專利名稱：鋼管內(nèi)壁加熱與粉末噴涂成膜一體化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種粉末噴涂設(shè)備，特別是專用于鋼管內(nèi)壁的粉 末靜電噴涂裝置。
二背景技術(shù)：
目前粉末靜電噴涂工藝流程的工序如下-
前處理一靜電粉末噴涂一粉末加溫固化(塑化)成膜一成品
前處理主要是脫脂、除銹，其方法與涂液態(tài)漆的預(yù)處理相同。 這是工序的第一步，也是生產(chǎn)車間的第一個獨立工作區(qū)域(前處理 區(qū))，在前處理池部分完成。
靜電粉末噴涂在高壓靜電場下，將噴粉槍接負極，工件接地(正 極)構(gòu)成回路，粉末借助壓縮空氣由噴槍噴出即帶有負電荷，按異性 相吸原理噴涂到工件上固化。這是工序的第二步，也是生產(chǎn)車間的第 二個獨立工作區(qū)域(粉末噴涂區(qū))，如果是鋼管內(nèi)外噴涂，其順序是 先做內(nèi)噴涂，然后再做外噴涂， 一般是在靜電粉末噴涂箱里完成。現(xiàn) 有鋼管內(nèi)噴涂是將內(nèi)噴槍固定在長桿端頭手動噴涂。
粉末加溫固化(塑化)成膜噴涂后的工件，送入180 200°C 的烘房內(nèi)加熱，使粉末固化。這是工序的第三步，也是生產(chǎn)車間的第 三個獨立工作區(qū)域(粉末固化區(qū))，在烘房(箱)內(nèi)加熱完成。
成品涂層固化后，取下保護物，修平毛刺。檢查工件涂層，對 被檢出的有漏噴、針孔、碰傷、氣泡等缺陷的工件，進行返修或重噴。
現(xiàn)有靜電噴涂技術(shù)(尤其是鋼管噴涂)存在以下不足
1、對鋼管的前處理要求標準非常高，鋼管經(jīng)脫脂、酸洗、水洗、 磷化、干燥完成前處理工序，如果前處理不到位，經(jīng)常導(dǎo)致固化膜漏 噴、針孔、局部鏤空、氣泡等缺陷；2、 生產(chǎn)車間內(nèi)按功能分成各區(qū)域，占地面積大，各工序間鋼管
移動對固化膜質(zhì)量影響很大，震動掉粉是最難克服的問題；
3、 粉末加溫固化(塑化)成膜的烘房(箱)，體積龐大(長15M X寬4MX高2M)，通常采用燃油加熱或普通電加熱，熱效率低，熱損 失嚴重；
4、 受前處理池，特別是固化烘房(箱)體積龐大的因素影響， 整個加工過程必須在事先規(guī)劃建設(shè)好的車間廠房內(nèi)進行，不可能移動 到管道工程現(xiàn)場，實施現(xiàn)場加工，鋼管運輸成本高、固化膜搬運破壞 機率大、影響管道工程進度；
5、 粉末噴涂過程中鋼管溫度低致使粉末附著率低、膜厚度薄的 缺陷無法克服；手動噴涂不易控制，著粉不均勻；
6、 管道焊接后，鋼管焊接部位無法做同工藝的環(huán)氧樹脂防腐膜， 只能用溶劑型的替代產(chǎn)品做簡易的防腐處理，大大降低了整個管道的 防腐等級。
三、發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種能夠提高噴涂固化成膜加工產(chǎn)品 質(zhì)量和生產(chǎn)效率，且對鋼管前處理標準要求低，可現(xiàn)場移動、就地加 工的鋼管內(nèi)壁加熱與粉末噴涂成膜一體化裝置。
本實用新型采用的技術(shù)方案是鋼管內(nèi)壁加熱與粉末噴涂成膜一 體化裝置包括靜電噴涂設(shè)備和氣泵，還包括電磁加熱筒、超音頻電源 和牽引機構(gòu)。電磁加熱筒和內(nèi)噴槍置于架起的鋼管內(nèi)部，由鋼絲繩連
接到牽引機構(gòu)上，加熱筒線圈由導(dǎo)線連接到超音頻電源，氣泵經(jīng)通風(fēng) 管道連接到靜電噴涂裝置上，靜電噴涂裝置通過粉末輸送軟管連接到 一體化裝置噴槍上。
本實用新型的工作過程如下將一體化裝置放置在架起的鋼管內(nèi) 部，經(jīng)牽引電機牽引，沿軌道從鋼管的一端勻速運行到末端。運行過 程中， 一體化裝置中的電磁加熱筒通過電磁感應(yīng)線圈產(chǎn)生20KHZ 40KHZ超音頻電磁波，使其相鄰的鋼管局部產(chǎn)生渦流發(fā)熱，鋼管溫度達到功能粉末固化溫度的上限溫度，裝置中的靜電粉末噴槍與人工操 作的外噴槍，同時在鋼管的內(nèi)外壁均勻噴涂帶靜電的功能性粉末，粉 末均勻附著在鋼管表面，經(jīng)熔化、流平、固化，形成穩(wěn)固的涂膜，冷 卻后的成品鋼管移開生產(chǎn)線。
