在表面處理工序中,要注意當管子內(nèi)表面原來帶有標志時,必須先在管于外表面將這些標志參數(shù)重新標記,然后才可進行。表面處理的另一種方法是化學清理,較適用于現(xiàn)場涂覆的管道?;瘜W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:在進行化學處理之前,應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,管道應采用5%~10%的硫酸溶液,在溫度為65~70℃下進行酸洗除垢。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)過化學處理后,表面應完全干燥、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)應在表面處理后的24h內(nèi)進行。
化學清理工藝的注意點是溶液要定期檢查和更換,廢水要進行處理,不過化學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準GBE/CMl及美國石油學會標準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)威機構(gòu)的檢測證明:
①相對密度;
②黏度(混合);
③顏色散射;
④非揮發(fā)成分;
?、莞稍镌囼?;
?、蘖鲃有阅?混合);
⑦固化性能(混合)。
所選涂料應已成功地應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)商應能提供詳細的工程實例,確認產(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。
涂料的包裝容器應適合顛簸道路的運輸,內(nèi)涂材料適用于手工或機械攪拌,混合后應完全均勻沒有結(jié)皮,噴涂前通過200目篩網(wǎng)不應有任何固體殘留。
熟化涂料的適用時間為在25℃時不得小于8h。
涂料應適應環(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75μm(干膜)時,不應有下垂、流淌、垂落、氣泡和空白。
當采用“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)涂涂料還應滿足輸氣管道運行條件的要求,如耐磨性、耐熱(50~90℃)、耐滲透等。
管道減阻用內(nèi)覆蓋層的顏色應為紅色。
所有交貨的涂料質(zhì)量都應與訂貨時所確定的一致,如有不符,有權(quán)拒收;當涂料被污染或在容器底部出現(xiàn)固體或結(jié)塊,必須拒收。涂料包裝容器上應標明: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備,配制應符合相關標準及供應商的技術要求,并在業(yè)主代表的監(jiān)督下進行搬運、混合和稀釋。圖6-4是涂料混合的設備照片。
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混合前要搖勻,通常要采用機械攪拌,嚴格按供貨商的配比要求將基料和固化劑進行混合,容量誤差應小于±3%。如要稀釋應采用供貨商認可的稀釋劑,其用量按供貨商要求。
混合的涂料通常要采用機械進行充分的攪拌,攪拌過程中應防止污物進入涂料中,條件允許時在攪拌過程中不應攪入空氣。在充分攪拌混合后,還應維持持續(xù)低速攪拌?;旌虾蟮耐苛蠎?0min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)境中進行。當在車間作業(yè)時,只要鋼管升溫、除濕,避免潮氣、結(jié)露的影響,環(huán)境條件可適當放寬。用于涂覆的設備和供料系統(tǒng)應事先得到業(yè)主的認可,涂覆施工應采用高壓無氣噴涂工藝。設備的組成:無氣噴涂設備、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)定應是合理的,文獻[2]就這一問題提出了自己的看法,認為這一規(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,鋼管除濕設備(預熱中頻,熱風爐等)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)過鼓風干燥、加熱干燥后,得到了強制固化。也就是說,環(huán)氧涂料的涂覆環(huán)境條件的一般規(guī)定不應機械地照搬到設施完善的內(nèi)涂作業(yè)車間上。但在管子溫度處于結(jié)露條件下時,必須保證管子預熱設備的功效,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。
噴涂施工應在封閉的空間或有屋頂?shù)膱鏊?,避風、防塵、防污條件下進行。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℃。當環(huán)境相對濕度超過90%時必須停止作業(yè)。
噴涂應在平臺上進行,管子通過旋轉(zhuǎn)的管架進入噴涂平臺,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;當噴頭從遠端返回時,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,支架應保持勻速運動。噴嘴的壓力、管子旋轉(zhuǎn)的速度和噴嘴移動速度應通過調(diào)試,確保覆蓋層的設計厚度。后置封閉箱裝有風機,使管內(nèi)產(chǎn)生少量負壓。噴涂過程中,管子應一直保持不間斷的旋轉(zhuǎn)。
采用高壓無氣噴涂進行減阻涂料涂布時,首先涂料壓力應固定在設定值,保證涂料霧化效果;其次,根據(jù)涂料流量和設計漆膜厚度,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,應立即除去端部保護膠帶。帶有測試片的管子取出測試片并補涂。在涂覆完成直到覆蓋層不發(fā)黏為止,這段時間內(nèi),應對覆蓋層加以防塵、防污和防不利天氣影響的防護措旌。
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到以下要求。
①通風干燥:由于采用風機鼓風干燥,縮短了漆膜表干時間,風干時間為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),采用熱風對漆膜進行加熱干燥,爐溫設置在50~70℃之間,烘于時間為60min。加熱干燥結(jié)束后,漆膜達到實干。生產(chǎn)中,按照涂料供應商標準采用了“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、可以進入下一道工序的控制指標。
涂覆作業(yè)應避免在大風、沙塵及惡劣天氣下進行,施工應在密封環(huán)境中進行,要注意對未固化的覆蓋層的保護。
如果噴砂后不能立即涂覆,間隔時間超過8h以上時(當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。
必須進行常規(guī)檢測,確保形成正確的膜厚。
鋼管噴涂完畢后進入中間平臺,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,并對尾氣進行處理,以滿足環(huán)保要求。
涂覆后的管子進入固化程序,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行。但加速固化的設備、工藝必須符合技術規(guī)范的要求,并經(jīng)業(yè)主批準。
(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系式如下: