球墨铸铁管新型防腐涂层喷涂设备及工艺的研究

【摘要】：何为球墨铸铁管，指的就是使用18号以上的铸造铁水在铁甲了球化剂之后，通过离心球墨铸铁机高速离心铸造的管材，就叫做“球墨铸铁管”（Ductile Cast Iron Pipes），简单的说就是球管、球铁管和球墨铸管。在本文当中球墨铸铁管的防腐涂层的喷涂设备和相关的一些在技术方面的工艺问题，确定好了关于喷涂的具体参数。通过已经得到的涂层性能表示出这项工艺和设备所适合的球墨铸铁管防腐涂层的涂装，这项技术在球墨铸铁管的防腐领域有着非常大的一个发展的空间，相信在未来的发展之路会更好。

【关键词】：工艺；设备；球墨铸铁管；无溶剂聚氨酯涂料；喷涂

中图分类号： G267文献标识码：A 文章编号：

金属物质在完成之后都会加涂一层防腐的涂料，为的就是将金属和空气进行隔绝，杜绝相关的氧化反应的发生。球墨铸铁管之所以要在铸铁管的里面和外面都加涂防腐蚀的涂料，可以延长其的使用寿命和扩大球墨铸铁管的使用的范围。在过去，对于球墨铸铁管涂的防腐蚀性的涂料是在里面的这一层把水泥当做基础涂物打底，外面的这一层就是先喷上一层锌，接着再是喷涂溶剂型沥青漆。把水泥当做一个基础涂物进行打底的工作是为了更利于清洁自来水的输送过程，但是如果是其他的一些防腐性比较强的介质，像酸性的和碱性一些溶液，就没有防腐性，耐磨性也不好，会在很大的一个程度之上对球铁管在使用领域上的扩展。还有一个原因就是沥青因为是含有毒性的，所以在使用的范围上有很大的限制，在西方的一些国家已经将沥青列在一个禁止使用的名单之上了。

有一些球墨铸铁管的生产厂家会采用环氧煤沥青和溶结环氧煤粉末等等涂料来当做球墨铸铁管的防腐材料，可是因为这些涂料在性能或是应用上的的等等问题，就没有能够形成一个大批量的生产体系。

1聚氨酯涂料的应用。

在最近几年的时间里，聚氨酯涂料尤其是无溶剂的聚氨酯涂料因为其自身非常突出的综合性能而在球墨铸铁管的生产厂家之间成为广泛关注的宠儿。无溶剂聚氨酯涂料不仅拥有一般的聚氨酯涂料的优点，比如说耐磨性和柔韧性，良好的耐油性和耐化学的药品性，优秀的低温固化性，对一些基本的材料的接受能力很好，对于和高温和低温都有良好的承受力，还有就是电绝缘性和耐溶剂性都非常的好。除了以上的这些共同优点之外，还有就是一些其自身的专属特点，包括了四个方面。第一，无溶剂聚氨酯涂料嫩巩固厚涂，一次操作就可以达到1—2毫米，这样能够在最大的程度上提高涂层的使用时间；第二，因为无溶剂聚氨酯涂料的相对湿度与有一个较强的碱性抵抗力，而且绝缘性也很强，和一些比较基本的材料的粘合性很好，所以也就决定了无溶剂聚氨酯的阴极剥离强度非常的好；第三，在最近的几年的时间之内，不管是我国还是国际上的环保法规都非常的好，这样就将VOC的压力给大大的减小了，那么溶剂型的聚氨酯材料的发展就会非常的困难，但是无溶剂型的聚氨酯涂料有百分之一百的固体含量，受到的限制很小，那么发展的前景就非常的好；第四，进行喷涂的设备都是一套一套的，喷涂工作在现场就可以完成，固化的速度很快，生产的效率也就相应的提高了。

在上文当中列出了无溶剂型聚氨酯涂料的诸多优点，也正因为这样的一些优点，所以它成为了现在社会当中管道防腐材料的最佳选择。

2.喷涂的设备。

跟传统的高压无气喷涂进行比较，喷涂无溶剂型聚氨酯就是一项新型的技术。在喷涂无溶剂型聚氨酯的时候，需要注意的是，这个体系是由两个化学性能成分很高的组分构成的，在无难度升高的环境之下，反应的速度很快，双组分的比例要求也很高，因此就需要进行一个适度的输送传递与计量的相关工作，为了能够达到以上的一些要求，需要使用的是来自美国的GUSMER公司的H35主机和GX-7喷枪当做无溶剂聚氨酯的喷涂系统。为了能够达到无溶剂聚氨酯的自动化的喷涂过程，不只是要使用很关键的喷涂设备，新兴的铸管公司还自行配置了附属的设备。