鋼管內(nèi)壁加熱與粉末噴涂成膜一體化裝置，結(jié)構(gòu)緊湊合理，并且 采用了超音頻筒狀電磁線圈移動加熱鋼管的方法，在熱鋼管上實施內(nèi)
外管壁同步粉末靜電噴涂，適用于固化溫度在150 35(TC功能性粉末 涂料的鋼管內(nèi)外涂膜，可按需要選擇粉末涂料，使涂膜后的鋼管具有
絕緣、導(dǎo)電、防腐、耐熱、阻燃、防輻射等項功能，具有如下優(yōu)點
1、 簡化鋼管噴涂前的前處理過程由于采用熱鋼管直接噴涂工 藝，鋼管無表面浮渣就可以進行噴涂固化成膜加工，前處理只需要簡 單的去污、去渣處理，大大簡化了前處理過程，正常情況下鋼管可以 省略前處理過程；
2、 噴涂固化成膜加工產(chǎn)品質(zhì)量高先加熱后噴涂、加熱噴涂同 時作業(yè)，完全避免了傳統(tǒng)工藝移動震動帶來的掉粉缺陷，在達到固化 溫度的熱鋼管上直接進行，著粉率高、固化成膜均勻、附著牢固，大 大提高了功能性粉末涂膜鋼管的產(chǎn)品質(zhì)量；
3、 移動方便可以實施現(xiàn)場就地加工 一體化裝置可隨意移動， 實施現(xiàn)場加工，其體積小、重量輕，各機構(gòu)安裝拆卸方便，移動靈活，
具備電力負荷(20千瓦)、簡易場地(大于20X5^0簡2)，就可滿足 就地加工生產(chǎn)要求，使現(xiàn)場加工成為可能；
4、 大幅度提高熱效率超音頻使鋼管產(chǎn)生渦流發(fā)熱的電磁加熱 方式，是目前熱效率最高的加熱方式，加以同步的內(nèi)外粉末靜電噴涂， 大幅度提高了涂膜加工的熱效率，內(nèi)外同時噴涂成膜時裝置總耗電為 0眉.H/ M2，單獨內(nèi)或外壁噴涂成膜時裝置總耗電為0.8KW.H/ M2;
5、 降低成本以目前市場價格計算，現(xiàn)有技術(shù)中，以日加J量 200 M2的車間為例，整套生產(chǎn)設(shè)備需要80 100萬元，標準輕型廠房 800 1200 M2，加工人員15名，計算設(shè)備投入、折舊、廠房成本、原料使用、熱能、損耗、人工等，生產(chǎn)成本合計為40元/ M2左右；
采用本發(fā)明的一體化裝置，同樣的日加工量，整套生產(chǎn)設(shè)備需要8萬 元，普通廠房100 200 M2 (也可在露天場地加工)，加工人員5名，
計算設(shè)備投入、折舊、廠房(場地)成本、原料使用、熱能、損耗、 人工等，生產(chǎn)成本合計為13元/ M2左右；成本大幅度降低。
四

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖2為電磁加熱筒和內(nèi)噴槍在鋼管中的結(jié)構(gòu)示意圖3為圖2的左視圖4為電磁加熱筒及內(nèi)噴槍支撐管的剖視圖； 圖5為電磁加熱筒的線圈結(jié)構(gòu)示意五具體實施方式
鋼管內(nèi)壁加熱與粉末噴涂成膜一體化裝置包括氣泵1、靜電噴涂
設(shè)備2、電磁加熱筒6、超音頻電源11和牽引機構(gòu)10。電磁加熱筒6 內(nèi)的電磁感應(yīng)線圈15由導(dǎo)線8連接到超音頻電源11，氣泵1經(jīng)通風(fēng) 管道連接到靜電噴涂裝置2上，靜電噴涂裝置2通過粉末輸送軟管3 連接到內(nèi)噴槍5和外噴槍4上。電磁加熱筒6是按照鋼管12內(nèi)壁的 形狀，將電磁感應(yīng)線圈15定型，然后用內(nèi)絕緣薄板16與外絕緣薄板 14，兩面固定電磁感應(yīng)線圈15，靜電粉末噴槍5由噴槍支撐管7、支 撐架13固定在電磁加熱筒6中央，電磁感應(yīng)線圈15與鋼管12內(nèi)壁 的間距小于10mm。使用時，將電磁加熱筒6和內(nèi)噴槍5放置在架起 的待噴涂鋼管12內(nèi)部，由鋼絲繩9連接到牽引機構(gòu)10上；待噴涂的 鋼管為直徑100 800rrai，壁厚小于12ram的無縫鋼管、直縫焊管和螺 旋焊管。
氣泵1為標準氣泵，具體指標為壓力8bar:輸出氣量0. 5立 方米/分鐘。為粉末靜電噴涂設(shè)備2提供高壓氣體。
