具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管及該球墨鑄鐵管的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管及其制造方法，其中，具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管，包括管道基體，所述管道基體內(nèi)壁涂覆有內(nèi)聚乙烯涂層，所述管道基體外壁由里向外依次涂覆有金屬涂層和外聚乙烯涂層。本發(fā)明具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管，其使用壽命長、成本低，并且對輸送的介質(zhì)無污染。
【專利說明】具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管及該球墨鑄鐵管的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種金屬管，具體說涉及一種球墨鑄鐵管及球墨鑄鐵管的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前用于給排水管道的絕大多數(shù)是球墨鑄鐵管，為使管道的使用壽命延長，需要 對球墨鑄鐵管的內(nèi)、外表面做防腐處理。
[0003] 普通外表面防腐層結(jié)構(gòu)由130g/ Ilf的鋅層和70 μ m的有機(jī)密封層構(gòu)成，該種防腐 層采用金屬鋅的電化學(xué)主動(dòng)防腐和有機(jī)涂層隔離的被動(dòng)防腐相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)對管道外 壁的有效防腐，但是該種涂層不適用于強(qiáng)腐蝕性土壤，主要是由于有機(jī)密封層強(qiáng)度較低并 且厚度較薄，在管子的倒運(yùn)和安裝過程中容易受到損壞，致使鋅層裸露，加快金屬鋅在強(qiáng)腐 蝕性土壤環(huán)境中的電化學(xué)損耗，當(dāng)活性金屬鋅含量降低到一定程度時(shí)，便失去了對管道的 保護(hù)作用，縮短管道的使用壽命。
[0004] 另外一種外表面防腐采用聚乙烯冷纏帶防腐，依靠聚乙烯優(yōu)良的機(jī)械性能和耐化 學(xué)藥品的性能實(shí)現(xiàn)對管子的外防腐，適用于強(qiáng)腐蝕性土壤，但是該種涂層由于采用冷纏帶 搭接的方式纏繞在管道的外表面，經(jīng)常出現(xiàn)搭接處不緊密的情況，或者在溫差變化較大的 環(huán)境中，聚乙烯冷纏帶熱脹造成在搭接處產(chǎn)生縫隙，導(dǎo)致空氣和水從搭接處進(jìn)入，致使管道 外表面發(fā)生腐蝕，隨著腐蝕程度的加深和疏松腐蝕產(chǎn)物的增多，聚乙烯膠粘帶會(huì)逐漸喪失 保護(hù)作用。
[0005] 除此之外還有采用聚乙烯作為防腐涂層的防腐方式，在管道表面電鍍金屬涂層 之后進(jìn)行噴塑，該種涂層主要的缺點(diǎn)在于采用電鍍技術(shù)致使金屬涂層的厚度較薄，最大為 20 μ m，耐腐蝕性差，適用于一般腐蝕性的大氣環(huán)境，不適用于強(qiáng)腐蝕性土壤環(huán)境。另外采用 噴塑工藝生產(chǎn)效率低，噴塑一支管子所用的時(shí)間為3?6分鐘，每小時(shí)產(chǎn)量僅為10?20支。
[0006] 而球墨鑄鐵管的內(nèi)表面防腐大多采用水泥砂漿內(nèi)襯的方式，依靠水泥水化作用產(chǎn) 生的大量的堿性物質(zhì)實(shí)現(xiàn)對管道內(nèi)壁鑄鐵基材的有效防腐，但是水泥砂漿內(nèi)襯為多孔性物 質(zhì)，在管道運(yùn)行初始的很長一段時(shí)間里，內(nèi)襯溶出的堿性物質(zhì)會(huì)增加水的硬度和PH值，對 水質(zhì)造成污染。
[0007] 除此之外，球墨鑄鐵管還采用環(huán)氧樹脂或者聚氨酯作為管道的內(nèi)外壁防腐材料， 這種涂層的使用效果較好，但成本極高，是普通防腐涂層球墨鑄鐵管的6-10倍，一般用戶 難以承受。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的首要目的是提供一種具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管，其使用壽命長、成 本低，并且對輸送的介質(zhì)無污染。
[0009] 本發(fā)明的另一目的是提供一種具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管的制造方法，采用該 方法可使球墨鑄鐵管的使用壽命延長。
[0010] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案為：一種具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵 管，包括管道基體，所述管道基體內(nèi)壁涂覆有內(nèi)聚乙烯涂層，所述管道基體外壁由里向外依 次涂覆有金屬涂層和外聚乙烯涂層。
[0011] 本發(fā)明具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管，其中，所述金屬涂層為純鋅涂層、鋅鋁合金 或鋅錯(cuò)偽合金涂層、鋅錯(cuò)稀土合金或鋅錯(cuò)稀土偽合金涂層、鋅錯(cuò)銅合金或鋅錯(cuò)銅偽合金涂 層、鋅鋁鎂合金或鋅鋁鎂偽合金涂層、鋁鎂合金或鋁鎂偽合金涂層、鋅錫鎂合金或鋅錫鎂偽 合金涂層。
[0012] 本發(fā)明具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管，其中，所述金屬涂層的厚度為20? 100 μ m〇
[0013] 本發(fā)明具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管，其中，所述內(nèi)聚乙烯涂層、外聚乙烯涂層均 可采用純聚乙烯或經(jīng)過改性的聚乙烯或具有膠黏劑底漆的聚乙烯。
[0014] 本發(fā)明具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管，其中，所述內(nèi)聚乙烯涂層、外聚乙烯涂層的 厚度均為300?2000 μ m。
[0015] 一種具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管的制造方法，其特征在于：包括以下步驟：首 先將管道基體內(nèi)、外壁拋光，然后將管道基體加熱至200?350°C，之后在管道基體外壁上 電弧噴涂金屬涂層，最后在管道基體內(nèi)壁和金屬涂層上分別涂覆內(nèi)聚乙烯涂層和外聚乙烯 涂層。
[0016] 本發(fā)明具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管的制造方法，其中，所述管道基體的內(nèi)、外壁 均通過拋丸處理的方式進(jìn)行拋光，經(jīng)拋光后表面粗糙度均達(dá)到Sa2. 5級。
[0017] 本發(fā)明具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管的制造方法，其中，所述內(nèi)、外聚乙烯涂層噴 涂完成后，將所述管道基體放入固化爐內(nèi)，使所述內(nèi)聚乙烯涂層和外聚乙烯涂層流平，固化 爐內(nèi)的溫度在180-220°c。
[0018] 本發(fā)明具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管的制造方法，其中，所述金屬涂層為純鋅涂 層、鋅錯(cuò)合金或鋅錯(cuò)偽合金涂層、鋅錯(cuò)稀土合金或鋅錯(cuò)稀土偽合金涂層、鋅錯(cuò)銅合金或鋅錯(cuò) 銅偽合金涂層、鋅鋁鎂合金或鋅鋁鎂偽合金涂層、鋁鎂合金或鋁鎂偽合金涂層、鋅錫鎂合金 或鋅錫鎂偽合金涂層，所述金屬涂層的厚度為20?100 μ m，所述內(nèi)聚乙烯涂層、外聚乙烯 涂層的厚度均為300?2000 μ m，所述內(nèi)聚乙烯涂層、外聚乙烯涂層均可采用純聚乙烯或經(jīng) 過改性的聚乙烯或具有膠黏劑底漆的聚乙烯。
[0019] 本發(fā)明具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管的制造方法，其中，所述電弧噴涂過程中噴 涂電壓為30?40V，噴涂電流為400?600A。
[0020] 采用上述方案后，由于本發(fā)明具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管的管道基體內(nèi)壁涂覆 有內(nèi)聚乙烯涂層，外壁涂覆有金屬涂層和外聚乙烯涂層，與傳統(tǒng)管道外壁的有機(jī)密封層相 t匕，聚乙烯涂層具有優(yōu)良的機(jī)械性能，在管子倒運(yùn)過程中不易受損，不會(huì)使金屬涂層裸露， 金屬涂層具有電化學(xué)保護(hù)作用，聚乙烯涂層能夠抵抗絕大多數(shù)強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)，防腐性能優(yōu) 異，能夠起到隔離保護(hù)作用，采用兩種防護(hù)機(jī)理不同的涂層相結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)對管道的雙 重保護(hù)，大大延長了管道的使用壽命，另外聚乙烯涂層對水質(zhì)無污染，能夠輸送飲用水，聚 氨酯環(huán)氧樹脂等涂層管子的生產(chǎn)效率為6支/小時(shí)，本發(fā)明球墨鑄鐵管每小時(shí)產(chǎn)量為40支 左右，生廣效率提1?，并且聚乙稀粉末的成本低、利用率
