1. Важнасць папярэдняй апрацоўкі паверхні
Мэта папярэдняй апрацоўкі паверхні — дасягнуць якасці выдалення іржы і шурпатасці паверхні, неабходных для абранага пакрыцця, а таксама забяспечыць добрую адгезію паміж паверхняй, якая пакрываецца, і пакрывальным пластом. Спосаб і індэкс папярэдняй апрацоўкі паверхні вызначаюцца тыпам пакрывальнага пласта. Аддзел папярэдняй апрацоўкі паверхні павінен мець адпаведнае абсталяванне і тэхнічных аператараў, і ўсе папярэднія апрацоўкі паверхні павінны праходзіць спецыяльны тэхнічны нагляд і праверку. Каб правільна зразумець папярэднюю апрацоўку паверхні, мы павінны спачатку мець поўнае ўяўленне аб фактарах, якія ўплываюць на яе працэс. Тоўстая вертыкальная стрэлка злучае аб'ект распылення з мэтай распылення. Стрэлкі, злучаныя злева і справа ад тоўстай стрэлкі, паказваюць фактары, якія ўплываюць на дасягненне чаканай мэты. Спосаб распылення, абразіў і носьбіт для перадачы абразіва выбіраюцца ў залежнасці ад характарыстык, тыпу і памеру дэталі, якая распыляецца, а таксама ад чаканай мэты пасля распылення. Паколькі існуе мноства фактараў, якія ўплываюць, варта быць вельмі асцярожным. Пры будаўніцтве антыкаразійнага пласта трубаправода існуе прымаўка «30% матэрыялу і 70% канструкцыі», якая паказвае важнасць канструкцыі. У працэсе будаўніцтва папярэдняя апрацоўка паверхні сталёвых труб (найбольш базавая — «выдаленне іржы») з'яўляецца галоўным прыярытэтам, і яе якасць непасрэдна звязана з якасцю і тэрмінам службы пакрывальнага пласта. У некаторых літаратурах прыводзіцца такая статыстыка, якая паказвае, што апрацоўка паверхні з'яўляецца найважнейшым фактарам сярод многіх фактараў, якія ўплываюць на тэрмін службы пакрывальнага пласта.
Аналіз выдаткаў на пакрыццё складае каля 50%. Пакрыццё ўнутранага пакрыцця для зніжэння лабавога супраціву мае тонкую плёнку, невялікую колькасць пакрыццяў і невялікую колькасць фарбы, таму кошт апрацоўкі паверхні вышэйшы і складае каля 70%. Таму пры праектаванні і вырабе ўнутранага пакрыцця для зніжэння лабавога супраціву асаблівую ўвагу варта надаць якасці папярэдняй апрацоўкі паверхні.
2. Асноўныя фактары, якія ўплываюць на якасць пакрывальнага пласта
2.1 Уплыў аксіднай акаліны: Ва ўмовах высокай тэмпературы пракаткі і зваркі на паверхні сталёвай трубы натуральным чынам утвараецца пласт аксіднай акаліны. Яго асноўным кампанентам з'яўляецца сумесь аксідаў жалеза. З пункту гледжання структуры, яна складаецца прыкладна з трох слаёў: вонкавы пласт - Fe3O4 або Fe2O3, сярэдні пласт - FcO і Fe3O4, а бліжэйшы да паверхні сталі - FeO. Пад уздзеяннем знешніх умоў навакольнага асяроддзя, такіх як тэмпература, вільготнасць, знешнія сілы, кісларод і соль, гэтыя аксідныя акаліны будуць трэскацца, адслойвацца і разрыхляцца. Калі іх не выдаліць цалкам, яны будуць мець тры асноўныя разбуральныя наступствы для пакрывальнага пласта: па-першае, патэнцыял электрода аксіднай акаліны на 0,26 В больш станоўчы, чым у сталі, што робіць паверхню сталі адкрытай у месцы, дзе аксідная акаліна адвальваецца, і расколіны становяцца анодам гальванічнага элемента і падвяргаюцца карозіі; па-другое, вадзяная пара лёгка кандэнсуецца ў расколінах аксіднай акаліны. Калі ў ім раствараецца SO2, можа ўтварыцца сульфат жалеза, які павялічвае праводнасць электраліта і спрыяе карозіі; па-другое, аксідная акаліна, якая не была выдалена, але разрыхлілася, можа адваліцца і цалкам выпукнуць пры значных ваганнях тэмпературы трубаправода, што прывядзе да расколін і адслойвання пакрывальнага пласта.
2.2 Уплыў паверхневага бруду: Да бруду, згаданага тут, адносяцца прадукты іржы і пыл, якія не былі цалкам выдалены з паверхні сталёвай трубы. Сюды таксама варта аднесці рэшткі часціц, якія не былі ачышчаны на паверхні сталёвай трубы пасля апрацоўкі паверхні, і новую іржу, якая не была пакрыта на працягу зададзенага часу пасля апрацоўкі паверхні. З-за іх наяўнасці цяжка атрымаць гладкае і аднастайнае пакрыццё, што аслабляе яго адгезію да падкладкі, так што пакрыццё не можа непасрэдна кантактаваць са сталёвай паверхняй, што прыводзіць да зніжэння адгезіі пакрыцця і ўплывае на тэрмін службы пакрыцця.
2.3 Уплыў растваральных соляў: Калі на паверхні сталі пад пакрыццём ёсць растваральныя солі, з-за рознага асматычнага ціску ўнутры і звонку пакрыцця вільгаць з паветра пранікае ў пакрыццё і дасягае паверхні сталі, дзе, злучаючыся з растваральнымі солямі, выклікае карозію паверхні сталі і адслойвае пакрыццё. Сярод іх найбольш важнай растваральнай соллю з'яўляецца хларыд. З-за сваёй наймацнейшай пранікальнасці ён апісаны ў стандарце Q/SYXQ11 «Дадатковыя тэхнічныя ўмовы для пласта пакрыцця для зніжэння ламінатнага супраціўлення на ўнутранай сценцы газаправода «Захад-Усход», асабліва для сталёвых труб, якія перавозяцца морам, і сталёвых труб, якія захоўваюцца ў прыбярэжных раёнах на працягу пэўнага часу, гэты момант варта падкрэсліць.
2.4 Уплыў шурпатасці: Адгезія паміж пакрыццём і паверхняй сталёвай трубы вызначаецца ўзаемным прыцягненнем паміж палярнымі групамі ў малекулах пакрыцця і малекуламі паверхні металу. Акрамя фізічных эфектаў (сіла дысперсіі, сіла індукцыі і сіла арыентацыі), гэта ў асноўным механічны эфект. Пасля апрацоўкі паверхні сталёвай трубы абразіўным напыленнем (струменевай апрацоўкай) шурпатасць паверхні значна павялічваецца, а плошча паверхні металу можа павялічыцца нават у 20 разоў. З павелічэннем шурпатасці плошча паверхні значна павялічваецца, і адпаведна павялічваецца адгезія паміж пакрыццём і паверхняй сталёвай трубы. Калі абразіўнае напыленне (струменевая апрацоўка) мае краю і куты, апрацаваная ім металічная паверхня не толькі павялічвае плошчу паверхні, але і забяспечвае прыдатную геаметрыю паверхні для адгезіі пакрыцця, што спрыяе малекулярнаму прыцягненню і механічнаму замацоўванню.
Аднак празмерная шурпатасць паверхні таксама пашкодзіць пакрыццю. Напрыклад, калі шурпатасць занадта вялікая, колькасць пакрыцця, неабходнага для запаўнення «жолаба» ў шаблоне анкераў, таксама павялічыцца. Занадта глыбокія жолабы таксама схільныя да ўзнікнення бурбалак, якія непасрэдна ўплываюць на якасць пакрыцця. Акрамя таго, калі пакрыццё тонкае, кончык грэбня лёгка агаляе паверхню, парушаючы цэласнасць пакрыцця і выклікаючы кропкавую карозію.
Для ўнутранага пакрыцця, якое зніжае супраціўленне, шурпатасць паверхні ўнутранай сценкі сталёвай трубы павінна складаць ад 30 да 50 мкм пасля апрацоўкі паверхні. Шурпатасць паверхні залежыць ад такіх параметраў працэсу, як памер часціц, форма, матэрыял, хуткасць распылення і час дзеяння абразіва, сярод якіх памер часціц абразіва аказвае найбольшы ўплыў на шурпатасць.
Існуе мноства метадаў апрацоўкі паверхні. Найбольш мэтазгодным для трубаправодаў з'яўляецца распаўсюджаны метад распылення (снарад). Гэта тлумачыцца тым, што моцнае ўздзеянне абразіва можа павялічыць трываласць матэрыялу на стомленасць прыкладна на 80%; цвёрдасць паверхні таксама паляпшаецца ў рознай ступені; гэта таксама можа ліквідаваць унутраныя напружанні ў зварным шве, так што каразійная ўстойлівасць сталі значна паляпшаецца.
3. Асноўныя патрабаванні да апрацоўкі паверхні корка: Апрацоўка паверхні сталёвых труб звычайна адпавядае тэхнічным стандартам. Прамыслова развітыя краіны паслядоўна распрацавалі свае стандарты якасці для выдалення іржы. Найбольш вядомым з іх з'яўляецца шведскі прамысловы стандарт SIS 055900 «Стандарт для выдалення паверхневай іржы са сталёвых матэрыялаў перад афарбоўкай», які даўно прыняты краінамі па ўсім свеце. Міжнародная арганізацыя па стандартызацыі распрацавала ISO 8501-1 «Папярэдняя апрацоўка сталёвых матэрыялаў перад афарбоўкай пакрыццямі і падобнымі вырабамі - Візуальная ацэнка чысціні паверхні - Частка 1: Ступень іржы і ступень выдалення іржы з непакрытых сталёвых матэрыялаў і сталёвых матэрыялаў пасля поўнага выдалення першапачатковага пакрыцця» паводле шведскага стандарту. Мая краіна таксама распрацавала GB 8923 «Ступень іржы і ступень выдалення іржы са сталёвых матэрыялаў перад афарбоўкай» адносна стандартаў ISO. Нафтавая прамысловасць таксама распрацавала SY/T 0407 «Тэхнічныя характарыстыкі для папярэдняй апрацоўкі паверхні сталёвых матэрыялаў перад афарбоўкай», якія будуць выкарыстоўвацца разам з GB 8923. Вось некаторыя вытрымкі з ключавых пунктаў стандарту.
3.1 GB 8923 «Ступень іржы і ступені выдалення іржы са сталёвых паверхняў перад афарбоўкай»: GB 8923 «Ступень іржы і ступені выдалення іржы са сталёвых паверхняў перад афарбоўкай» засяроджваецца на класіфікацыі ступеняў іржы і ступеняў выдалення іржы, візуальнай ацэнцы і выкарыстанні каляровых фатаграфій стандартных узораў.
(1) Ступень іржы Перад выдаленнем іржы першапачатковы стан іржы сталёвай паверхні падзяляецца на чатыры ступені, якія прадстаўлены як A, B, C і D. Пасля выдалення іржы яго трэба параўнаць з першапачатковай ступенню іржы:
Сталёвая паверхня, цалкам пакрытая аксіднай акалінай і практычна не іржа;
B Сталёвая паверхня, якая пакрылася ржавінай, і частка аксіднай акаліны адслоілася;
C Стальная паверхня, з якой з-за іржы адслоілася аксідная акаліна або якую можна саскрабці, і мае невялікую колькасць кропкавых плям;
D Сталёвая паверхня, якая цалкам адслоілася ад аксіднай акаліны з-за іржы і мае шырока распаўсюджаныя кропкавыя праявы. (2) Узровень выдалення іржы GB 8923 «Узровень іржы і ўзровень выдалення іржы са сталёвых паверхняў перад афарбоўкай» адрознівае ўзроўні выдалення іржы ў залежнасці ад розных метадаў выдалення іржы, а затым прыводзіць розныя ўзроўні ў залежнасці ад розных метадаў. «Sa», «St» і «Fl» азначаюць выдаленне іржы распыленнем (струменевым метадам), выдаленне іржы ручным і электраінструментам, а таксама выдаленне іржы полымем адпаведна. Арабскія лічбы пасля літар паказваюць ступень выдалення іржы. ① Выдаленне іржы распыленнем або струменевым метадам пазначаецца як «Sa» і падзелена на чатыры ўзроўні, якія апісаны наступным чынам. Sa1 Мяккае выдаленне іржы распыленнем або струменевым метадам: На сталёвай паверхні не павінна быць бачнага тлушчу і бруду, а таксама няшчыльна прымацаванай аксіднай акаліны, іржы і пакрыцця. Sa2 Стараннае выдаленне іржы распыленнем або струменевым метадам: На сталёвай паверхні не павінна быць бачнага тлушчу і бруду, аксідная акаліна, іржа і пакрыццё былі ў асноўным выдалены, а рэшткі павінны быць трывала прымацаваныя. Sa2.5 Вельмі дбайнае выдаленне іржы дробаструйнай ачысткай і ачысткай: На сталёвай паверхні не павінна быць бачнага тлушчу, бруду, аксіднай акаліны, іржы або пакрыцця, а любыя рэшткі слядоў павінны быць толькі нязначнымі плямамі або палосамі. Sa3 Распыленне або выдаленне іржы дробаструйнай ачысткай, якое робіць сталёвую паверхню чыстай: На сталёвай паверхні не павінна быць бачнага тлушчу, бруду, аксіднай акаліны, іржы або пакрыцця, а паверхня павінна мець аднастайны металічны колер.
② Выдаленне іржы ўручную і з дапамогай электраінструмента. Пазначана як «St», у GB 8923 устаноўлены два ўзроўні, а менавіта:
St2 Стараннае выдаленне іржы ўручную і з дапамогай электраінструмента: на сталёвай паверхні не павінна быць бачнага тлушчу і бруду, а таксама няшчыльна прымацаванай аксіднай акаліны, іржы і пакрыцця.
St3 Стараннае выдаленне іржы ўручную і з дапамогай электраінструмента: на сталёвай паверхні не павінна быць бачнага тлушчу і бруду, а таксама няшчыльна прымацаванай аксіднай акаліны, іржы і пакрыцця. Выдаленне іржы павінна быць больш старанным, чым на St2, а паверхня адкрытай часткі падкладкі павінна мець металічны бляск.
③ Выдаленне іржы полымем Пазначаецца як «F1», выдаленне іржы полымем павінна ўключаць выкарыстанне электрычнай дроцяной шчоткі для выдалення прадуктаў, якія прыліплі да сталёвай паверхні пасля аперацыі награвання полымем. Стандарт дае толькі адну ступень:
F1 Выдаленне іржы полымем: сталёвая паверхня павінна быць без аксіднай акаліны, іржы, пакрыцця і іншых прымешак, а любыя рэшткі павінны быць толькі зменай колеру паверхні (цені розных колераў).
(3) Ацэнка ступені іржы і ступені выдалення іржы. Метад ацэнкі і патрабаванні да візуальнай ацэнкі, а таксама стандартныя фатаграфіі прыведзены ў GB 8923. Пры ацэнцы ступені іржы ў якасці выніку ацэнкі выкарыстоўваецца ступень іржы, указаная на фота адпаведнай больш сур'ёзнай ступені іржы; пры ацэнцы ступені выдалення іржы ў якасці выніку ацэнкі выкарыстоўваецца ступень выдалення іржы, указаная на фота, якая найбольш блізкая да выгляду паверхні сталі. На візуальную ацэнку ступені выдалення іржы са сталёвых паверхняў уплывае мноства фактараў, у тым ліку наступныя: ① Абразівы, якія выкарыстоўваюцца для выдалення іржы распыленнем або струменевай апрацоўкай, і інструменты, якія выкарыстоўваюцца для выдалення іржы ручным і электраінструментам; ② Стан іржы сталёвых паверхняў, якія не адносяцца да стандартнай ступені іржы; ③ Колер самой сталі; ④ Розніца ў шурпатасці розных дэталяў з-за рознай ступені карозіі; ⑤ Няроўная паверхня, напрыклад, паглыбленні; ⑥ Драпіны ад інструмента; ⑦ Няроўнае асвятленне; ⑧ Цені, выкліканыя рознымі вугламі ўздзеяння абразіва на паверхню падчас распылення або струменевай апрацоўкі выдалення іржы; ⑨ Абразівы, убудаваныя ў паверхню.
