摘要：PE防腐管道涂敷工艺参数直接影响到防腐管质量、材料的消耗和生产速度，涂敷工艺参数的确定是涂敷生产的核心工作。本文基于防腐厂PE防腐管道涂敷作业线结构和生产设备型号，就生产线钢管螺距、传动轮偏转角度、生产线速度、胶粘剂挤出机参数和聚乙烯挤出机参数的调试以及计算方法进行了研究和实际验证，对PE防腐管道涂敷生产可起到指导作用。
关键词：PE防腐工艺；参数计算公式
目前管道涂敷PE工艺参数的确定基本停留在凭经验试调、修正、再调试、再修正的状况，既影响到调试的准确性，也耗费了大量时间、人工和涂敷材料。本文基于国内最常用的涂敷生产作业线结构，在确定轮胎中心距、轮胎偏转角度和轮胎转速的基础上，聚乙烯挤出机组参数、内涂敷参数的调试以及计算方法进行了研究和实践验证，推算总结出了计算公式，以期对管道涂敷PE起到指导作用。
一、管道三层PE防腐涂层技术
1.三层PE防腐涂层的结构。管道三层PE防腐技术的全称是：熔结环氧／挤塑聚乙烯结构防护层，由底层的熔结环氧、中间层的胶粘剂、外层的挤塑聚乙烯组成。底层与管道直接相连，主要作用是耐腐蚀和抗剥离，并且保证防腐层在高温下的粘结性。中间层一般采用乙烯基共聚物为原料，主要是保证三层之间的粘合性。外层的作用主要是防腐以及机械保护。三层防腐保护结合了不同防腐措施的优点，使得防腐性能得到明显改善，管道寿命明显延长。
2．管道三层PE防腐技术的生产工艺。首先要进行钢管表面的处理，清除油污及杂质，然后进行试生产，将试生产的管段进行检验，合格后再进行生产。正式生产过程中要经过钢管加热、静电熔结环氧层、涂敷胶粘剂、包覆聚乙烯层、用循环水冷淋、管端处理及保护等过程。为保证质量，聚乙烯、胶粘剂等原料的运用要严格控制，生产线要及时地维护，涂敷过程要严格按照标准操作，控制好清洁度、温度、厚度、连续性等指标。当产品生产出来以后要及时测试性能，保证不会出现质量问题。
3.管道三层PE防腐涂层生产中应注意的质量控制点。要保证防腐涂层的质量，需通过以下几个方面进行质量控制：第一，控制钢管的质量，保证钢管的物理化学特性满足标准，另外由于运输等原因造成的损伤要及时处理，重新切割或者打磨，使其符合标准。第二，控制除锈质量，除锈用具要定期维护，除锈前做好钢管预热，对于除锈后钢管上面的疤痕瑕疵等地方要重点关注，通过打平研磨，满足表面粗糙度指标。第三，控制环氧树脂粉末的喷涂质量，控制钢管预热温度，保证环氧粉末固化度和固化速度，调整粉末喷枪数量及角度，保证环氧粉末涂层覆盖均匀。第四，控制胶粘剂、聚乙烯的挤出缠绕质量，做好原材料的烘干预热工作，控制挤出机挤出速度、挤出温度、挤出厚度等参数，避免麻点、空鼓现象的出现。第五，控制冷却及管端涂层切割的质量，冷却应该及时，冷水全覆盖钢管并不可以破坏涂层，切割管端涂层时要均匀。第六，检验及缺陷修补的控制，对生产好的管子进行电火花检漏，如果存在缺陷应该及时修补。
二、生产线参数的研究
1.传动轮偏转角度、钢管螺距计算。传动轮偏转角度是影响到钢管的螺距的重要因素，为保证有适当的螺距必须保证有恰当的偏转角度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆传动轮偏转角度计算：式中：θ0——传动轮偏转角度/（°）；b 0——钢管螺距/mm；d——钢管直径/mm；π——圆周率。通过上式计算出来的传动轮偏转角度可能不为整数，生产实际中，传动轮偏转角度不容易设置成小数，一般取θ0附近的整数，所以钢管螺距一般得根据传动轮偏转角度的整数计算，钢管螺距计算：式中：——钢管实际螺距/mm；Θ1——传动轮偏转角度/（°）；d——钢管直径/mm；π——圆周率。如果计算出来的能保证胶粘剂和聚乙烯的搭接，说明取值是可行的，如不然得重新取值。
