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直縫鋼管技術(shù)文獻

3PE防腐鋼管防腐層缺陷之表觀質(zhì)量缺陷

發(fā)布時間:2024-06-11 17:48:25 人氣:




3PE防腐鋼管防腐層缺陷之表觀質(zhì)量缺陷

雖然未能詳盡描述全部的3PE防腐鋼管防腐層的表觀缺陷。但通過分析我應(yīng)該明白每一種缺陷都由一種特定的原因所引起,只有在生產(chǎn)中不時摸索總結(jié),才干把這些缺陷消除掉,才干確保長輸管道臨時穩(wěn)定的運行。

3PE防腐鋼管相關(guān)規(guī)范中,< 3PE防腐鋼管相關(guān)規(guī)范中。表觀質(zhì)量作為驗收鋼管防腐質(zhì)量的一個基本條件。雖然某些缺陷并不會影響到防腐質(zhì)量,但大多數(shù)情況下,缺陷處的防腐層總與整體防腐層存在差別,如分子結(jié)構(gòu)、拉伸取向、應(yīng)力集中等,埋地或其他環(huán)境中,缺陷處可能首先出現(xiàn)破損、介質(zhì)滲透,并逐漸涉及整個防腐層或直接滲透至基材部位,造成腐蝕。所以,3PE防腐鋼管防腐層的表觀質(zhì)量缺陷不容忽視。

1罕見缺陷

3PE防腐鋼管防腐層的表觀質(zhì)量缺陷歸納起來由以下三個因素單方面或共同作用所引起:前處理、生產(chǎn)工藝過程和原材料。

1.1防腐層表面麻點

1鼓包分布呈現(xiàn)不均勻隨機特征。嚴重影響制成品防腐層表觀質(zhì)量。分析生成的原因有二: 制成品防腐層外表生成直徑在1mm左右的半球形或半橢圓形鼓包。

PE原材料中含有微量在高溫環(huán)境下可體積膨脹的低分子物質(zhì), 原因一。如空氣、水份、溶劑或低分子揮發(fā)物,原材料在塑化擠出過程中,該類低分子物質(zhì)受熱體積膨脹,但限于擠出機及成型膜口空間位阻效應(yīng),被壓迫在資料體積內(nèi)難以釋放,一旦擠出膜口,立即體積膨脹,但其僅為微量,其產(chǎn)生的膨脹應(yīng)力尚缺乏以破壞包裹它PE層,否則將形成外表麻坑。又由于其膨脹速度大于擠出速度,其膨脹應(yīng)力在未及完全離開膜口即已完全釋放,故其鼓包形狀為半球形或半橢圓形。由于該類低分子物質(zhì)在資料中的分布具有隨機不均勻特征,故形成的鼓包也表示為隨機不均勻分布。

原因二,防腐層成型時通常采用上噴淋或下噴淋方式進行水冷定型,由于自噴嘴射出的冷卻水膜不均勻,有水珠沿某一噴射角噴濺,當噴射出的水珠濺射到尚未冷卻且按規(guī)定速度運行的防腐層面時,可造成防腐層局部區(qū)域表層急冷,由于水珠是按某一噴射角濺射,且與運動著的外表接觸,故局部急冷區(qū)域呈半球形或半橢圓形。當防腐管線進入冷卻環(huán)境時,防腐層開始整體冷卻收縮定型,此時受水珠急冷作用的表層已經(jīng)硬化,當攜帶已硬化塑料層膜所需的力大于膜下熔態(tài)塑料本體強度時,熔態(tài)塑料在隨塑料整體收縮時,熔態(tài)塑料與已硬化塑料在收縮應(yīng)力作用下斷開,形成真空泡。

1.2鼓包

并嚴重影響防腐層在使用中的抗陰極剝離能力

3PE防腐鋼管防腐層缺陷之表觀質(zhì)量缺陷 3PE防腐鋼管防腐層缺陷之表觀質(zhì)量缺陷 3PE防腐鋼管防腐層缺陷之表觀質(zhì)量缺陷 3PE防腐鋼管防腐層缺陷之表觀質(zhì)量缺陷 3PE防腐鋼管防腐層出現(xiàn)鼓包表明在鼓包區(qū)防腐層與鋼管間粘接力已經(jīng)喪失。>

鼓包的形成亦是如此 有機高分子資料的任何質(zhì)量缺陷的形成均和應(yīng)力的形成、應(yīng)力的作用方向有關(guān)。

3PE防腐鋼管防腐層纏繞成型時在膜層下夾裹有未除凈的剩余空氣, 原因一。熱纏繞成型時,鋼管外表的熱空氣未完全從界面間排除,殘留在鋼管與塑料層界面間,碾壓過程中,熱空氣與塑料層同步壓縮,表觀看上去成型質(zhì)量尚可。冷卻過程中,由于采用的冷卻方式為外急冷,加之塑料導(dǎo)熱能力極差,表皮塑料層迅速冷卻硬化,但實際并未形成粘接強度。如果冷卻時間或冷卻水量不足,則鋼管并未冷透,鋼管中留有大量余熱(如鋼管溫度大于規(guī)范規(guī)定的60℃時)防腐層成型定徑后釋放,二次加熱剩余空氣及防腐層,空氣體積膨脹形成的膨脹應(yīng)力導(dǎo)致經(jīng)二次加熱本體強度降低的防腐層形成鼓包。自然環(huán)境冷卻條件下,防腐層首先冷卻硬化定型,當空氣冷卻時,防腐層鼓包因已硬化定型并不隨空氣冷卻收縮而收縮,形成外表鼓包。

即使在防腐層與鋼管界面間未夾裹殘余空氣, 原因二。如鋼管在冷卻后余熱過高,二次加熱防腐層后,亦會引發(fā)塑料本體膨脹,而二次自然環(huán)境冷卻時,由于塑料是自外向內(nèi)冷卻,故冷卻收縮是自內(nèi)向外收縮,如基體外表處置存在有局部不合格缺陷,冷卻收縮發(fā)生的應(yīng)力可導(dǎo)致局部缺陷處界面間粘接強度降低,嚴重時將導(dǎo)致缺陷處界面脫粘,形成鼓包。

1.3外表面皺褶

不管采用包覆法或纏繞法, 3PE防腐鋼管防腐層成型過程中。中間粘結(jié)劑和聚乙烯膜與鋼管外表總存在一個空氣層,包覆到鋼管外表前,必需趕出這個空氣層,否則會在鋼管外表和防腐層之間形成空氣膜,該氣膜在壓輥碾壓作用下,因塑料膜的封閉作用無法排除,封閉區(qū)域內(nèi)沿碾壓方向呈波紋狀來回流動,水冷作用下,形成皺褶(見圖3嚴重時可造成防腐層破裂,見圖4

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碾壓用膠輥因自身或碾壓過程中存在種種缺陷,圖3皺褶缺陷圖 圖4碾壓破損圖 纏繞法中。也會搓碾防腐層造成外表皺褶:1膠輥硬度(邵爾氏)過高,壓輥膠面與防腐層接觸后無形變;2壓輥與防腐層接觸壓力過大,接觸面發(fā)生形變后,對防腐層繼續(xù)施加碾壓力;3壓輥膠層的厚度過薄,發(fā)生形變后,輥芯與防腐層直接接觸;4壓輥旋轉(zhuǎn)不暢,發(fā)生停轉(zhuǎn)或抖動導(dǎo)致對防腐層搓碾形成皺褶。

1.4搭接缺陷

防腐層外表出現(xiàn)定距離、均勻、定寬高出規(guī)范防腐層厚度的螺旋防腐帶(見圖5雖不會影響鋼質(zhì)管道的防腐蝕性能, 搭接缺陷一般呈現(xiàn)在纏繞法中。但影響外觀的光滑度,并且為達到防腐所需的最小厚度,勢必會引起材料的浪費。

造成過搭接(見圖6當進行聚乙烯纏繞時, 這是因為底膠層纏繞幅寬與傳動速度、滾輪角度等參數(shù)不匹配。就會在防腐層外表形成均勻、定寬的凸出搭接段。

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防腐鋼管防腐層薄厚不勻

過厚則容易造成防腐原料的浪費。防腐層厚度變化引起的原因較多:擠膜模具的??陂g隙調(diào)整精度不高, 薄厚不均會影響防腐的效果。擠出膜過厚或過??;??陂g隙未依照比例進行調(diào)整,因為擠出整幅膜在同樣間隙下,膜中間薄而兩邊厚;擠出設(shè)備某些加熱段加熱管(板)損壞,測溫儀表精度不高等,造成擠出膜加熱不勻;原料性能未達標也會引起膜的厚度超標;擠出膜的厚度、速度與鋼管傳輸速度不匹配引起覆膜厚度不勻;設(shè)備設(shè)計精度、裝置精度低,鋼管傳輸過程中,鋼管甩動過大,造成拉膜。以上原因都會造成防腐層薄厚不勻或過厚。

1.6防腐鋼管防腐層外表面均勻拉痕

多出現(xiàn)在非新建生產(chǎn)線上, 防腐層表面的均勻劃痕。主要原因是聚乙烯和底膠原料中混入石粒或鋼砂,并且某些生產(chǎn)線的擠出設(shè)備未安裝"磁力分離器"液壓換網(wǎng)器或換網(wǎng)器的鋼絲網(wǎng)破損,造成石?;蜾撋捌茐臄D膜??冢?谏铣霈F(xiàn)拉痕,擠膜過程中,??谄茡p處會出現(xiàn)過厚或過薄的痕道,當包覆在鋼管的外表,形成了均勻的劃痕。劃痕處的防腐層厚度有可能低于防腐規(guī)范規(guī)定的厚度,容易引起防腐層失效

