽力减少其空气污染。排风系统的进风与排风应保持喷涂室内空气为负压,使喷涂室内涂料微粒及挥发物小能从喷涂室的进出日向外逸散。山于静电喷涂漆雾扩散量少,故室内小设漆雾过滤器,只在排风管路上设活性碳吸附装置,以清洁排到厂房外的空气,减少空气污染。
  4结论
  4. 1采用静电喷涂,漆层质量好,其均匀度、光泽度以及附着力均比普通手工喷漆为佳。
  4. 2采用静电喷涂,节约油漆,油漆的利用率可达97%以上,比普通手工喷漆节约4000~50%左右。
  4. 3采用静电喷涂,能改善劳动卫生条件。普通手工喷漆大量飞散,污染了周围的空气,且油漆中的苯类、醇类、酉旨类以及其它各种溶剂对人体健康均有一定程度的伤害,而静电喷漆油漆的飞散量少,并能够远距离作业,劳动卫生条件得以改善。
  4.4静电喷涂能有效地提高生产效率,降低成本

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