3.2 SY/T 0407 «Тэхнічныя ўмовы для падрыхтоўкі паверхні сталёвых матэрыялаў перад афарбоўкай»: Гэтая спецыфікацыя павінна выкарыстоўвацца разам з GB 8923, і большая частка яе зместу напісана па стандарце SSPC Амерыканскага камітэта па афарбоўцы сталёвых канструкцый. У спалучэнні з адпаведным зместам патрабаванняў да працэсу зніжэння супраціўлення трубаправодаў, кароткі ўвод выглядае наступным чынам:
(1) Апрацоўка паверхні да і пасля выдалення іржы з паверхні сталі. Перад выдаленнем іржы з паверхні сталі неабходна выдаліць бачны алей, тлушч і бруд. Пасля выдалення іржы і перад афарбоўкай неабходна выдаліць іржу і пыл з паверхні апрацоўванай дэталі з дапамогай сухога паветранага абдзімання без рукавоў, пыласоса або шчоткі. Пасля выдалення іржы з паверхні сталі неабходна афарбаваць яе перад забруджваннем. Калі паверхня сталі забруджаная перад афарбоўкай, яе неабходна зноў ачысціць.
(2) Выбар абразіваў. Згодна з вынікамі выпрабаванняў распыленнем, цырконіевы пясок і дроцяныя зярняткі з'яўляюцца найлепшымі абразівамі, корунд — найгоршым, а чыгунныя здробненыя зярняткі і два тыпы плаўленага корунду знаходзяцца паміж імі. Эфект выдалення паверхневай іржы корундам вельмі павольны і слабы, і ён утварае вельмі інтэнсіўнае пылазборванне. Дроцяныя зярняткі асабліва падыходзяць для выдалення іржы з далікатных папярочных сячэнняў, і пясок таксама мае добры эфект выдалення іржы, але абодва будуць утвараць пыл. Для плаўленага корунду аб'ём падачы абразіва амаль удвая меншы, чым для цырконіевага пяску, чыгунных здробненых зярняткаў і дроцяных зярняткаў. Для той жа працы па выдаленні іржы аб'ём жалезных абразіваў у 2-3 разы меншы, чым для мінеральных матэрыялаў, гэта значыць цяжкія часціцы маюць лепшы эфект выдалення іржы, чым лёгкія часціцы. Час распылення, неабходны для пэўнага эфекту выдалення іржы, залежыць ад абранага абразіва. Эфект выдалення іржы за адзінку часу памяншаецца ў наступным парадку: пясок, цырконіевы пясок, чыгунныя здробненыя зерні, дроту 0,65 зерня, дроту 0,97 зерня, плаўленага корунда 0,72, плаўленага корунда 0,75 і корунд. У рэальных умовах эксплуатацыі дроту 0,65 зерня выдаляе іржу хутчэй, чым дроту 0,97 зерня. Абразівы варта выбіраць у залежнасці ад маркі сталі, тыпу, першапачатковай ступені іржы, тыпу выкарыстоўванага пакрыцця, метаду выдалення іржы і шурпатасці паверхні, неабходнай для пакрыцця. Для выдалення іржы распыленнем (кіданнем) можна выкарыстоўваць металічныя абразівы, такія як літая сталёвая дроб, чыгунная дроб, пясок для літой сталі, чыгунны пясок і сегменты сталёвага дроту. У адпаведнасці з патрабаваннямі сістэмы пакрыцця да глыбіні якарэння на паверхні сталі, звярніцеся да табліцы 5-2 для выбару абразіваў. Звярніце ўвагу, што цвёрдасць сталёвай дробі ў табліцы складае HRC 40-50, а цвёрдасць сталёвага пяску — HRC55-60. Тыповая глыбіня якарэння ў табліцы — гэта максімальная і сярэдняя шурпатасць паверхні, якую чакаюць дасягнуць пры добрых умовах распылення (снарада) (рабочае кола або сопла). У стандартным дадатку прыведзены спецыфікацыі, склад, цвёрдасць і іншыя патрабаванні да прадукцыйнасці сегмента сталёвага дроту. Пры апрацоўцы паверхні даданне пэўнай колькасці сегментаў сталёвага дроту да абразіва можа прывесці да рэзкіх «пікаў і западзін» шурпатасці, што вельмі карысна для павелічэння механічнай адгезіі паміж плёнкай пакрыцця і паверхняй сталі. Выдатак абразіваў вызначаецца тэрмінам службы абразіва, які з'яўляецца складаным паняццем для вызначэння. Звычайна ён заснаваны на фрагментацыі абразіва. У інжынерыі «тэрмін выкарыстання» выкарыстоўваецца для абазначэння яго тэрміну службы, які вызначае адносны кошт.
3.3 GB/T13288 «Ацэнка ўзроўню шурпатасці паверхні сталі перад афарбоўкай»: Гэты стандарт распаўсюджваецца на сталёвыя паверхні, узровень выдалення іржы якіх пасля абразіўна-струменевай апрацоўкі і ачысткі металу або неметалу вышэйшы за Sa2.5 у GB 8923 «Узровень іржы і ўзровень выдалення іржы са сталёвай паверхні перад афарбоўкай». Шурпатасць паверхні, якая ўтварылася пасля абразіўна-струменевай апрацоўкі і ачысткі перад афарбоўкай, падзяляецца на тры ўзроўні шурпатасці.
Уплыў параметраў шурпатасці на пакрывальны пласт залежыць ад наступных фактараў:
①Павялічыць плошчу паверхні, палепшыць адгезію пакрыцця і ўзмацніць стан актывацыі паверхні;
②Уплывае на колькасць пакрыцця;
③Уплывае на ахоўны эфект пакрывальнага пласта і ўздзеянне піка.
Памер шурпатасці залежыць ад наступных фактараў:
①Тып і спецыфікацыя абразіва;
②Хуткасць распылення і кут абразіва;
③Хуткасць патоку і час дзеяння распыленага абразіва;
④Тып, цвёрдасць і структура паверхні самой апрацоўванай дэталі.
3.4 Стандарты выпрабаванняў на растваральны хларыд: Стандарт ISO 8502-2 «Лабараторнае вызначэнне хларыду на чыстых паверхнях» вызначае метад выпрабаванняў на растваральны хларыд на сталёвых паверхнях. Гэты метад заключаецца ў тым, каб спачатку ачысціць пэўную вобласць сталёвай паверхні, а затым выкарыстоўваць метад тытравання нітратам ртуці з дыфенілкарбазон-бромфенол-сінім у якасці індыкатара для аналізу і вызначэння хларыду, які сабраўся ў ачышчанай сталі. Акрамя таго, звязаныя стандарты ўключаюць ISO 8502-5 «Выяўленне хларыду на паверхні сталі, якая падлягае афарбоўцы - метад прабіркі для выяўлення іонаў хларыду», ISO 8502-6 «Метад адбору проб на растваральныя прымешкі на паверхнях, якія падлягаюць афарбоўцы» і ISO 8502-7 «Аналіз растваральных прымешак на паверхнях, якія падлягаюць афарбоўцы - метад палявога аналізу іонаў хларыду».
4. Папярэдняя апрацоўка ўнутранай паверхні сталёвых труб
Каб забяспечыць якасць і тэрмін службы ўнутранага пакрыцця, яго паверхня павінна быць старанна апрацавана перад нанясеннем пакрыцця. У параўнанні з антыкаразійным пакрыццём, унутранае пакрыццё, якое зніжае супраціўленне, больш тонкае, таму шурпатасць паверхні павінна адпавядаць класу дробнай (F). Згодна з патрабаваннямі стандарту Q/SY xQ11, клас выдалення іржы складае Sa2,5, а шурпатасць павінна складаць 30-50 мкм.
Сярод розных метадаў апрацоўкі паверхні найбольш прыдатным з'яўляецца распыленне (струменевая апрацоўка) унутранай сценкі трубаправода. Канкрэтны выбар павінен грунтавацца на дыяметры трубы і ўмовах абсталявання. Дробеструменная апрацоўка можа выкарыстоўвацца для труб вялікага дыяметра, а пяскоструменная апрацоўка — для труб малога дыяметра (напрыклад, ніжэй за 762 мм). Нідэрландскі інстытут даследаванняў металаў правёў спецыяльнае даследаванне па выдаленні іржы распыленнем і лічыць, што выдаленне іржы распыленнем можна разглядаць як від абразіўнага эфекту, які, як чакаецца, дасягаецца шляхам эрозіі. Наступныя пункты прапануюцца для тэхналогіі выдалення іржы распыленнем.
(1) Хуткасць распыленых часціц з'яўляецца вызначальнай для кінетычнай энергіі часціц і значна залежыць ад адскоку часціц. Хуткасць часціц з'яўляецца функцыяй адлегласці распылення. (2) Кут струменя вызначае ступень сутыкнення часціц падчас распылення, якая максімальная, калі кут струменя складае 45°. (3) Памер часціц надзвычай важны для раўнамернасці выдалення іржы. Для дасягнення пастаўленай мэты павінен быць аптымальны памер часціц. Памер часціц у значнай ступені залежыць ад уласцівасцей павярхоўнага пласта (акаліны, іржы або скарынкі ліцця) і стану паверхні пад ім.
4.1 Дробеструйная апрацоўка: Дробеструйная апрацоўка — гэта працэс выкарыстання цэнтрабежнай сілы, якая ўзнікае пры хуткасным кручэнні лапатак дробеструйнай машыны, для распылення абразіўных матэрыялаў (сталёвага дробу, адрэзкаў сталёвага дроту, вуглавога сталёвага пяску і г.д.) з вельмі высокай лінейнай хуткасцю на ўнутраную паверхню сценкі апрацоўванай трубы, што стварае эфект дэтанацыі і шліфавання, выдаляе павярхоўную акаліну і іржу, надае паверхні першапачатковы колер металу і забяспечвае шурпатасць, якая мае здольнасць замацоўваць фарбу. Дробеструйная апрацоўка можа не толькі выдаліць акаліну і іржу з паверхні сталёвай трубы, але і ўмацаваць паверхню сталёвай трубы, ліквідаваць рэшткавыя напружанні і палепшыць устойлівасць да стомленасці і каразійнай карозіі пад напружаннем. Дробеструйная апрацоўка мае высокі патэнцыял выкарыстання абразіва, высокую хуткасць выдалення іржы і нізкі кошт, і падыходзіць для маштабных аперацый. Такім чынам, дробеструйная апрацоўка з'яўляецца першым выбарам для апрацоўкі ўнутранай паверхні сталёвых труб. Патрабаванні да працэсу дробеструйнай апрацоўкі наступныя: папярэдні нагрэў сталёвых труб, выдаленне іржы і ачыстка паверхні.
(1) Папярэдні нагрэў сталёвых труб: папярэдні нагрэў прызначаны для нагрэву ўнутранай паверхні трубы для выдалення вільгаці і некаторай колькасці алею з паверхні. Метады папярэдняга нагрэву ўключаюць індукцыйны нагрэў сярэдняй частаты, нагрэў полымем і нагрэў распыленнем гарачай вады. Пры выбары метаду ён павінен быць адаптаваны да мясцовых умоў, эканамічным і мэтазгодным, а таксама сумяшчальным з канвеерам.
① Сярэднечастотны нагрэў мае простую канструкцыю. Індукцыйная шпулька ўсталявана на роліку, што не займае месца і спажывае менш энергіі. Аднак сярэднечастотны нагрэў не вельмі эфектыўны для выдалення алею і смецця з паверхні.
② Награванне полымем заключаецца ў спальванні чыстага звадкаванага газу і непасрэдным награванні ўнутранай паверхні сталёвай трубы полымем, якое можа спальваць вільгаць на паверхні. Перадумовай гэтага метаду з'яўляецца тое, што павінна быць дастатковая колькасць звадкаванага газу.
③Награванне гарачай вадой эфектыўна выдаляе нафту і смецце, але абсталяванне складанае і патрабуе крыніцы пары, помпы гарачай вады і вентыляцыйнага памяшкання для выпарэння гарачай вады, якое займае вялікую плошчу.
(2) Дробеструйная апрацоўка і выдаленне іржы: На вытворчай лініі працэс дробеструйнай апрацоўкі праводзіцца ў дробеструйнай камеры, якая складаецца з дробеструйнай галоўкі, прылады цыркуляцыі абразіва, прылады для ачысткі абразіва, а таксама прылады для вентыляцыі і выдалення пылу. Калі сталёвая труба трапляе ў дробеструйную камеру, лопасці дробеструйнай галоўкі круцяцца з высокай хуткасцю, прыводзячыся ў рух рухавіком, ствараючы моцную цэнтрабежную сілу. Пад дзеяннем цэнтрабежнай сілы абразіў паскараецца ўздоўж ляза, пакуль не будзе выкінуты. Выкінуты абразіў утварае веерападобны струмень і ўдараецца аб унутраную паверхню сталёвай трубы, выдаляючы аксідную акаліну і іржу. Пасля выкіду абразіва сістэма цыркуляцыі абразіва перапрацоўвае і прасейвае выкарыстаны абразіў і перадае яго на загрузачны канец для паўторнага выкарыстання.
(3) Ачыстка паверхні: Сталёвыя трубы, якія прайшлі дробеструйную апрацоўку, утрымліваюць абразіўны пыл, рэшткі іржы і іншыя забруджванні, якія неабходна ачысціць. У некаторых старых прыладах сталёвыя трубы нахіляюць для выдалення рэшткаў. Гэта патрабуе вялікай магутнасці і пэўнага часу, таму ў сучасных прыладах гэта рэдка выкарыстоўваецца. Новы метад ачысткі - прадзіманне сціснутым паветрам або пыласосам. З павышэннем дасведчанасці аб бяспецы і ахове здароўя, на вытворчай лініі дробеструйных аперацый неабходна ўсталяваць вентыляцыйныя і пылаадводныя прылады для паглынання пылу, які ўтвараецца падчас працэсу дробеструйнай апрацоўкі, а таксама для аддзялення і збору абразіўных матэрыялаў.
(4) Абразівы: Для дробеструйнай апрацоўкі ў асноўным выкарыстоўваюцца жалезныя дробі, сталёвыя дробі, сегменты сталёвага дроту і вуглаваты сталёвы пясок. З пункту гледжання эканоміі і практычнасці лепшыя сталёвыя дробі, а з пункту гледжання эфекту дробеструйнай апрацоўкі — сегменты сталёвага дроту. Ідэальным абразівам для дробеструйнай апрацоўкі павінны быць сталёвыя дробі плюс сегменты сталёвага дроту або сталёвыя дробі плюс сталёвы пясок у суадносінах ад 1:1 да 2:1.
4.2 Апрацоўка пяском (дробам): Пры апрацоўцы пяском (дробам) выкарыстоўваецца сціснутае паветра ў якасці крыніцы энергіі для распылення абразіваў (пяску або дробу) з пэўнай хуткасцю на паверхню апрацоўванай сталі. Пад уздзеяннем і шліфаваннем абразіваў выдаляюцца аксідная акаліна, прадукты іржы і іншыя забруджванні з паверхні металу. Прылада для апрацоўкі пяском (дробам) звычайна ўключае: сістэму падачы (апрацоўкі, захоўвання) сціснутага паветра; сопла, шланг, сістэму цыркуляцыі рэкуперацыі абразіва; электронную сістэму кіравання цягавым асвятленнем; сістэму выдалення пылу і сістэму падачы паветра і пяску. На эфект выдалення іржы пры апрацоўцы пяском (дробам) уплывае мноства фактараў, такіх як ціск паветра, тып і характарыстыкі абразіваў, кут і хуткасць распылення абразіваў, адлегласць ад сопла да паверхні сталі і г.д. Абразівы варта выбіраць у адпаведнасці з патрабаваннямі апрацоўкі паверхні і першапачатковым станам паверхні сталі. Звычайна можна выкарыстоўваць сталёвы дроб, сегменты сталёвага дроту, вуглавы сталёвы пясок, кварцавы пясок або іх сумесь. Патрабаванні да ўзроўню выдалення іржы і шурпатасці паверхні пры пяскоструйнай апрацоўцы (дробеструйнай апрацоўцы) адпавядаюць зместу кантролю якасці і вышэйзгаданым стандартам. З вынікаў вынікае, што эфекты пяскоструйнай апрацоўкі (дробеструйнай апрацоўкі) і дробеструйнай апрацоўкі аднолькавыя. Асноўнымі фактарамі выбару метадаў з'яўляюцца эканамічнасць і ўмовы. Напрыклад, калі дыяметр трубы меншы за 762 мм, адлегласць паміж дробеструйнай галоўкай і апрацоўванай паверхняй недастатковая, таму дробеструйная апрацоўка не можа выкарыстоўвацца, і неабходна выкарыстоўваць пяскоструйную апрацоўку (дробеструйную апрацоўку). Пяскоструйная апрацоўка (дробеструйная апрацоўка) - гэта сталая тэхналогія, і яе абсталяванне таксама камерцыялізавана. Пры выбары папярэдняй апрацоўкі ўнутранай паверхні трубаправода яе можна выкарыстоўваць з невялікай мадыфікацыяй.