靜電噴涂設(shè)備2包括高壓靜電發(fā)生器(1 90kv)、氣路部分(壓 力5 7bar)、輸粉部分。靜電粉末噴涂槍是靜電噴涂標準設(shè)備的一部分，外噴槍4兩把，內(nèi)噴槍5—把，用于鋼管內(nèi)外粉末靜電噴涂。 粉末輸送管道3是靜電噴涂標準設(shè)備的一部分，用于向噴槍輸送已經(jīng) 充分硫化的帶氣壓功能性粉末。
超音頻電源ll為獨立的2kw超音頻電磁電源，共10個，通過導(dǎo) 線8與固定在電磁加熱筒6上的電磁感應(yīng)線圈15連接。
牽引機構(gòu)10由調(diào)速電機(250w)、絞盤和鋼絲牽引繩(2腿)9 組成，用于內(nèi)噴槍5和電磁加熱筒6的同步牽引，轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)，運行 速度的調(diào)節(jié)范圍為0.5 4米/分鐘,根據(jù)鋼管的具體參數(shù)(粗細、壁 厚等)及電磁加熱的熱效率情況，確定勻速牽引速度。
下面以長度9m、直徑105mm、厚度4mm的直縫焊管噴涂環(huán)氧樹脂 涂膜為例，描述一下一體化裝置的整體運行過程
準備過程鋼管架起、將一體化裝置置于鋼管首端管內(nèi)，電磁加 熱筒由4個電磁線圈組成，啟用加熱裝置， 一體化裝置從鋼管首端勻 速移動向末端，確定鋼管溫度達到20(TC時的牽引速度，并固定其轉(zhuǎn) 速；調(diào)整內(nèi)外噴涂的出粉量到適合刻度，并固定；準備工作就緒。
裝置正常工作過程鋼管上架、 一體化裝置在鋼管的起始端準備 就緒，先開啟電磁加熱筒加熱，手持紅外測溫儀測試鋼管頭部溫度達 20(TC時，同時開啟牽引電機與靜電噴涂設(shè)備， 一體化裝置從鋼管一 端移動向另一端，以1.1米/分鐘的速度運行，粉末成膜的厚度為 0.3mm，待整個鋼管噴涂完畢，關(guān)閉加熱、牽引、噴涂設(shè)備，對鋼管 實施水霧冷卻，將冷卻后的成品鋼管下架入庫，重復(fù)本過程加工下一 根鋼管。
權(quán)利要求1、一種鋼管內(nèi)壁加熱與粉末噴涂成膜一體化裝置，包括靜電噴涂設(shè)備(2)和氣泵(1)，其特征是它還包括電磁加熱筒(6)、超音頻電源(11)和牽引機構(gòu)(10)；電磁加熱筒(6)和內(nèi)噴槍(5)置于架起的鋼管(12)內(nèi)部，由鋼絲繩(9)連接到牽引機構(gòu)(10)上；電磁加熱筒(6)內(nèi)的電磁感應(yīng)線圈(15)由導(dǎo)線(8)連接到超音頻電源(11)，氣泵(1)經(jīng)通風(fēng)管道連接到靜電噴涂裝置(2)上，靜電噴涂裝置(2)通過粉末輸送軟管(3)連接到內(nèi)噴槍(5)和外噴槍(4)上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼管內(nèi)壁加熱與粉末噴涂成膜一體化裝置，其特征是電磁加熱筒(6)是按照鋼管似內(nèi)壁的形狀，將電磁感應(yīng)線圈(15)定型，然后用內(nèi)絕緣薄板(16)與外絕緣薄板(14)，兩面固定，內(nèi)噴槍(5)由噴槍支撐管(7)和支撐架(13)固定在電磁加熱筒(6)中央，電磁感應(yīng)線圈(15)與鋼管(12)內(nèi)壁的間距小于10mm。
專利摘要本實用新型公開了一種鋼管內(nèi)壁加熱與粉末噴涂成膜一體化裝置。它包括靜電噴涂設(shè)備和氣泵，還包括電磁加熱筒、超音頻電源以及牽引機構(gòu)。電磁加熱筒和內(nèi)噴槍置于架起的鋼管內(nèi)部，由鋼絲繩連接到牽引電機的絞盤上，電源由導(dǎo)線連接加熱筒線圈，氣泵經(jīng)通風(fēng)管道連接到靜電噴涂裝置上，靜電噴涂裝置通過粉末輸送軟管連接到固定在電磁加熱筒內(nèi)的噴槍上。本實用新型采用電磁移動加熱的方法，鋼管內(nèi)外管壁同步涂膜，適用于固化溫度在150～350℃功能性粉末涂料的鋼管內(nèi)外涂膜，可按需要選擇粉末涂料，使涂膜后的鋼管具有絕緣、導(dǎo)電、防腐、耐熱、阻燃、防輻射等項功能，具有加工產(chǎn)品質(zhì)量高、現(xiàn)場加工、提高熱效率、降低成本的有益效果。
文檔編號B05B5/00GK201361597SQ20092001120
公開日2009年12月16日 申請日期2009年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月6日
發(fā)明者李婉婷 申請人:李婉婷