在表面處理工序中,要注意當(dāng)管子內(nèi)表面原來帶有標(biāo)志時,必須先在管于外表面將這些標(biāo)志參數(shù)重新標(biāo)記,然后才可進(jìn)行。表面處理的另一種方法是化學(xué)清理,較適用于現(xiàn)場涂覆的管道?;瘜W(xué)清理的基本要求是清理表面上所有的腐蝕產(chǎn)物、舊的漆膜或涂料。一般的程序有:脫脂、酸洗、沖洗、磷化、水洗等。
脫脂:在進(jìn)行化學(xué)處理之前,應(yīng)采用溶劑或清洗液將油污、油脂等清洗掉。
酸洗(除垢):脫脂完成后,管道應(yīng)采用5%~10%的硫酸溶液,在溫度為65~70℃下進(jìn)行酸洗除垢。浸泡的時間取決于管道的類型和垢的頑固性。對于酸洗介質(zhì)的選擇、沮度和濃度的控制。是以保證有充分的時間將垢除凈為前提。
沖洗:酸洗后,應(yīng)將管道表面上的過多的溶液排走,然后用清水沖洗至用試紙測得從管子中流下的沖洗液的pH值大于5為止。
磷化處理:沖洗后應(yīng)將管內(nèi)的水排走,然后將其浸泡在適宜的磷化介質(zhì)中進(jìn)行磷化處理,磷化處理的常用介質(zhì)濃度為1%~2%的磷酸溶液,在溫度80℃下進(jìn)行1~2min的處理,磷酸的濃度和浸泡時間由承包商決定,磷化處理的結(jié)果將會在表面形成牢固而均勻的磷酸鹽膜。
水洗:磷化處理后應(yīng)將管子中的溶液排掉并用清潔的水將其上的酸液、表面的鹽分、溶液痕跡等都清洗掉。
經(jīng)過化學(xué)處理后,表面應(yīng)完全干燥、沒有污物,在涂覆前表面狀況不能有所下降,不管條件如何,涂覆作業(yè)應(yīng)在表面處理后的24h內(nèi)進(jìn)行。
化學(xué)清理工藝的注意點是溶液要定期檢查和更換,廢水要進(jìn)行處理,不過化學(xué)清理的表面錨紋深度得不到保證。
3.4 內(nèi)噴涂
(1)涂料選擇 內(nèi)涂材料的性能必須符合英國天然氣工程標(biāo)準(zhǔn)GBE/CMl及美國石油學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)APl 5L2的要求。內(nèi)涂的涂料由帶有顏料的環(huán)氧樹脂、填充劑、溶劑、固化劑和稀釋劑所組成。商家必須提供權(quán)威機(jī)構(gòu)的檢測證明:
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④非揮發(fā)成分;
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⑥流動性能(混合);
⑦固化性能(混合)。
所選涂料應(yīng)已成功地應(yīng)用于天然氣及凝析氣管道的內(nèi)襯上,具有實際使用經(jīng)驗,涂料生產(chǎn)商應(yīng)能提供詳細(xì)的工程實例,確認(rèn)產(chǎn)品在天然氣管道內(nèi)涂上的適用性。如果涂料系統(tǒng)沒有這種成功的業(yè)績,則要求制造商提供產(chǎn)品通過嚴(yán)格和廣泛的試驗室及短期現(xiàn)場試驗的等效性能證明。一旦涂料的成分被業(yè)主所認(rèn)可,則制造商不得對成分配方或制造工藝有任何改變。
涂料的包裝容器應(yīng)適合顛簸道路的運(yùn)輸,內(nèi)涂材料適用于手工或機(jī)械攪拌,混合后應(yīng)完全均勻沒有結(jié)皮,噴涂前通過200目篩網(wǎng)不應(yīng)有任何固體殘留。
熟化涂料的適用時間為在25℃時不得小于8h。
涂料應(yīng)適應(yīng)環(huán)境溫度10~45℃、相對濕度低于80%的條作下施工。在25℃時管道噴涂一道達(dá)75μm(干膜)時,不應(yīng)有下垂、流淌、垂落、氣泡和空白。
當(dāng)采用“先內(nèi)后外”涂覆程序時,所選涂料必須滿足在250℃高溫,30min條件下保證內(nèi)涂性能不變的要求。
