本發(fā)明涉及管道技術領域，具體涉及一種防腐保溫管道及其加工工藝。
背景技術：
利用金屬管道進行資源的長途輸送是現(xiàn)階段工業(yè)上采用的常見手段，如石油開采、天然氣輸送、供熱輸送及供水輸送等等。在管道的長途輸送中，對金屬管道的保護是尤為重要的，因為，有較長的金屬管道是埋在遠離人們的生活居住點的，有的地段甚至環(huán)境狀況非常惡劣。例如低洼、沼澤等強腐蝕區(qū)，土壤環(huán)境條件惡劣、地下水位高，當管道防腐層出現(xiàn)局部破損或老化后，形成大陰極(非破壞區(qū))、小陽級(破損點)，作為陽極的金屬管道部位因這種電化學腐蝕，導致穿孔腐蝕，保溫管道使用壽命下降。
為了延長保溫管道在低洼和沼澤地區(qū)使用壽命，以往通常采用外加電流或犧牲陽極的陰極保護技術，外加電流法需要持續(xù)外部電源，維護電源費用較高，并且因低洼沼澤地雜散電流作用導致過保護，引發(fā)防腐層的破壞及管材氫脆，犧牲陽極雖然免維護，但依然存在著遠離陽極點保護作用降低問題，近幾年國內(nèi)也出現(xiàn)了一種電化學保溫管，通過以單純鋅鋁為主形成合金鍍層，實現(xiàn)了舊油管基材的全覆蓋，僅適用在普通土壤二級腐蝕環(huán)境下使用，在沼澤和低洼含鹽堿量高的一級土壤強腐蝕區(qū)域使用，鋅鋁原子作為陽極材料加快了消耗，存在涂層提前粉化和老化問題，縮短了使用壽命。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的問題，提供一種防腐保溫管道及其加工工藝。
為了達到上述目的，本發(fā)明通過以下技術方案來實現(xiàn)：
一種防腐保溫管道，包括鋼管、耐高溫層、保溫層和防腐層，其特征在于，所述耐高溫層涂覆在鋼管外表面，厚度為100-220微米；所述保溫層涂覆在耐高溫層的外表面，厚度為100-200微米；所述防腐層涂覆在保溫層的外表面，厚度為200-300微米；
所述耐高溫層由耐高溫底漆涂覆而成；所述保溫層采用保溫涂料涂覆而成，所述防腐層采用防腐涂料涂覆而成。
進一步地，所述耐高溫層包括耐高溫粉料和漿料；
所述耐高溫粉料包含以下按重量份計的原料：碳化硅10-30份，硅樹脂2-8份，膨潤土1-3份，納米氧化鋁15-20份，鎳粉1-3份，納米氧化鎂5-10份，氧化鈦4-7份，納米二氧化鋯4-10份和納米二氧化硅20-40份；
所述漿料包含以下按重量份計的原料：丙二醇甲醚5-30份，無水乙醇1-12份，工業(yè)乙醇2-15份和丙二醇甲醚醋酸酯3-15份。
進一步地，所述保溫涂料包含以下按重量份計的原料：
環(huán)氧樹脂80-100份，水泥15-20份，甲基丙烯酸甲酯10-15份，閉孔珍珠巖30-45份，重質(zhì)碳酸鈣5-8份，輕質(zhì)碳酸鈣4-6份，乙二醇40-45份，硅油1-5份和水60-75份。
進一步地，所述重質(zhì)碳酸鈣的粒度為50-65微米，所述輕質(zhì)碳酸鈣的粒度為50-65微米。
進一步地，所述防腐涂料包含以下按重量份計的原料：環(huán)氧樹脂40-50份，云母氧化鐵20-30份，云母10-20份，滑石粉20-25份，分散劑1-2份，固化劑1-2份，乙醇15-30份。
進一步地，所述環(huán)氧樹脂的分子量為500-800，所述分散劑包括質(zhì)量為比1：1的雙十八烷基酯基季銨鹽和脂肪醇聚氧乙烯基醚。
進一步地，所述防腐涂料的制備方法包括如下步驟：
(1)按所需重量份準備好各項原料，將環(huán)氧樹脂、云母氧化鐵、云母、滑石粉和分散劑混合均勻，在100-120℃下研磨2-3小時，得到改性研磨漿；
(2)將所述改性研磨漿冷卻至40-50℃后，加入乙醇并混合均勻，得到混合料；
(3)將所述混合料于50-60℃下保溫熟化1-2小時，得到所述防腐涂料。
一種防腐保溫管道的加工工藝，包括以下步驟：
(1)清除鋼管外表面鹽分、油污及氧化皮，對鋼管外表面實施拋丸除銹處理，表面處理質(zhì)量達到sa2.5近白清理級，錨紋深度達到80-150微米；
(2)在密閉熔池中將低熔點的zn、al活潑金屬加熱到430-700℃，相繼熔融；
(3)表面進行過拋丸除銹處理的鋼管浸入熔池中2-3min，鋼管表面形成zn-al合金內(nèi)層；
(4)將經(jīng)過步驟(3)處理的鋼管取出熔池懸吊冷卻，利用遠紅外測溫儀測試表面溫度，待鋼管表面溫度冷卻至200-300℃，懸吊鋼管轉(zhuǎn)入熱噴涂工位；
(5)采用等離子噴涂法依次在所述鋼管的表面噴涂耐高溫層、保溫層和防腐層；冷卻后得到所述防腐保溫管道。
進一步地，所述噴涂的噴槍與基體表面應呈直角，無法垂直的部位斜度不宜小于60-80°，噴口與基體表面的距離為200-300mm，所述耐高溫層和保溫層的涂層干燥時間不少于6-8小時，所述防腐層的涂層干燥時間不少于12小時。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下的有益效果：
本發(fā)明在預先經(jīng)過拋丸除銹處理的鋼管表面，利用熱浸鍍和熱噴涂聯(lián)合工藝，在鋼管基材外表面形成一種嵌入到基材中的多元合金鍍層，形成致密的金相組織，確保了鍍層對鋼管的結(jié)合力，鍍層具有抗沖擊特性。在鋼管表面依次設置的耐高溫層、保溫層和防腐層，既能保證鋼管的耐高溫效果，又能成倍提升鋼管的保溫和防腐性能，同時又不增加成本。
本發(fā)明所采用的耐高溫涂層采種多種納米級顆粒，使晶粒、晶界以及他們之間的結(jié)合都達到納米水平，使涂層的強度、韌性和超塑性大幅度提高，鎳粉、納米氧化鎂、氧化鈦、納米二氧化鋯和納米二氧化硅的加入，不僅能提高涂層的強度，且能顯著提高涂層的高溫耐受性，同時具有一定的耐腐蝕性。采用的保溫涂層，成本低，具有優(yōu)異的保溫性能，能顯著提高涂層的保溫隔熱性能。采用的防腐層選擇環(huán)氧樹脂為主要的原料，同時添加云母氧化鐵、云母和滑石粉，起到陰極保護的作用，大大提高涂層的耐腐蝕性能，且制備方法簡單，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例1
一種防腐保溫管道，包括鋼管、耐高溫層、保溫層和防腐層，其特征在于，所述耐高溫層涂覆在鋼管外表面，厚度為100微米；所述保溫層涂覆在耐高溫層的外表面，厚度為200微米；所述防腐層涂覆在保溫層的外表面，厚度為200微米；
所述耐高溫層由耐高溫底漆涂覆而成；所述保溫層采用保溫涂料涂覆而成，所述防腐層采用防腐涂料涂覆而成。
所述耐高溫層包括耐高溫粉料和漿料；
所述耐高溫粉料包含以下按重量份計的原料：碳化硅30份，硅樹脂2份，膨潤土3份，納米氧化鋁15份，鎳粉3份，納米氧化鎂5份，氧化鈦7份，納米二氧化鋯4份和納米二氧化硅40份；
所述漿料包含以下按重量份計的原料：丙二醇甲醚5份，無水乙醇12份，工業(yè)乙醇2份和丙二醇甲醚醋酸酯15份。
所述保溫涂料包含以下按重量份計的原料：
環(huán)氧樹脂80份，水泥20份，甲基丙烯酸甲酯10份，閉孔珍珠巖45份，重質(zhì)碳酸鈣5份，輕質(zhì)碳酸鈣6份，乙二醇40份，硅油5份和水60份。
所述重質(zhì)碳酸鈣的粒度為65微米，所述輕質(zhì)碳酸鈣的粒度為50微米。
所述防腐涂料包含以下按重量份計的原料：環(huán)氧樹脂50份，云母氧化鐵20份，云母20份，滑石粉20份，分散劑2份，固化劑1份，乙醇30份。