4.3 Аперацыя ачысткі: Паверхню, апрацаваную дробеструйнай апрацоўкай, неабходна ачысціць шчоткай, сціснутым паветрам або пыласосам. Для ачысткі ад іржы і дробных часціц абразіўнага матэрыялу, якія падаюць з паверхні з паглыбленняў «вяршынь і западзін» анкернай структуры. Для сталёвых труб з вялікім адтулінай звычайна выкарыстоўваецца метад прадзьмуху. Існуе два метады: адзін - выкарыстоўваць пыласос вялікага аб'ёму для ўсмоктвання асноўнага пылу і сталёвай дробі ў працэсе выдалення іржы падчас дробеструйнай апрацоўкі. Перад тым, як астатні дробны пыл будзе распылены ўнутр, уключыце крыніцу паветра распыляльніка, і распыляльнік пачне прадзьмухваць унутраную паверхню сталёвай трубы. Распыляльнік дзьме ад аднаго канца сталёвай трубы да другога канца, і пыл будзе ўсмоктвацца пыласосам з канца другога канца. Іншы метад - выкарыстоўваць прыладу для разліву дробі, каб падняць сталёвую трубу пад пэўным вуглом, каб сталёвая дроб саслізнула ў прыладу для збору, а затым прадзьмуць унутраную сценку сталёвай трубы і выкарыстоўваць пыласос для ўсмоктвання дробнага пылу. Калі паверхня апрацоўваецца вільготнай тэхнікай, яе неабходна прамыць прэснай вадой з дастатковай колькасцю інгібітара карозіі або спачатку прамыць прэснай вадой, а затым пасіваваць. Пры неабходнасці для дадатковай апрацоўкі варта выкарыстоўваць шчотку, каб выдаліць усе рэшткі.
5. Кантроль якасці: Існуе два асноўныя аспекты кантролю якасці апрацоўкі ўнутранай паверхні сталёвых труб, а менавіта чысціня і шурпатасць.
5.1 Чысціня: Згодна з патрабаваннямі стандартаў ISO 8501-1 і GB 8923, унутраная паверхня сталёвай трубы з пакрыццём для зніжэння лабавога супраціву пасля апрацоўкі павінна дасягнуць узроўню Sa2.5. Гэты ўзровень вызначаецца як: сталёвая паверхня павінна быць без бачных тлушчаў, бруду, акаліны, іржавай фарбы і іншых прымешак, а любыя рэшткі павінны быць толькі нязначнымі плямамі або палосамі. Гэта патрабаванне чысціні можна праверыць візуальна. Акрамя таго, стандарт ISO 8502 таксама прадугледжвае метад вызначэння чысціні паверхні.
Стандарт ISO8502-1 прадугледжвае метад выяўлення растваральных соляў жалеза, якія застаюцца на паверхні апрацаванай сталі. Асноўны метад заключаецца ў ачыстцы паверхні сталі вадой, растварэнні растваральнай солі жалеза ў вадзе, а затым выкарыстанні 2,2-біпірыдыну ў якасці індыкатара для вымярэння сабранага ачышчальнага раствора каларыметрычным метадам. Эталонным паказчыкам з'яўляецца тое, што калі ўтрыманне іонаў жалеза на паверхні сталі менш за 15 мг/м2/, можна лічыць, што істотнага ўплыву на пакрыццё не будзе.
Стандарт ISO 8502-2 прадугледжвае лабараторны метад выпрабаванняў на ўтрыманне водарастваральных аксідаў на паверхні сталёвых труб. Гэты метад можа быць выкарыстаны для паверхні сталёвых труб да і пасля апрацоўкі паверхні. Метад прадугледжвае, што пэўная вобласць сталёвай паверхні спачатку ачышчаецца вядомым аб'ёмам вады, збіраецца ачышчальная вада, а затым аналізуецца і вызначаецца хларыд у сабраным ачышчальным растворы метадам тытравання нітратам ртуці з выкарыстаннем дыфенілкарбазон-бромфенол-сіняга ў якасці індыкатара. Падчас працэсу тытравання іоны ртуці рэагуюць са свабоднымі іонамі кіслароду, утвараючы HgCl2. Пасля спажывання іонаў хларыду лішак іёнаў ртуці ў змешаным індыкатары набывае фіялетавы колер, што сведчыць аб заканчэнні працэсу тытравання. Што тычыцца гэтага тэсту, Q/SY XQ11 адносіцца да індыкатара 20 мг/м2 адпаведных замежных стандартаў. Аднак гэты паказчык адносіцца да таго, ці трэба прамыць паверхню сталёвай трубы перад апрацоўкай паверхні. Згодна з патрабаваннямі стандартаў ISO, пасля ачысткі яе неабходна зноў праверыць. У табліцы 5-5 прыведзены індэкс патрабаванняў замежных стандартаў да ўтрымання солі на паверхні сталёвых труб.
Стандарт ISO 8502-3 — гэта стандарт для ацэнкі ступені забруджвання пылам паверхні сталі, якая падлягае афарбоўцы. Стандарт падзяляе ступень забруджвання пылам паверхні сталі на пяць узроўняў, вызначаных стандартнымі графікамі; метад выяўлення заключаецца ў тым, каб наклеіць на паверхню сталі, якая падлягае выпрабаванню, клейкую стужку, а затым параўнаць стужку са стандартным графікам для вызначэння ўзроўню забруджвання пылам паверхні сталі. Стандарт ISO 8502-4 — гэта метад ацэнкі магчымасці кандэнсацыі на паверхні сталі перад афарбоўкай. Гэты метад вымярае кропку расы ў адпаведных умовах навакольнага асяроддзя шляхам вымярэння тэмпературы і адноснай вільготнасці навакольнага паветра, затым вымярае тэмпературу паверхні сталі і ацэньвае магчымасць кандэнсацыі паверхні па розніцы паміж кропкай расы і кропкай расы. Для пакрыццяў на аснове растваральнікаў тэмпература паверхні сталёвай трубы, якая падлягае афарбоўцы, павінна быць больш чым на 3°C вышэй за тэмпературу кропкі расы навакольнага асяроддзя.
Акрамя таго, Міжнародная арганізацыя па стандартызацыі ISO/TC35/SCl2 таксама распрацавала іншыя адпаведныя стандарты метадаў выпрабавання чысціні паверхні, акрамя вышэйзгаданых ISO 8502-5, ISO 8502-6 і ISO 8502-7, існуюць: ISO 8502-8 Аналіз растваральных прымешак на паверхні, якая падлягае афарбоўцы - метад аналізу сульфатаў на месцы; ISO 8502-9 Аналіз растваральных прымешак на паверхні, якая падлягае афарбоўцы - метад аналізу соляў жалеза на месцы; ISO 8502-10 Аналіз растваральных прымешак на паверхні, якая падлягае афарбоўцы - метад аналізу тлушчу на месцы; ISO 8502-11 Аналіз растваральных прымешак на паверхні, якая падлягае афарбоўцы - метад аналізу вільготнасці на месцы.
Шурпатасць: Стандарт GB 13288, складзены ў адпаведнасці са стандартам ISO, прадугледжвае адпаведныя палажэнні для ацэнкі шурпатасці пасля апрацоўкі паверхні. Этапы наступныя: выдаліць пыл і смецце з паверхні, выбраць адпаведны ўзор для параўнання шурпатасці (узор «G» і ўзор «S») у залежнасці ад абразіва і размясціць яго блізка да пэўнай кропкі вымярэння на паверхні сталі, якая падлягае выпрабаванню, для візуальнага параўнання. Клас ацэнкі пазначаны ўзорам, які найбольш блізкі да выгляду паверхні сталі. Калі для ацэнкі выкарыстоўваецца лупа, знешні выгляд узору і паверхня сталі, якая падлягае выпрабаванню, павінны назірацца праз лупу адначасова. Калі візуальная ацэнка абцяжарана, можна выкарыстоўваць вялікі і паказальны пальцы, каб утрымаць драўляны стылус і перамясціць яго па розных частках праверанай паверхні, і ўзор для параўнання і клас шурпатасці, паказаны бліжэйшым дакрананнем, з'яўляюцца вынікам ацэнкі. Эталонны ўзор для параўнання шурпатасці паверхні ўяўляе сабой плоскую пласціну, падзеленую на чатыры часткі, кожная з якіх мае зададзеную эталонную шурпатасць паверхні. Эталоннае значэнне шурпатасці паверхні для параўнальнага ўзору павінна адпавядаць палажэнням Табліцы 5-6, а яго інтуітыўная чысціня паверхні не павінна быць ніжэйшай за Sa2.5. Узор, які адлюстроўвае характарыстыкі шурпатасці паверхні, атрыманыя шляхам апрацоўкі вуглаватымі пясчанымі абразівамі (GRIT), называецца ўзорам "G"; узор, які адлюстроўвае характарыстыкі шурпатасці паверхні, атрыманыя шляхам апрацоўкі дробавымі абразівамі (SHOT), называецца ўзорам "S". Існуе мноства метадаў праверкі шурпатасці паверхні. Метад параўнання шурпатасці таксама шырока выкарыстоўваецца ў вытворчасці. Кампаратар шурпатасці Кіна - гэта распаўсюджаны прыбор. Ён складаецца са стандартнага шаблона з пяццю сектарамі, якія збліжаюцца разам. Пяць сектараў размеркаваны ў форме пяцікантактнай зоркі, і ў сярэдзіне пяцікантактнай зоркі ёсць адтуліна. Кожны сектар уяўляе сабой стандартны шаблон шурпатасці. Пры яго выкарыстанні размясціце шаблон на паверхні, якая падлягае праверцы, і выкарыстоўвайце спецыяльную лупу, размешчаную над сярэдняй адтулінай, каб параўнаць паверхню, якая падлягае праверцы, са стандартным сектарам для вызначэння значэння шурпатасці паверхні. Гэты метад просты і лёгкі ў выкарыстанні, не патрабуе складаных інструментаў, а вынікі выпрабаванняў надзейныя. Метад з дапамогай паперы для сцірання — яшчэ адзін распаўсюджаны метад выпрабаванняў. У ім выкарыстоўваецца спецыяльная стужка для сцірання. Пры яе выкарыстанні зніміце папяровую падкладку, пакладзеце латексны бок стужкі на сталёвую паверхню і патрыце адваротны бок стужкі гладкім інструментам або іншым тупым інструментам па крузе, пакуль паверхня не стане аднастайна шэрым. Зніміце стужку і вымерайце таўшчыню стужкі для сцірання спружынным мікраметрам. Каб атрымаць вышыню шурпатасці на плёнцы, адніміце 50,8 мкм ад паказанняў мікраметра, каб кампенсаваць таўшчыню пласта падушкі плёнкі. Прыбор павінен быць адкалібраваны падчас вымярэння. Гэты метад можна ўбачыць у метадзе C стандарту ASTM D 4417. Гэты метад просты і лёгкі ў выкарыстанні, а адбітак сцірання можна назаўсёды захоўваць у якасці архіва ў вытворчым працэсе.
Час публікацыі: 17 снежня 2024 г.