通过阐述管道粉末的胶化时间、粒度分布、磁性物含量、放热量这几个重要指标,讨论如何在生产过程中控制粉体质量,并分析影响粉末这几个指标的各种因素。
1、影响粉末胶化时间的因素
胶化时间的定义是:一定体积的粉末涂料在规定的条件下熔融后变为不变形物所需要的时间。胶化时间越长,涂膜平整性越好,反之越差。在快速固化的管道粉末中表现更突出。
生产重防腐粉末宜取长径比D(螺杆的有效长度)/L(螺杆直径)在12:1~14:l之间的螺杆,物料在机内混炼时间保持在20s以内。这样粉末的胶化时间变化不大,涂膜的光泽和平整度好。
如果选取长径比更大的螺杆,特别是物料在螺杆中混炼30s以上,粉末胶化时间明显变短,涂膜的平整度变差,光泽度也会下降。
2、影响粒度分布的因素
影响粒度分布的因素众多:料片的厚度、进料的速度、主副磨的转速、引风量的大小、击柱和齿圈的磨损等等。
管道粉末因喷涂厚度较厚,其平均粒径一般控制在45~55μm之间,如是管道内防腐粉末涂料,考虑到流平效果,平均粒径可适当降低,控制在40μm左右即可。一般管道粉末筛网目数为100目。
3、影响磁性物含量的因素
1、在石油天然气行业标准SY/T 0315-2013《钢制管道熔结环氧粉末外涂层技术规范》中,对磁性物含量这一指标的要求是≤0.002%。
影响磁性物含量的因素有:配方中原材料本身磁性物的含量(特别是颜填料)和设备的磨损产生的磁性物。在确立配方选择原材料时,一定要注意材料的控制和匹配,选用磁性物含量较低的原材料。
降低磁性物含量的方法:
一是改善配方,减少填料量,降低粉末硬度;
二是合理提高挤出温度,加快物料的熔融速度,减少螺杆和螺套的磨损;
三是更换更加耐磨的材料,减少螺杆、螺套以及击柱和齿圈的磨损;
四是增加一套磁性设备,将物料中的磁性物吸附,达到降低磁性物含量的目的。
综合制造成本、效果等各方面的因素,推荐选用更换更加耐磨的材料,降低螺杆、螺套以及击柱和齿圈的磨损,降低粉末的磁性物含量。经实验表明,陶瓷材料制造成本更高,但是几乎不存在磨损,磁性物含量在:0.0010%,可以长时间使用,不须更换相对降低了粉末的制造成本。
4、影响放热量△H的因素
粉末涂料在受热条件下,化学反应过程中所放出的热量称为反应热,也称为反应放热量,用△H表示。
在石油天然气行业标准SY/T 0315-2013《钢制管道熔结环氧粉末外涂层技术规范》中,对△H这一指标的要求是≥45J/g,部分工程项目要求△H≥55J/g。
放热量与配方设计的固化体系关系重大,不同的固化体系放热量相差很大,在同一粉末配方的生产过程中,也有些环节会影响到放热量:
①熔融挤出过程,挤出过程对放热量有较大的影响,物料在螺杆中混炼的时间越长,放热量会越低,所以生产管道用粉末要选择长径比合适的螺杆,在不影响混炼效果的前提下,尽量减少物料在螺杆中混炼的时间。
②冷却破碎过程,在生产过程中,要保证压片辊中冷却水的畅通,尽量将破碎的料片温度降到35℃以下,最好是30℃以下。
③磨粉过程,在磨粉过程中,一定要注意磨腔温度的控制,在气温较高时,要开冷风机,保证磨腔温度处于较低的状态。
④储存温度,尽量将粉末成品存储于温度低于35℃的库房中。
来源:胜利油田方圆防腐材料有限公司