趙美剛

（大慶油田工程建設公司建材公司，黑龍江 大慶 163000）

0 前言

環(huán)氧粉末內防腐管，采用固體熔結環(huán)氧粉末在鋼管內表面進行涂敷，一次成膜。具有涂敷操作簡便、無污染、涂層抗沖擊和抗彎曲性能好等優(yōu)點，產品廣泛應用在油田集油注水工程中，如圖1所示。

圖1 環(huán)氧粉末內防腐管

1 環(huán)氧粉末內防腐管生產工藝

1.1 主要生產設備

空氣壓縮機、環(huán)氧粉末控制柜、環(huán)氧粉末流化床、文丘里泵、粉末噴槍、中頻加熱線圈

1.2 生產工藝流程

通過調節(jié)控環(huán)氧粉末制柜的送粉及送風壓力，使環(huán)氧粉末由流化床經噴槍，噴涂至已經通過中頻加熱的鋼管內表面，環(huán)氧粉末受熱融化，在鋼管內表面形成均勻的防腐涂層。工藝流程圖如2所示。

2 環(huán)氧粉末內防腐管存在的質量問題

圖2 環(huán)氧粉末內防腐管生產工藝流程

表1 不合格頻數統(tǒng)計表

廠內技術人員對上一年度環(huán)氧粉末內防腐管不合格項目的頻數進行統(tǒng)計調查后，制作如表1所示。

從表1中可看出，“橘皮嚴重”不合格頻數最高，占總缺陷比例的58.10%，該項缺陷是導致環(huán)氧粉末內防腐管一次合格率偏低的主要質量問題，如圖3所示。

圖3 環(huán)氧粉末內防腐層橘皮嚴重

3 原因分析

廠內技術人員對現(xiàn)有生產工藝進行分析，最終找到以下三點導致環(huán)氧粉末內防腐管產生“橘皮嚴重”的質量問題的原因。

3.1 鋼管除銹質量不合格

我單位鋼管除銹采用壓縮空氣推動石英砂在鋼管兩端進行噴射除銹。對于小口徑鋼管，除銹噴嘴無法深入鋼管內部進行除銹作業(yè)，導致鋼管錨紋深度不符合標準要求，且由于石英砂在與鋼管內壁高速撞擊摩擦的過程中粉碎，產生大量粉塵，在污染環(huán)境的同時也會導致鋼管內壁灰塵度超標，從而引起環(huán)氧粉末涂層出現(xiàn)橘皮嚴重、附著力不達標等質量問題[1]。

3.2 噴槍結構不合理

現(xiàn)有噴槍由噴粉管和不銹鋼管組成，噴槍頭為直通式。環(huán)氧粉末沿鋼管方向噴出，粉末彌漫在鋼管內部空間，而不是直接噴涂在鋼管內壁上。由于粉末噴出距離過長，與鋼管內壁接觸面積較小，導致涂層厚度不均勻，從而產生橘皮嚴重的質量問題。

3.3 中頻加熱線圈不匹配

現(xiàn)有鋼管預熱工藝是采用中頻線圈對鋼管進行加熱，中頻加熱裝置的工作原理如下：中頻設備是將把三相工頻交流電，整流后變成直流電，然后將直流電變?yōu)榭烧{節(jié)的中頻電流，供給由電容和感應線圈（即中頻加熱圈）里流過的中頻交變電流，在感應圈中產生熱量和高密度的磁感線，并切割感應圈里的金屬管材，在金屬管材中產生很大的渦流，渦流使原子高速無規(guī)則運動，原子互相碰撞、摩擦而產生熱能，達到加熱鋼管的作用[2]，如圖4所示。

圖4 電磁感應加熱圈原理

由法拉第電磁感應定律知，感應線圈匝數直接影響鋼管中電動勢的大小，以某一確定規(guī)格的感應線圈加熱以恒定速度行進的鋼管為例，鋼管橫截面可視為閉合線圈，磁通量變化率由中頻電源頻率及閉合回路中磁感應強度決定，若感應加熱圈尺寸過大，其中心鋼管內壁磁感應強度越弱，感應電動勢越小。鋼管內壁升溫速率慢，其熱損失大，達不到粉末固化所需要的溫度要求，粉末未充分固化將導致橘皮嚴重的質量問題的產生。

4 整改措施

通過對環(huán)氧粉末內防腐管質量問題的分析，確定了三個設備方面的原因。為提高環(huán)氧粉末內防腐管產品質量，技術人員實施了以下三條整改措施：

4.1 鋼管內拋丸除銹取代石英砂噴射除銹

通過廠內設備部門購進鋼管內壁拋丸清理機，使用鋼丸噴射除銹代替原有石英砂噴射除銹工藝。該設備可將噴桿及噴槍深入到鋼管內壁，采用壓縮空氣將鋼丸用噴槍噴射到鋼管的內壁上，通過噴丸清理，可以除去鋼管內表面的氧化皮、銹蝕及其他異物，使鋼管內表面光潔，達到清理的目的。由于鋼丸的硬度遠大于石英砂，在噴射過程中不易粉碎，減少了粉塵的產生。鋼管內壁錨紋深度、清潔度、灰塵度等指標也可以得到很好的控制，從而保證了鋼管內壁除銹質量。

4.2 采取擴散頭噴槍取代直通式噴槍

為加大環(huán)氧粉末與鋼管內壁的接觸面積，使粉末以一定角度噴射在鋼管內壁上，技術人員將原有直通式噴槍進行改造，加裝了喇叭狀擴散頭，噴槍頭內壁應選用三點式支撐，在保證其穩(wěn)定性的同時，還保證了環(huán)氧粉末順利通過槍頭噴出。如圖5所示。

圖5 改造后的噴槍頭

4.3 更換合適中頻加熱圈

目前廠內所用鋼管中頻加熱圈，存在線圈間距不一、線圈尺寸過大等情況。實際加熱效率低，鋼管內壁難以達到粉末所需溫度技術人員通過計算與統(tǒng)計，通過設備部門購進與加熱鋼管直徑相配備的不同規(guī)格的中頻加熱圈，從而減少熱損失，保證了鋼管預熱溫度，如圖6所示。統(tǒng)、中頻加熱系統(tǒng)進行設備改造及更新，有效的減少了環(huán)氧粉末內防腐管“橘皮嚴重”質量問題的發(fā)生，從而提高了環(huán)氧粉末內防腐管一次合格率。有力的保證了我單位環(huán)氧粉末內防腐管道產品質量，增強了企業(yè)的競爭力、提高了客戶的滿意度。

圖6 中頻加熱線圈

5 結論

我單位內通過對鋼管除銹系統(tǒng)、粉末噴涂系