1.7外表壓痕

擠出膜是一個拉伸纏繞過程, 3PE防腐鋼管纏繞法生產(chǎn)工藝。鋼管螺旋傳動,采用多組滾輪組成,多采用充氣輪胎或包膠滾輪組成,而充氣輪胎采用工程機械或其它車類輪胎,當防腐完成的鋼管進入水冷段,如果冷卻水量過小,雖然防腐層外表已經(jīng)冷卻硬化,但鋼管內(nèi)的預(yù)熱向外傳導(dǎo),進一步軟化外防腐層,當接觸外表不光滑滾輪時,通過碾壓造成外表壓痕,對于較輕表面壓痕,一般不會影響到防腐的性能,但對于壓痕過大,則認為為不合格防腐管

3PE防腐鋼管防腐>層缺陷之表觀質(zhì)量缺陷3PE防腐鋼管防腐層缺陷之表觀質(zhì)量缺陷3PE防腐鋼管防腐層缺陷之表觀質(zhì)量缺陷 alt=3PE防腐鋼管防腐層缺陷之表觀質(zhì)量缺陷

1.8縮孔缺陷

擠出過程中, 縮孔缺陷由聚乙烯原料受潮所引起。聚乙烯原材料在濕度大的環(huán)境中顆粒外表由于靜電吸附作用吸附水分。水分子受熱但由于空間位阻效應(yīng),被壓縮在資料中,當經(jīng)過模口釋放時,受熱的水分子產(chǎn)生的膨脹應(yīng)力破壞防腐層,形成一個個均勻的小孔,當經(jīng)過水的急劇冷卻,孔受到應(yīng)力內(nèi)縮,形成縮孔,此缺陷嚴重影響防腐的質(zhì)量,所以一定要嚴格加以控制

1.9鋼管端坡口污染

都留有一定坡度的坡口, 鋼質(zhì)管道為方便現(xiàn)場對口焊接。而管端坡口在3PE防腐鋼管生產(chǎn)過程中,會粘附環(huán)氧粉末或三層PE破損層,由于環(huán)氧粉末與鋼管的結(jié)合力非常大,遺留層用普通方式難以去除,造成工作難度和工作量的增大。此類缺陷由于防腐過程中兩管對口處未纏繞預(yù)留防腐層坡口的牛皮紙,造成環(huán)氧粉末直接粘附在鋼管管端坡口上,造成污染(見圖10

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1.10防腐鋼管防腐層坡口缺陷

管端1015cm防腐層必須去除, 3PE防腐鋼管廢品管為達到補口的要求。并且防腐層端頭必需形成小于等于30°坡度,稱之為防腐層坡口。坡口成形采用鋼絲刷輪磨刷或車刀類工具切削成型。

端口與鋼管口的距離出現(xiàn)大的弧度過渡1主要因為:1鋼絲刷輪與防腐層接觸力過大;2鋼管彎度太大;3鋼管自旋轉(zhuǎn)速度與刷輪轉(zhuǎn)速比例不協(xié)調(diào)。二是過渡磨刷, 罕見坡口缺陷為:一是局部端頭容易形成刷口破損、不均勻。破壞完整防腐層。坡口是成型工具在端頭起打磨作用,為形成定長預(yù)留段,需要裝置鋼管限位裝置,防止鋼管左右竄動,采用鋼絲刷輪,防腐層作用時形成的摩擦力容易帶動鋼管移動,當無限位或限位設(shè)計缺陷時,刷輪前伸就會破壞防腐層(見圖12

3PE防腐鋼管防腐層缺陷之表觀質(zhì)量缺陷 alt=3PE防腐鋼管防腐層缺陷之表觀質(zhì)量缺陷 3PE防腐鋼管防腐層缺陷之表觀質(zhì)量缺陷 alt=3PE防腐鋼管防腐層缺陷之表觀質(zhì)量缺陷

焊縫處容易形成90度的斷口, 采用車刀方式進行坡口成型。為補口造成隱患,并且也極易破壞焊縫。

1.11外表破損

另外再生料的過多使用也會引起龜裂。下線廢品防腐管在檢測、上下運輸過程中, 引起的3PE防腐鋼管防腐層龜裂主要指化學(xué)藥品、吸潮等。會出現(xiàn)防腐層破損,主要因為堆放平臺的邊緣尖銳,或吊裝索具過于尖硬等。

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