[0021] 另外，金屬涂層的厚度為20?100 μ m，可根據(jù)土壤腐蝕環(huán)境的強(qiáng)弱選擇不同厚度 的金屬涂層，金屬涂層越厚其耐腐蝕能力越強(qiáng)。內(nèi)聚乙烯涂層、外聚乙烯涂層的厚度均為 300?2000 μ m，厚度較厚，力學(xué)性能優(yōu)異，具有優(yōu)良的機(jī)械性能，聚乙烯涂層的厚度是普通 球墨鑄鐵管70 μ m的有機(jī)密封層厚度的5?30倍，機(jī)械力學(xué)性能大大提高，在倒運(yùn)和安裝 過程中不容易受到損壞，對管道基體具有更好的保護(hù)作用。
[0022] 本發(fā)明具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管的制造方法，由于金屬涂層采用電弧噴涂工 藝，涂層厚度可在20?100 μ m自由選擇，改變了傳統(tǒng)制造方法中采用電鍍技術(shù)，導(dǎo)致涂層 厚度較薄、耐蝕性差的問題，并且本發(fā)明方法中，先將管道基體加熱到200?350°C，然后噴 涂金屬涂層，之后迅速涂覆聚乙烯粉末，由于聚乙烯涂層將金屬涂層與外界空氣隔絕，避免 了它在高溫下的激烈氧化，這樣金屬涂層中活性金屬的含量比例較高，活性金屬含量越高 能夠抵抗腐蝕時(shí)間越長。
[0023] 另外，本發(fā)明方法中，內(nèi)、外聚乙烯涂層噴涂完成后，將管道基體放入固化爐內(nèi)，使 涂層厚度均勻、表面光潔，電弧噴涂時(shí)，噴涂電壓為30?40V，噴涂電流為400?600A，使噴 涂過程穩(wěn)定、連續(xù)、高效。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024] 圖1是本發(fā)明具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 如圖1所示，本發(fā)明具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管包括管道基體11，管道基體11 內(nèi)壁涂覆有內(nèi)聚乙烯涂層12,管道基體11外壁由里向外依次涂覆有金屬涂層13和外聚乙 烯涂層14,內(nèi)聚乙烯涂層12、外聚乙烯涂層14的厚度均為300?2000 μ m，金屬涂層13的 厚度為20?100 μ m。
[0026] 金屬涂層13可選用純鋅涂層、鋅鋁合金或鋅鋁偽合金涂層、鋅鋁稀土合金或鋅鋁 稀土偽合金涂層、鋅鋁銅合金或鋅鋁銅偽合金涂層、鋅鋁鎂合金或鋅鋁鎂偽合金涂層、鋁鎂 合金或鋁鎂偽合金涂層、鋅錫鎂合金或鋅錫鎂偽合金涂層，內(nèi)聚乙烯涂層12、外聚乙烯涂層 14均可選用純聚乙烯或經(jīng)過改性的聚乙烯或具有膠黏劑底漆的聚乙烯，改性聚乙烯為加增 塑劑的聚乙烯。
[0027] 具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管的制造方法，包括以下步驟：首先將管道基體11 內(nèi)、外壁通過拋丸處理的方式拋光，經(jīng)拋光后表面粗糙度均達(dá)到Sa2. 5級，然后將管道基體 11加熱至200?350°C，加熱時(shí)間在20分鐘內(nèi)，之后在管道基體11外壁上電弧噴涂鋅粉形 成金屬涂層13,最后在管道基體11內(nèi)壁和金屬涂層13上分別通過粉末噴槍噴涂純聚乙烯 粉末，形成內(nèi)聚乙烯涂層12和外聚乙烯涂層14,為避免管道基體11溫度下降及金屬涂層 13過度氧化，噴涂金屬涂層13和內(nèi)、外聚乙烯涂層12、14的時(shí)間在2分鐘內(nèi)，上述噴涂過程 完成后，將管道基體11放入固化爐內(nèi)，使內(nèi)聚乙烯涂層12和外聚乙烯涂層14充分流平，形 成厚度均勻、表面光潔的涂層，固化爐內(nèi)的溫度在180_220°C。
[0028] 所述金屬涂層13的厚度為20?100 μ m，內(nèi)聚乙烯涂層12、外聚乙烯涂層14的厚 度均為300?2000 μ m，內(nèi)聚乙烯涂層12、外聚乙烯涂層14均還可采用經(jīng)過改性的聚乙烯 或具有膠黏劑底漆的聚乙烯。
[0029] 在電弧噴涂鋅粉時(shí)，為使噴涂過程穩(wěn)定、連續(xù)、高效，噴涂電壓為30?40V，噴涂電 流為400?600A。
[0030] 以上所述實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍 進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù) 方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管，包括管道基體（11)，其特征在于：所述管道基 體（11)內(nèi)壁涂覆有內(nèi)聚乙烯涂層（12)，所述管道基體（11)外壁由里向外依次涂覆有金屬 涂層（13)和外聚乙烯涂層（14)。
2. 如權(quán)利要求1所述的具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管，其特征在于：所述金屬涂層 (13)為純鋅涂層、鋅鋁合金或鋅鋁偽合金涂層、鋅鋁稀土合金或鋅鋁稀土偽合金涂層、鋅鋁 銅合金或鋅鋁銅偽合金涂層、鋅鋁鎂合金或鋅鋁鎂偽合金涂層、鋁鎂合金或鋁鎂偽合金涂 層、鋅錫鎂合金或鋅錫鎂偽合金涂層。
3. 如權(quán)利要求2所述的具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管，其特征在于：所述金屬涂層 (13)的厚度為20?100 μ m。
4. 如權(quán)利要求3所述的具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管，其特征在于：所述內(nèi)聚乙烯涂 層（12)、外聚乙烯涂層（14)均可采用純聚乙烯或經(jīng)過改性的聚乙烯或具有膠黏劑底漆的 聚乙烯。
5. 如權(quán)利要求4所述的具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管，其特征在于：所述內(nèi)聚乙烯涂 層（12)、外聚乙烯涂層（14)的厚度均為300?2000 μ m。
6. 如權(quán)利要求1-5任一所述的具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管的制造方法，其特征在 于：包括以下步驟：首先將管道基體（11)內(nèi)、外壁拋光，然后將管道基體（11)加熱至200? 350°C，之后在管道基體（11)外壁上電弧噴涂金屬涂層（13)，最后在管道基體（11)內(nèi)壁和 金屬涂層（13)上分別涂覆內(nèi)聚乙烯涂層（12)和外聚乙烯涂層（14)。
7. 如權(quán)利要求6所述的具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管的制造方法，其特征在于：所述 管道基體（11)的內(nèi)、外壁均通過拋丸處理的方式進(jìn)行拋光，經(jīng)拋光后表面清潔度均達(dá)到 Sa2. 5 級。
8. 如權(quán)利要求7所述的具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管的制造方法，其特征在于：所述 內(nèi)、外聚乙烯涂層（12、14)噴涂完成后，將所述管道基體（11)放入固化爐內(nèi)，使所述內(nèi)聚乙 烯涂層（12)和外聚乙烯涂層（14)流平，固化爐內(nèi)的溫度在180-220°C。
9. 如權(quán)利要求8所述的具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管的制造方法，其特征在于：所述 金屬涂層（13)為純鋅涂層、鋅鋁合金或鋅鋁偽合金涂層、鋅鋁稀土合金或鋅鋁稀土偽合金 涂層、鋅鋁銅合金或鋅鋁銅偽合金涂層、鋅鋁鎂合金或鋅鋁鎂偽合金涂層、鋁鎂合金或鋁鎂 偽合金涂層、鋅錫鎂合金或鋅錫鎂偽合金涂層，所述金屬涂層（13)的厚度為20?100 μ m， 所述內(nèi)聚乙烯涂層（12)、外聚乙烯涂層（14)的厚度均為300?2000 μ m,所述內(nèi)聚乙烯涂 層（12)、外聚乙烯涂層（14)均可采用純聚乙烯或經(jīng)過改性的聚乙烯或具有膠黏劑底漆的 聚乙烯。
10. 如權(quán)利要求9所述的具有防腐蝕性能的球墨鑄鐵管的制造方法，其特征在于：所述 電弧噴涂過程中噴涂電壓為30?40V，噴涂電流為400?600A。
【文檔編號】F16L9/147GK104089106SQ201410311993
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月2日
【發(fā)明者】李軍, 王世鋒, 李寧, 王恩清, 申勇, 焦為民, 張?jiān)撇? 張永杰, 勾偉舵, 王斌, 李洪順 申請人:新興鑄管股份有限公司