2.1关键设备。

喷涂的关键设备时双组分喷涂系统，主要的是美国GUSMER公司所制造的2:1抽料泵、H-35主机和GX-7喷枪共同构成。作为喷涂无溶剂聚氨酯的专业化的设备，一定要有的是稳定的物料输送系统、精确的物料计量系统和均匀的物料混合系统与良好的物料雾化系统、便利的物料清洗系统。异氰酸酯组分和活性氢组分都是分别经过独立的抽料泵从料桶运输到主机的位置上进行数量的统计、加压和加热的工作，然后再完成了上述的巩固走之后再输送到喷枪上，在喷枪完成混合之后进行喷出的工作。

2.2里面的喷涂设备安装。

球墨铸铁管的内部的喷涂装置具体参见下图（图1），它的特点就是效率高，操作起来非常的简单，使用的时候也很方便。内喷装置的构成是喷枪、喷涂主机、喷杆、托轮组、小车行走轨道、喷杆托架、涂料输送、加热保温装置和启动控制装置等等。

图 1 内喷装置示意图

2.3外喷涂装置。

喷涂的系统还是向内喷涂装置一样选择美国GUSMER公司的H-35主机和GX-7相关的喷枪。还有就是，新兴铸管公司自行研制开发了配套的外喷装置，外喷装置的设备构造详见下图（图2）。

外喷装置的结构构成是上下两个层面所组成的，上面一层是喷涂行走小车，喷涂小车将喷枪进行一个拖动的操作工作，喷涂的对象是管子的外面部分；下面一层的结构的是管子旋转机构，包括了顶尖旋转装置、行架与管子的升降装置等等。

图 2 外喷机设备示意图

3.喷涂的工艺。

在经过了反复的实验和操作之后，得出了结论就是无溶剂聚氨酯涂料的涂装包括的操作步骤有以下的几个方面。

3.1表面处理。

外表面处理：对外表面进行处理的目的是为了能够提高外表面土层对管子的依附力，所以要进行的处理工作是抛丸处理，让外表面没有生锈的痕迹。

内表面处理：因为球迷铸铁管的里面部分常常会因为铸造的不足而产生一些诸如凹坑、毛刺、龟纹等等问题，严重的还可能会对管子里面的平整度造成影响，如果对这样的一些缺陷置之不理的话，造成的后果肯定是涂料的浪费，也会把涂层的具体性能给降低了。所以，为了将成本降下来的话，就需要进行磨平的工作。在磨平了之后，表面需要有金属的光泽。

3.2吹扫。

球墨铸铁管在对表面进行了处理的工作之后，肯定会有一些残留的杂物和灰尘。需要用干燥的压缩空气进行一个表面的吹扫工作，以将表面清理干净。

3.3预热。

为何要进行预热的工作呢，位的就是可以激昂涂料的反应速度加快，这样就可以节省生产的时间。在内喷之前，需要把球墨铸铁管预热到60-70摄氏度才行。

3.4内喷和外喷。

在开始内喷的工作之前，需要先做的工作是对涂料和管路进行预热。再将主机打开，把温度和压力设定好，结合涂层厚度和喷嘴的流量的相关具体要求，将现车的行走速度与喷涂的遍数确定好。当一切的前期工作做好之后，将预热到设定温度上的管子传递到拖轮是进行转动，把喷枪打开，再把喷涂小车用均与的速度进行输送，开启喷涂的工作。等到涂层凝固好之后，下线。

结语

用上文当中提到的工艺行业设备进行工作，得到的产品性能是很好的。伴随着喷涂工艺的向前发展，无溶剂聚氨酯涂层在球墨铸铁管的运用上一定越来越好。

参考文献：

[1] 商勃；于德梅；李宁 .球墨铸铁管新型防腐涂层喷涂设备及工艺研究 .现代科涂与涂装[J] .2012（13）：（26）

[2] 刘士臣；赵利军；金建军；齐秀丽 .离心球墨铸铁管渗漏机理分析及预防措施 .河南冶金[J] .2010（28）：（17）

[3] 刘志刚；洪凯峰；侯武民；李喆；刘鹏昊 .球墨铸铁管输送淡化海水防腐性能研究与实践 .供水技术[J] .2011（34）：（11）