進一步地，所述環(huán)氧樹脂的分子量為500，所述分散劑包括質(zhì)量為比1：1的雙十八烷基酯基季銨鹽和脂肪醇聚氧乙烯基醚。
所述防腐涂料的制備方法包括如下步驟：
(1)按所需重量份準備好各項原料，將環(huán)氧樹脂、云母氧化鐵、云母、滑石粉和分散劑混合均勻，在120℃下研磨2小時，得到改性研磨漿；
(2)將所述改性研磨漿冷卻至50℃后，加入乙醇并混合均勻，得到混合料；
(3)將所述混合料于50℃下保溫熟化2小時，得到所述防腐涂料。
所述防腐保溫管道的加工工藝，包括以下步驟：
(1)清除鋼管外表面鹽分、油污及氧化皮，對鋼管外表面實施拋丸除銹處理，表面處理質(zhì)量達到sa2.5近白清理級，錨紋深度達到80微米；
(2)在密閉熔池中將低熔點的zn、al活潑金屬加熱到700℃，相繼熔融；
(3)表面進行過拋丸除銹處理的鋼管浸入熔池中2min，鋼管表面形成zn-al合金內(nèi)層；
(4)將經(jīng)過步驟(3)處理的鋼管取出熔池懸吊冷卻，利用遠紅外測溫儀測試表面溫度，待鋼管表面溫度冷卻至300℃，懸吊鋼管轉(zhuǎn)入熱噴涂工位；
(5)采用等離子噴涂法依次在所述鋼管的表面噴涂耐高溫層、保溫層和防腐層；冷卻后得到所述防腐保溫管道。
所述噴涂的噴槍與基體表面應呈直角，無法垂直的部位斜度不宜小于60°，噴口與基體表面的距離為300mm，所述耐高溫層和保溫層的涂層干燥時間不少于6小時，所述防腐層的涂層干燥時間不少于12小時。
對本實施例提供的防腐保溫管道進行性能檢測，結(jié)果如表1所示：
表1
實施例2
一種防腐保溫管道，包括鋼管、耐高溫層、保溫層和防腐層，其特征在于，所述耐高溫層涂覆在鋼管外表面，厚度為220微米；所述保溫層涂覆在耐高溫層的外表面，厚度為100微米；所述防腐層涂覆在保溫層的外表面，厚度為300微米；
所述耐高溫層由耐高溫底漆涂覆而成；所述保溫層采用保溫涂料涂覆而成，所述防腐層采用防腐涂料涂覆而成。
所述耐高溫層包括耐高溫粉料和漿料；
所述耐高溫粉料包含以下按重量份計的原料：碳化硅10份，硅樹脂8份，膨潤土1份，納米氧化鋁20份，鎳粉1份，納米氧化鎂10份，氧化鈦4份，納米二氧化鋯10份和納米二氧化硅20份；
所述漿料包含以下按重量份計的原料：丙二醇甲醚30份，無水乙醇1份，工業(yè)乙醇15份和丙二醇甲醚醋酸酯3份。
所述保溫涂料包含以下按重量份計的原料：
環(huán)氧樹脂100份，水泥15份，甲基丙烯酸甲酯15份，閉孔珍珠巖30份，重質(zhì)碳酸鈣8份，輕質(zhì)碳酸鈣4份，乙二醇45份，硅油1份和水75份。
所述重質(zhì)碳酸鈣的粒度為50微米，所述輕質(zhì)碳酸鈣的粒度為65微米。
所述防腐涂料包含以下按重量份計的原料：環(huán)氧樹脂40份，云母氧化鐵30份，云母10份，滑石粉25份，分散劑1份，固化劑2份，乙醇15份。
進一步地，所述環(huán)氧樹脂的分子量為800，所述分散劑包括質(zhì)量為比1：1的雙十八烷基酯基季銨鹽和脂肪醇聚氧乙烯基醚。
所述防腐涂料的制備方法包括如下步驟：
(1)按所需重量份準備好各項原料，將環(huán)氧樹脂、云母氧化鐵、云母、滑石粉和分散劑混合均勻，在100℃下研磨3小時，得到改性研磨漿；
(2)將所述改性研磨漿冷卻至40℃后，加入乙醇并混合均勻，得到混合料；
(3)將所述混合料于60℃下保溫熟化1小時，得到所述防腐涂料。
所述防腐保溫管道的加工工藝，包括以下步驟：
(1)清除鋼管外表面鹽分、油污及氧化皮，對鋼管外表面實施拋丸除銹處理，表面處理質(zhì)量達到sa2.5近白清理級，錨紋深度達到150微米；
(2)在密閉熔池中將低熔點的zn、al活潑金屬加熱到430℃，相繼熔融；
(3)表面進行過拋丸除銹處理的鋼管浸入熔池中3min，鋼管表面形成zn-al合金內(nèi)層；
(4)將經(jīng)過步驟(3)處理的鋼管取出熔池懸吊冷卻，利用遠紅外測溫儀測試表面溫度，待鋼管表面溫度冷卻至200℃，懸吊鋼管轉(zhuǎn)入熱噴涂工位；
(5)采用等離子噴涂法依次在所述鋼管的表面噴涂耐高溫層、保溫層和防腐層；冷卻后得到所述防腐保溫管道。
所述噴涂的噴槍與基體表面應呈直角，無法垂直的部位斜度不宜小于80°，噴口與基體表面的距離為200mm，所述耐高溫層和保溫層的涂層干燥時間不少于8小時，所述防腐層的涂層干燥時間不少于12小時。
對本實施例提供的防腐保溫管道進行性能檢測，結(jié)果如表2所示：
表2
實施例3
一種防腐保溫管道，包括鋼管、耐高溫層、保溫層和防腐層，其特征在于，所述耐高溫層涂覆在鋼管外表面，厚度為160微米；所述保溫層涂覆在耐高溫層的外表面，厚度為150微米；所述防腐層涂覆在保溫層的外表面，厚度為250微米；
所述耐高溫層由耐高溫底漆涂覆而成；所述保溫層采用保溫涂料涂覆而成，所述防腐層采用防腐涂料涂覆而成。
所述耐高溫層包括耐高溫粉料和漿料；
所述耐高溫粉料包含以下按重量份計的原料：碳化硅20份，硅樹脂5份，膨潤土2份，納米氧化鋁18份，鎳粉2份，納米氧化鎂8份，氧化鈦6份，納米二氧化鋯7份和納米二氧化硅30份；
所述漿料包含以下按重量份計的原料：丙二醇甲醚20份，無水乙醇7份，工業(yè)乙醇8份和丙二醇甲醚醋酸酯9份。
所述保溫涂料包含以下按重量份計的原料：
環(huán)氧樹脂90份，水泥18份，甲基丙烯酸甲酯13份，閉孔珍珠巖38份，重質(zhì)碳酸鈣5份，輕質(zhì)碳酸鈣5份，乙二醇43份，硅油3份和水68份。
所述重質(zhì)碳酸鈣的粒度為58微米，所述輕質(zhì)碳酸鈣的粒度為58微米。
所述防腐涂料包含以下按重量份計的原料：環(huán)氧樹脂46份，云母氧化鐵25份，云母15份，滑石粉23份，分散劑1.5份，固化劑1份，乙醇27份。
進一步地，所述環(huán)氧樹脂的分子量為600，所述分散劑包括質(zhì)量為比1：1的雙十八烷基酯基季銨鹽和脂肪醇聚氧乙烯基醚。
所述防腐涂料的制備方法包括如下步驟：
(1)按所需重量份準備好各項原料，將環(huán)氧樹脂、云母氧化鐵、云母、滑石粉和分散劑混合均勻，在110℃下研磨2.5小時，得到改性研磨漿；
(2)將所述改性研磨漿冷卻至45℃后，加入乙醇并混合均勻，得到混合料；
(3)將所述混合料于55℃下保溫熟化1.5小時，得到所述防腐涂料。
所述防腐保溫管道的加工工藝，包括以下步驟：
(1)清除鋼管外表面鹽分、油污及氧化皮，對鋼管外表面實施拋丸除銹處理，表面處理質(zhì)量達到sa2.5近白清理級，錨紋深度達到115微米；
(2)在密閉熔池中將低熔點的zn、al活潑金屬加熱到550℃，相繼熔融；
(3)表面進行過拋丸除銹處理的鋼管浸入熔池中2min，鋼管表面形成zn-al合金內(nèi)層；
(4)將經(jīng)過步驟(3)處理的鋼管取出熔池懸吊冷卻，利用遠紅外測溫儀測試表面溫度，待鋼管表面溫度冷卻至250℃，懸吊鋼管轉(zhuǎn)入熱噴涂工位；
(5)采用等離子噴涂法依次在所述鋼管的表面噴涂耐高溫層、保溫層和防腐層；冷卻后得到所述防腐保溫管道。
所述噴涂的噴槍與基體表面應呈直角，無法垂直的部位斜度不宜小于70°，噴口與基體表面的距離為250mm，所述耐高溫層和保溫層的涂層干燥時間不少于7小時，所述防腐層的涂層干燥時間不少于12小時。
對本實施例提供的防腐保溫管道進行性能檢測，結(jié)果如表3所示：
表3
以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。