多功能管道防腐设备

摘 要：本项目所涉及的“多功能管道防腐”工艺有：“一步法”聚乙烯、硬质聚氨酯泡沫塑料（以下简称泡沫夹克）防腐、熔结环氧粉末防腐（FBE）、二层PE及三层PE管道防腐等四种工艺。

传统的泡沫保温夹克管防腐生产线与PE防腐生产作业线功能单一，不能满足多功能施工的需要。不论是泡沫夹克防腐，还是2PE、3PE防腐，都使用塑料挤出工艺。基于上述现状，建造多功能管道防腐作业线，从工艺原理和经济性的角度，都是可行的。因此，本项目的总体方案就是建造多功能防腐作业线，使作业线同时具有多种管道防腐工艺的生产能力，能够提高防腐作业线的利用率，充分利用场地和设备，减少新建作业线的重复性投资。

关键词：多功能 防腐保温 工艺 技术创新

一、 项目背景介绍

近年来，钢质管道防腐市场非常广阔， 聚乙烯（PE）、环氧粉末（FBE）防腐技术被广泛接受，是目前国内外长输管道设计优先采用的外防腐工艺。

结合我公司的具体情况，要增加一条中小口径PE及FBE防腐作业线。由于PE、FBE和泡沫保温夹克防腐工艺都是使用挤出机进行包覆式聚乙烯防腐，所以我们受到启发，考虑对现有的一条固定式泡沫保温夹克管防腐生产线进行改造，使其同时具有一步法泡沫保温夹克管防腐、PE（包括二层PE和三层PE）和FBE管道防腐的生产能力，建造成一条多功能防腐作业线。

二、 创新点及主要内容

1.创新点

为更好地完成技术指标，增加工程项目的经济效益和社会效益，在应用过程中我们改进和完善了各类防腐系统，实现了多项技术创新点，颇具推广价值，主要有以下各项内容：

1.1多功能防腐作业线同时具有一步法泡沫夹克、FBE、二层PE及三层PE管道防腐的生产能力。

1.2防腐作业线的生产利用率高，充分利用了场地和设备，减少了作业线的重复性投资。

1.3用包覆式工艺生产PE管，与传统的缠绕式比较，其机械传动稳定性能更高，更适合小口径管防腐。

1.4环保设计上更为合理。除锈环节选用复合式旋风-布袋除尘器除尘，提高了除尘效率，有效解决了除锈环节废渣、粉尘的处理问题；环氧粉末喷涂环节采取了旋风除尘器与脉冲反吹式滤芯过滤器的组合应用，对环氧粉末涂料进行二次回收，既有效地节约了材料成本，又具有环保价值。

1.5环氧粉末喷涂工艺实现重大突破。 同行业、同类产品，环氧粉末喷涂多采用喷枪分散布置、定点喷涂。涂层厚度不匀，涂料利用率低。我们针对存在的问题，采用喷枪分组布置，环向可动的动态喷涂模式，实现了相对更加均匀的喷涂工艺，提高了涂料的利用率和产品质量 。

2.改造的主要工作

2.1挤出机的配置，在该项目的改造中，挤出机是决定生产能力和质量的重要设备，根据PE防腐层技术标准和作业线生产能力，计算出所需配备的挤出机每小时挤出量等参数，最终确定出挤出机的改造方案是，原用于生产泡沫夹克管的SJ150挤出机可用于PE聚乙烯层防腐，再增加一台SJ45挤出机，用于PE胶粘剂层防腐，新增的SJ45挤出机，根据设备实际尺寸和现场位置，合理安置。

2.2自行设计制作挤出机成型模头及配管，为更合理地使用挤出设备，并节约投资，依靠多年积累的挤塑调节经验，决定对两台挤出机的成型模头及配管部分进行自行设计和制作，无自加工能力的配件外委加工。经大量的测绘试验工作后，设计制作了A型和B型两套挤出机成型模头，以及PE挤出机与成型模头连接配管。

2.3变频器的使用，在SJ45挤出机的配套调速设备选型上，采用了目前同类产品中较为先进的变频调速系统。

2.4配套制做了环氧粉末喷涂系统，粉末回收系统及除尘系统

2.5改进了冷却水系统

2.6增加了二次除锈（除尘）系统

3.生产流程

通过不同工艺节点的组合使用，可以生产不同的产品。

3.1在多功能作业线上生产PE管线，首先要经过抛丸除锈，达到 Sa 2.5除锈等级。管线经过传动轮组传送到二次除锈室，通过盘型刷对预制管进行清扫。在防腐作业前，需要对管线进行中频加热，使管线管段达到要求温度。中频加热后，喷涂环氧涂层（2PE无此涂层），钢管经两台挤出机进行胶粘剂和聚乙烯外防腐。PE的防腐层作业就是通过以上步骤完成，后续工序是防腐后的管线，经过冷却水系统冷却后，要进行坡口修整。

3.2在多功能作业线上生产泡沫夹克保温管，首先要经过抛丸除锈，达到 Sa 2级。然后经过传动轮组送进中频进行加热，达到一定温度，由其中一台挤出机挤出管壳，接下来，喷涂聚氨酯泡沫塑料，发泡成型，经水冷却后，修切节头，完成成品制作。

3.3同样若生产FBE管，要首先进行抛丸除锈达到Sa 2.5级，管线经过传动轮组传送到二次除锈室，通过二次除锈（除尘）后，经中频加热到规定温度后，在喷室喷涂环氧粉末涂层，随后喷淋冷却水，冷却至规定温度，清理管头，完成产品制作。

4.PE防腐生产的关键环节

4.1表面预处理

第一步是钢管预热，即在对钢管进行抛丸除锈前对钢管表面加热；第二步是用抛丸除锈机为钢管外表面除锈；第三步是清扫微尘。右图展示了钢管经过除锈后经传动离开抛丸除锈机的状态。

4.2中频加热

胶粘剂与聚乙烯防腐层涂敷前，必须将钢管外表面加热至合适的温度，这是防腐层涂敷和固化的必要条件，一般采用中频加热。

4.3防腐层包覆

将内层胶粘剂料粒加入SJ45型挤出机，外层聚乙烯料粒加入SJ150型挤出机，防腐层料粒经加热达到熔融状态后，从挤出机模头挤出并涂敷在钢管上。

4.4冷却

当防腐层涂敷完成后立即进行冷却，冷却方式通常为水冷，冷却对防腐层的涂层形成有很大影响，因此必须确保足够的冷却。根据管径的大小及环境温度差异，采取多段、分次的冷却。

三、 项目推广前景

由于PE防腐及FBE涂层防腐管具有防腐性能好、抗机械损伤能力强、施工环境范围广、现场补口补伤操作方便等优点，因此产品广泛适用于各种天然气、原油、成品油及水煤浆管道防腐。PE及FBE防腐技术不仅技术先进、操作简易、生产工艺环保、能源消耗低，而且效益可观，市场潜力大，极具推广价值。

管道防腐行业现有的管道泡沫夹克作业线都可以充分利用原有的场地和部分设备进行扩能改造，推广PE及FBE防腐工艺，该项目经实施可减少重复性投资，提高作业线利用率和管线预制产量。该多功能作业线可增加产品品种，提高产品市场占有率，并具有投资风险小、收益回报高等特点，有很高的应用价值和推广前景。

参考文献：

[1]《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》.国家经济贸易委员会.2002年

[2]《埋地钢质管道硬质聚氨酯泡沫塑料防腐保温层技术标准》.中国石油天然气总公司.1996年

[3]《埋地钢质管道聚乙烯、硬质聚氨酯泡沫塑料一次成型防腐保温生产操作规程》.胜利石油管理局国家.1999年