2.生产线速度计算：。式中：v——生产线速度/（m/min）；θ——传动轮偏转角度/（°）；——变频器设定的频率/Hz；l——传动轮周长/m；——工频频率/Hz；λ——电机变速比。通过上式可以知道，生产线的速度取决于传动轮的偏转角度和变频器设置的频率，生产时传动轮的偏转角度与钢管的外径有关系（决定了钢管的螺距），所以生产线的速度就主要取决于变频器的设置，生产线的速度一方面不能超出现有的设备的喷涂能力、挤出机的挤出能力，另一方面还要在保证安全生产的前提下，提高生产效率，加快生产进度。
三、聚乙烯挤出机组参数的研究
聚乙烯挤出机组包括胶粘剂挤出机和聚乙烯挤出机。挤出机的过滤系统、烘干系统、加热系统、混炼系统、密封系统要有品质保证。更直观反映的是挤出量、挤出电机转速、膜片宽度和厚度的稳定性和可调性。
1.胶粘剂挤出机参数的计算与调试。（1）胶粘剂挤出机电机转速的计算。以挤出机标定的某一转速下的挤出量或实测得到的数据为额定挤出量，推算出需要的挤出量时的电机转速。挤出量与电机转速基本为线性关系，但机筒温度、模口阻力等因素均会影响实际值，经多次测定后可引入一个修正系数。（2）胶粘剂膜片缠绕宽度的计算。如前分析，膜片缠绕螺距就是钢管前进的螺距，当膜片宽度等于螺距时，是一圈挨一圈的缠绕，既不搭接也无缝隙。缠绕时圈与圈之间应有适当搭接，所以实际膜片宽度应略大于以上计算值。（3）胶粘剂膜片宽度的调整。膜片从挤出到缠绕因拉伸而变窄，因此，膜片宽度系指膜片缠绕宽度。通过调整模头位置，可使缠绕宽度恰好达到要求的值。
2.聚乙烯膜片宽度的调试。聚乙烯膜片从挤出到缠绕因拉伸而变窄，因此，膜片宽度系指膜片缠绕宽度。调整模头前后位置，使缠绕宽度恰好为要求的值。根据需要，还可通过调整挤出机模口开口度对膜片厚度进行调整。
3.机筒各段加热温度的调整。根据不同厂家的原料，按厂家推荐的数据或经验设定各段温度，但进料段温度不宜过高。
四、内涂敷参数的研究
内涂敷参数的调整主要是确定喷涂速度和喷涂剂流量的关系，喷涂剂流量是较客观的参数，因此需要调整的是喷涂速度，实际上就是调整喷涂小车电机的频率。
1.喷涂机喷涂流量的测定。喷涂机流量不是定值，喷嘴型号、涂料黏度、喷涂机的空气压力对其都有影响，确切的喷涂流量应通过实测得到。具体实测方法是：在实际工况下，用秒表计时，用容器接取从喷嘴喷出的涂料后称重（同时使用两只喷枪应是两枪之和），计算出实际喷涂流量。可实测三次，求得其平均值，单位为g/min。
2.涂料密度的测定。由于双组分涂料的配比各厂家不尽相同，必要时还需要添加稀释剂，应按实际工况实测混合后的涂料密度。具体方法可用密度计或量杯天平测量。
3.涂料干湿膜厚度比的测定。业主或标准要求的是干膜厚度，但调试或计算时需要湿膜厚度。按实际工况配制混合涂料，在几块试片上制作涂层，分别量出湿膜厚度，自然干燥或烘干后测得干膜厚度，干膜厚度与对应湿膜厚度之比即为干湿膜厚度比，为准确起见应取几块试件的平均值。
PE防腐管道涂敷工艺参数由经验总结上升到理论公式计算，提升了生产管理和质量控制的水平，避免了操作的盲目性和随意性。精准控制工艺参数是消除防腐管质量隐患的有效保证。
参考文献
[1]郭军.GB/T 2357-2009，埋地钢质管道聚乙烯防腐层[s].中国标准出版社，2014.
[2]康涛.全面分析管道三层PE防腐层缺陷（四）：原材料缺陷[J].全面腐蚀控制.全面腐蚀控制，2014.23（4）：25-29.
论文作者:刘全庆
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第35期
论文发表时间:2019/4/12
标签：挤出机论文; 螺距论文; 膜片论文; 钢管论文; 聚乙烯论文; 参数论文; 管道论文; 《建筑学研究前沿》2018年第35期论文;