內(nèi)涂涂料還應(yīng)滿足輸氣管道運(yùn)行條件的要求,如耐磨性、耐熱(50~90℃)、耐滲透等。
管道減阻用內(nèi)覆蓋層的顏色應(yīng)為紅色。
所有交貨的涂料質(zhì)量都應(yīng)與訂貨時所確定的一致,如有不符,有權(quán)拒收;當(dāng)涂料被污染或在容器底部出現(xiàn)固體或結(jié)塊,必須拒收。涂料包裝容器上應(yīng)標(biāo)明:名稱、生產(chǎn)日期、顏色、批號及儲存環(huán)境條件要求等。
涂料基本要求可參見第3章。
(2)涂料配制 涂料的混合是使用專門的設(shè)備,配制應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及供應(yīng)商的技術(shù)要求,并在業(yè)主代表的監(jiān)督下進(jìn)行搬運(yùn)、混合和稀釋。圖6-4是涂料混合的設(shè)備照片。
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混合前要搖勻,通常要采用機(jī)械攪拌,嚴(yán)格按供貨商的配比要求將基料和固化劑進(jìn)行混合,容量誤差應(yīng)小于±3%。如要稀釋應(yīng)采用供貨商認(rèn)可的稀釋劑,其用量按供貨商要求。
混合的涂料通常要采用機(jī)械進(jìn)行充分的攪拌,攪拌過程中應(yīng)防止污物進(jìn)入涂料中,條件允許時在攪拌過程中不應(yīng)攪入空氣。在充分?jǐn)嚢杌旌虾?,還應(yīng)維持持續(xù)低速攪拌?;旌虾蟮耐苛蠎?yīng)有30min的熟化期。在噴涂作業(yè)過程中,必須在噴槍供料罐或儲料池內(nèi)使用電攪拌器不間斷攪拌,以保證暫停期間內(nèi)涂料的均勻性。
配制好的涂料應(yīng)在供貨商規(guī)定的涂料棍合后的適用期內(nèi)使用。使用過程中,不得將新材料加入到來用完的舊材料中去。
(3)涂料涂覆 內(nèi)覆蓋層的噴涂作業(yè)應(yīng)在環(huán)境溫度不低于10℃,且高于露點3℃和相對濕度不大于80%的環(huán)境中進(jìn)行。當(dāng)在車間作業(yè)時,只要鋼管升溫、除濕,避免潮氣、結(jié)露的影響,環(huán)境條件可適當(dāng)放寬。用于涂覆的設(shè)備和供料系統(tǒng)應(yīng)事先得到業(yè)主的認(rèn)可,涂覆施工應(yīng)采用高壓無氣噴涂工藝。設(shè)備的組成:無氣噴涂設(shè)備、過濾器、壓力表、氣閥、溫控裝置等。上面對涂裝環(huán)境條件的這一規(guī)定應(yīng)是合理的,文獻(xiàn)[2]就這一問題提出了自己的看法,認(rèn)為這一規(guī)定是以環(huán)境濕度和露點為條件,保證涂裝前鋼管表面不吸潮、不結(jié)露、不返銹,漆膜干燥時表面不吸潮、不結(jié)露;以溫度為條件,使環(huán)氧覆蓋層能夠自然固化。在鋼管內(nèi)涂作業(yè)線上,鋼管除濕設(shè)備(預(yù)熱中頻,熱風(fēng)爐等)是必備的,同時管于除銹后只停留不足35min,管子表面在涂裝時不會返銹。另一方面,環(huán)氧減阻涂覆層在經(jīng)過鼓風(fēng)干燥、加熱干燥后,得到了強(qiáng)制固化。也就是說,環(huán)氧涂料的涂覆環(huán)境條件的一般規(guī)定不應(yīng)機(jī)械地照搬到設(shè)施完善的內(nèi)涂作業(yè)車間上。但在管子溫度處于結(jié)露條件下時,必須保證管子預(yù)熱設(shè)備的功效,徹底清除鋼管表面的水、潮氣,并在涂裝和干燥過程中,保持管子溫度高于露點3℃以上。
噴涂施工應(yīng)在封閉的空間或有屋頂?shù)膱鏊?,避風(fēng)、防塵、防污條件下進(jìn)行。管子表面環(huán)境溫度不超過60℃且不低于10℃。管子表面溫度在整個過程中維持在最低21℃且不超過38℃。當(dāng)環(huán)境相對濕度超過90%時必須停止作業(yè)。
噴涂應(yīng)在平臺上進(jìn)行,管子通過旋轉(zhuǎn)的管架進(jìn)入噴涂平臺,平臺兩端的箱罩將管子兩端封閉,噴頭通過支撐架進(jìn)入,距管壁一定距離向管子內(nèi)表面噴射干凈、干燥的空氣;當(dāng)噴頭從遠(yuǎn)端返回時,開始噴涂環(huán)氧涂料,噴嘴距管子表面0.15~0.5m,與表面成直角。噴涂時,支架應(yīng)保持勻速運(yùn)動。噴嘴的壓力、管子旋轉(zhuǎn)的速度和噴嘴移動速度應(yīng)通過調(diào)試,確保覆蓋層的設(shè)計厚度。后置封閉箱裝有風(fēng)機(jī),使管內(nèi)產(chǎn)生少量負(fù)壓。噴涂過程中,管子應(yīng)一直保持不間斷的旋轉(zhuǎn)。
采用高壓無氣噴涂進(jìn)行減阻涂料涂布時,首先涂料壓力應(yīng)固定在設(shè)定值,保證涂料霧化效果;其次,根據(jù)涂料流量和設(shè)計漆膜厚度,確定噴頭在鋼管表面的移動速率。只有霧化效果得到保證,漆膜的均勻性、表面光潔度才能得到保證。
噴涂作業(yè)完成后,管子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)幾秒鐘,然后,應(yīng)立即除去端部保護(hù)膠帶。帶有測試片的管子取出測試片并補(bǔ)涂。在涂覆完成直到覆蓋層不發(fā)黏為止,這段時間內(nèi),應(yīng)對覆蓋層加以防塵、防污和防不利天氣影響的防護(hù)措旌。
漆膜的干燥時間和生產(chǎn)效率是一個矛盾,處理不好則影響漆膜的質(zhì)量。涂裝后漆膜干燥分為通風(fēng)干燥、烘烤干燥和后續(xù)干燥三個階段,在“先內(nèi)后外”工藝中,前兩個階段干燥程度必須保證達(dá)到以下要求。
?、偻L(fēng)干燥:由于采用風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)干燥,縮短了漆膜表干時間,風(fēng)干時間為45~60min。表干后漆膜含的溶劑很少,可在一定溫度條件下進(jìn)行加熱干燥。否則漆膜表面粗糙度下降。
?、诤婵靖稍铮涸跔t內(nèi),采用熱風(fēng)對漆膜進(jìn)行加熱干燥,爐溫設(shè)置在50~70℃之間,烘于時間為60min。加熱干燥結(jié)束后,漆膜達(dá)到實干。生產(chǎn)中,按照涂料供應(yīng)商標(biāo)準(zhǔn)采用了“80%固化”的檢測方法,即,用棉花蘸二甲苯輕輕擦拭漆膜表面,最多只觀察到棉花上有淺淡的鐵紅色。否則,在除銹前上堵頭時,由于干燥程度不夠,漆膜會受到堵頭的損壞。由于指觸法測實干受人為因素、鋼管溫度的影響更大,生產(chǎn)中采用“80%固化”作為漆膜烘干、可以進(jìn)入下一道工序的控制指標(biāo)。
涂覆作業(yè)應(yīng)避免在大風(fēng)、沙塵及惡劣天氣下進(jìn)行,施工應(yīng)在密封環(huán)境中進(jìn)行,要注意對未固化的覆蓋層的保護(hù)。
如果噴砂后不能立即涂覆,間隔時間超過8h以上時(當(dāng)在南方潮濕地帶作業(yè)時這一時間可能還要短點),表面會快速生成新銹,在施工前必需重新表面處理。
必須進(jìn)行常規(guī)檢測,確保形成正確的膜厚。
鋼管噴涂完畢后進(jìn)入中間平臺,用潔凈的干燥空氣對涂覆后的鋼管內(nèi)表面進(jìn)行吹掃,以控制揮發(fā)性氣體,防止在固化爐內(nèi)因揮發(fā)性氣體過多引起爆炸,并對尾氣進(jìn)行處理,以滿足環(huán)保要求。
涂覆后的管子進(jìn)入固化程序,環(huán)境溫度較高時可自然固化。要求快速固化的管子可采用熱空氣加熱固化,根據(jù)生產(chǎn)速度可一根或幾根同進(jìn)行。但加速固化的設(shè)備、工藝必須符合技術(shù)規(guī)范的要求,并經(jīng)業(yè)主批準(zhǔn)。
(4)涂料消耗[2] 涂料供給量一般采用實際涂布率作為依據(jù)。后者和理論涂布率的關(guān)系式如下: