钢管涂装用粉末涂料

钢管涂装用粉末涂料

11．7．1 涂层钢管对粉末涂料的要求

涂层钢管主要用于防腐蚀方面，当然，用于输水管还要求卫生性，有些输送液体中含有泥砂，则还要求耐磨性，用于输送高温液体的，应要求具有耐温性等。但作为管道粉末涂料，主要要求具备以下性能。

(1)抗腐蚀能力强涂膜具有良好的抗化学药品性、抗溶剂性，能够抵御输送介质中的H2S、CO2、O2、cH2、H2及酸、碱、盐等有机物质的化学腐蚀，并能长期接触含盐地下水、海水、土壤中微生物产生的各种有机酸等腐蚀物质。

(2)附着力好粉末涂料成膜后应与钢管基体牢固地结合起来，不起层。一般说来，热固性粉末涂塑比热塑性粉末涂膜的结合力好。热塑性粉末的涂层厚，线膨胀系数与钢不同，随着使用时间的增长和管道中的抽吸，涂膜容易脱落。因此，除了对钢管表面认真的预处理，例如抛丸喷砂，增加麻面提高结合力外，王要应改善粉末涂料的黏结性能。

(3)涂膜应坚韧耐磨、抗冲击、抗弯曲性优良热固性粉末，如环氧树脂粉末涂料的附着力虽好，但涂膜薄，韧性较差，用作管道粉，应承受输送流体的摩擦冲击。

(4)涂膜的吸水性小特别是输送液体的管道，粉末涂层形成涂膜后的吸水率低，聚乙烯的吸水率较低，其他树脂涂料的吸水率不如聚乙烯低，需要改善性能。

(5)耐应力开裂开裂性能要好。

(6)卫生性良好杂质。许多涂膜都是因应力开裂而寿命较短，所以涂料的耐应力输水管道涂膜必须符合卫生标准，不能析出有害人体的

(7)粉末的粒度合适，流动性好粉末涂装施工过程，无论是流化床法、吸涂法、静电喷涂等方法，都要求粉末具有良好的流动性，因此，粉末涂料的粒度及其分布要合理，颗粒应圆滑，流动性良好。

(8)耐候性良好用于结构管道，特别是户外工程的，粉末涂料应耐紫外线照射，需要进行加速老化实验。

(9)耐温性适宜使用温度范围较宽。一般涂膜的耐温性能应达到一30～80℃，特殊情况下应满足高温度条件下使用。

(10)使用寿命长因为管道工程的施工难度大、工程造价高，所以钢管粉末涂装后应经久耐用，在满足上述各项要求的同时，综合使用寿命较长，般应达到30年以上。适用钢管粉末涂装的粉末很多，但从经济实用的角度，仅介绍以下几种粉末涂料。

11．7．2熔结环氧粉末涂料

(1)熔结环氧粉末分类熔结环氧粉末属热固t'~t94<，也叫重防腐环氧粉末，英文简称FBE。熔结环氧粉末按用途分：管道内喷涂用粉、管道外喷涂用粉、石油钻管用粉。管道外喷涂用粉又分为单涂层粉、双涂层粉、三层结构防腐用粉。

熔结环氧粉末按固化条件分为：快速固化和普通固化两种类型。快速固化粉末的固化条件为230℃／0.5～2mi n，主要用于管道外喷涂或三层防腐结构，由于固化时间短、生产效率高，适合于流水线

作业．普通固化粉末的固化条件为230℃／5min_以上，因为固化时间长，涂层流平好，适合于管道内表面喷涂。

(2)熔结环氧粉末的防腐特点

①熔结环氧粉末的基料是环氧树脂，在其结构中含有高极性和活性的环氧基，能与金属表面形成化学键，提高与金属的结合力。固化剂采用胺类和酚类材料，属于加成固化反应，没有小分子挥发物放出，不会形成针孔，这对涂膜的防腐性至关重要。

②在普通环氧树脂结构中，环氧基只在端基上，因此涂膜交联密度低，虽然柔韧性好，但防腐性和耐高温性差。熔结环氧粉末使用的环氧树脂是酚醛改性环氧树脂，即在双酚A环氧树脂的基础上引入部分苯酚甲醛或甲酚甲醛环氧树脂，这两种树脂都是多官能度热塑性酚醛环氧树脂，反应性很强，涂膜具有优异的耐热性、耐化学品性及很高的玻璃化温度和硬度，但交联密度大，屈挠性差，须与双酚A

环氧树脂掺混，才能生产出既有屈挠性，又有很好防腐性的粉末。酚类固化剂是带有酚羟基的线型酚醛树脂或多官能邻甲酚甲醛树脂，线型酚醛固化剂的结构和玻璃化温度与双酚A环氧树脂相似，能与环氧树脂很好融合，并有很好的颜填料润湿性。此固化剂高温下与环氧树脂反应性极强，能形成柔韧致密的涂膜，具有良好的物理化学性能，适合于长输管线的防腐。而邻甲酚甲醛树脂是种多官能度的固化剂，与酚醛改性环氧树脂结合可得到抗高温、抗化学品性的涂膜，适合于石油钻管的防腐。

③熔结环氧粉末选择表面处理的钛白粉、铬绿、铁红等无机颜料，这些颜料除具有很好的耐腐性外，可以消除涂膜与钢管之间的气泡。另外考虑到阴极保护，颜料应避免磁性及导电性物质。填料主要有超细石英粉、云母、三聚磷酸铝等惰性填料，加入这些有利于降低涂膜的收缩和膨胀系数，填料一般要用偶联剂处理，偶联剂分子端与无机料连成整体，提高了涂膜的致密性和附着力，降低了吸水性，增强了耐盐雾、耐海水及耐阴极剥离的能力。

④熔结环氧粉末还加不同种类的助剂，用以调整加热熔化时的流变性能和胶化时司，消除膜内及界面气泡，并提高耐水性能。

⑤熔结环氧粉末比普通装饰环氧粉末的加工工艺复杂，而且涂料要经过表面处理，因此流动性好，很少出现堵枪、结块现象。

(3)熔结环氧粉末的涂装方法

①单层熔结环氧粉末施工(简称FBE)

a先将钢管预热，去除水分、去除表面杂物和疏松的氧化皮。

b抛丸喷砂，使钢管露出金属银白色，彻底云除氧化皮及杂物，一般抛丸后锚纹深度达到50～100Um，并用风吹除灰尘。

c用中频感圈加热钢管，加热温度根据钢管壁厚和生产速度定，一般使钢管温度达到230℃左右。

d喷粉用摩擦喷枪，控制好喷粉距离和喷粉量，均匀地将熔结粉末喷涂钢管表面，特别是焊缝处耍喷涂好。根据不同的生产速度以及对胶化、固化的温度和时间要求，选择合适的粉末。固化时间一般1～1. 5min_，涂膜普通级300～500um，加强级可达700um。

e冷却。应水冷、喷水快冷，终止反应，以防过热。

f检测。当温度降到90℃以下时，进行涂膜性能检测。

②三层防腐结构与施工(三层PE)

三层PE结构的第一层为熔结环氧粉末涂层(FBE)，使钢管与以后的涂层牢固地结合在起，并具有很好的耐化学品性和抗阴极剥离能力，FBE层厚度约50～130um，第二层为挤出涂覆的胶黏剂薄膜缠绕在第一层上，中间层约200um。第三层是聚乙烯薄膜，同样用挤出机挤出，缠绕在胶黏剂外，形成约3mm厚的涂层。三层PE将FBE的高黏结性、耐腐蚀性与聚乙烯的抗潮湿、电绝缘、耐冲击等性能结合起来，形成理想的涂层。三层PE使用寿命在40年以上，欧洲应用最广，我国自]995年引进消化，建了几条三层PE防腐生产线，陕京输气管道、库鄯管道共计2000km左右都使用三层PE结构涂层。

③双层熔结环氧粉末结构与施工双层环氧由两种不同性能的环

氧粉末在喷涂过程中一次喷涂成膜，底层为普通单层环氧粉末涂层，提供防腐性和附着力，外层为增强性环氧粉末涂层，用于抗机械损伤；两层中间是混合层，因为两层的基料具有相同的分子结构，所以具有较好的相容性，可形成个有机的整体，整个涂层厚度在625～1000um，使用温度可达115℃，适用于各种管径的钢管防腐涂装，也适用于各种管件及补口的防腐涂装。