近年來，出現(xiàn)了一種新型的管道防腐大修涂料———聚脲涂料，該涂料性能優(yōu)異，但對設(shè)備和操作條件要求較高。文中探討了管道防腐大修用聚脲涂料對噴涂設(shè)備和噴涂工藝的專業(yè)化要求。通過對噴涂設(shè)備的各個部件性能和作用的研究，得到了一套噴涂設(shè)備連接、操作以及維護保養(yǎng)的方法。

聚脲涂料是國外近10年來，為適應(yīng)環(huán)保需求而研制開發(fā)的一種新型無溶劑、無污染的涂料。

它的特點是：施工工藝簡便，不受施工環(huán)境影響，可在－20℃以下和40℃以上施工，不受水氣及溫度的影響，涂層固化時間可在10s～30min范圍內(nèi)根據(jù)需要任意調(diào)節(jié)；施工中無溶劑揮發(fā)，是完全的綠色環(huán)保涂料；由于有快速固化的特點，施工可在任意曲面、垂直面及各種復(fù)雜部件上進行，噴涂后表面光潔美觀；具有耐水、耐酸堿、耐輻射、耐氧化、抗微生物等優(yōu)良的物理化學(xué)性能。

它的另一個特點是，在各種基材上（包括鋼、鐵、鋁、水泥、木材等），都有十分強勁的附著力，幾s內(nèi)即可與基材形成強韌的共價結(jié)合力，很難再從基材上除去。涂層形成后，30min即可使用，并具有很強的力學(xué)性能，極高的耐熱、耐水性能和防腐隔熱性能。

此項技術(shù)已在世界范圍的輸油管網(wǎng)防腐修復(fù)中得到迅速的推廣應(yīng)用。國內(nèi)也已經(jīng)開展了關(guān)于這項技術(shù)的研究。

1·噴涂設(shè)備的組成部件及操作維護

1.1噴涂設(shè)備的組成部件

由于聚脲涂料的A、B（R）雙組份反應(yīng)極快，一般靜態(tài)混合噴涂技術(shù)已不能應(yīng)用于施工，所以必須采用雙組份高溫高壓無氣噴涂設(shè)備。專業(yè)化噴涂設(shè)備必須包括：平穩(wěn)的物料輸送系統(tǒng)、精確的物料計量系統(tǒng)、均勻的物料混合系統(tǒng)、良好的物料霧化系統(tǒng)與方便的物料清洗系統(tǒng)。此噴涂設(shè)備必須具有加熱保溫、加壓、撞擊混合等功能，由于聚脲涂料對噴涂設(shè)備的強烈依賴性和噴涂設(shè)備本身的復(fù)雜性，所以對噴涂設(shè)備和工藝進行專門的調(diào)研、考察和研究是保證對管道防腐大修用聚脲涂料進行研究的重要條件。

通過對噴涂機具的調(diào)研，選擇了H20/35Pro型自動化噴涂設(shè)備。并對其各個部件的性能、作用以及操作和保養(yǎng)等方面進行了研究。

噴涂設(shè)備主要由噴涂主機、抽料泵、噴槍、噴槍清洗罐、噴涂輔助設(shè)備等組成。

1.1.1噴涂主機

H20/35Pro主機采用對置活塞計量泵，可以消除工作時的不均勻負載，可延長密封件的壽命，整體型的泵底座可以確保在泵循環(huán)過程中壓力的穩(wěn)定性，從而提供非常穩(wěn)定的噴涂型式和灌注應(yīng)用時可靠的重合性。同時，H20/35Pro主機的軟管加熱和自動溫控系統(tǒng)加熱能力強、預(yù)熱快，由靠近槍的淹沒在原料流中的溫度傳感器來自動控制溫度，可精確控溫。表1為H20/35Pro主機的系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)。表1中，1psi=6.89kPa.

管道防腐

主機配備的計量泵裝備有正位移、雙作用活塞泵。可供選擇，提供特定的比例范圍為1∶4～4∶1。UHMW密封與加硬的鍍鉻活塞桿和氣缸壁可保證泵系統(tǒng)最佳的可靠性。每個泵上均有過壓安全保護開關(guān)。此外，GUSMER獨有的計量泵回復(fù)裝置可以自動把異氰酸脂泵軸完全定位在氣缸內(nèi)，以防止?jié)穸鹊奈廴?，延長泵密封件的使用壽命。

1.1.2抽料泵

H20/35Pro型主機配備的是2∶1氣動抽料泵，壓力比為2.25∶1，輸出量連續(xù)工作為21L/min，而間歇工作時為42L/min.該泵既可以用于200L工業(yè)大桶，也可以用于各種小包裝物料的輸送。抽料泵與主機之間管路的長度和粗細都有嚴(yán)格的要求，否則會導(dǎo)致供料不足。

1.1.3噴槍

同時選定了GX－D71噴槍。GX－D71噴槍可實施高溫、高壓、對撞式?jīng)_擊，從而實現(xiàn)A料與R（B）料的均勻混合。

混合室內(nèi)部碰撞混合通過精確加工的具有較長服務(wù)壽命的混合模塊來實現(xiàn)，有多種不同型號可用，當(dāng)與模式控制塊結(jié)合使用時，提供最適宜的混合和模式工程。在槍的出口處，配有不同形式的模式控制盤（PatternControlDisc，簡稱為PCD）。通過改變PCD的型號，可實現(xiàn)圓形、扇形噴涂及澆注和不同的輸出量，提供更有效的混合和模式工程。槍上的閥桿與前后密封件及氣帽的協(xié)同配合完成了開槍/關(guān)槍時的機械自清潔過程，可以清洗每次噴灌后從混合室清洗出的所有混合原料，減少昂貴的、對環(huán)境有害的溶劑清洗程序。較長時間的停槍（如排除故障、過夜等）只需用專門的洗槍罐和有機溶劑進行徹底清洗，不必拆卸槍體。

1.1.4噴槍清洗罐

噴槍的內(nèi)部構(gòu)造十分精細并且A、R料又極易固化，因此普通清洗方法已經(jīng)無法對噴槍進行徹底清洗，必須使用專門配備的高壓噴槍清洗罐清洗。

GX－D71噴槍是機械自清洗式噴槍，是撞擊型、無氣霧化噴槍的混合室和閥桿的有機結(jié)合。從上述GX－D71噴槍的特點看出：這種設(shè)計不需要傳統(tǒng)的噴槍那樣在暫停噴涂時必須用有機溶劑或高壓空氣來清洗槍頭，大大減少了維護和保養(yǎng)的工作量。但在較長時間的停槍（如周末、過夜等），必須用專門的噴槍清洗罐，用少量有機溶劑進行徹底清洗，但不必拆卸槍體。在實際使用GX－D71槍連續(xù)施工時，每周只需要拆槍清洗一次就足夠了，拆卸、安裝比較簡單。

1.1.5噴涂輔助設(shè)備

噴涂設(shè)備的輔助設(shè)備主要包括空氣壓縮機和油水分離器?？諝鈮嚎s機是整個噴涂系統(tǒng)必需的設(shè)備，為抽料泵、噴槍、氣動主機的比例泵提供動力。市場上常見的空氣壓縮機有活塞式和螺桿式2種?；钊娇諌簷C雖然噪聲較大，但是其質(zhì)量較小、體積也較小。最終選定了活塞式空壓機。油水分離器主要用于除去空氣中的水分、油分和微小雜質(zhì)。未經(jīng)干燥凈化的壓縮空氣會使氣動機構(gòu)中的各種元件嚴(yán)重受損；更重要的是，壓縮空氣中夾帶的油分、水分、雜質(zhì)會使聚脲涂料涂層出現(xiàn)縮孔、鼓泡等缺陷，破壞涂層的外觀質(zhì)量和內(nèi)在品質(zhì)。

1.2噴涂設(shè)備的操作維護

1.2.1噴涂設(shè)備連接

在噴涂現(xiàn)場，噴涂設(shè)備包括H20/35Pro主機、GX－D71噴槍、提料泵、供料管、A組分、R組分、加熱軟管等許多部件，必須合理地連接，才能保證噴涂作業(yè)順利完成。圖1為噴涂現(xiàn)場的設(shè)備連接示意圖。

管道防腐

空氣從空氣壓縮機出來，必須經(jīng)過空氣干燥器。2個提料泵分別插入裝有A組分和R組分的工業(yè)大桶中，物料從提料泵隨供料管進入主機，在主機中經(jīng)過精確計量泵控制體積比為1∶1，同時接受主機的加熱和加壓。隨后，物料流出主機，經(jīng)過保溫軟管，到達噴槍，在摳動扳機后，從各自的方向經(jīng)過過濾網(wǎng)在混合室中高壓撞擊混合，然后高速噴出，在噴嘴處接收壓縮空氣形成均勻的扇形或圓形物料面，噴涂到鋼管上固化成形。

1.2.2噴涂設(shè)備的現(xiàn)場操作

噴涂設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，連接復(fù)雜，操作步驟繁多，并且整個噴涂過程中任何一個步驟出現(xiàn)差錯都有可能導(dǎo)致設(shè)備直接報廢，所以必須對整個噴涂過程中設(shè)備操作步驟予以標(biāo)準(zhǔn)化確定。經(jīng)過反復(fù)的噴涂試驗摸索后，確定了噴涂設(shè)備現(xiàn)場操作步驟，并嚴(yán)格按照設(shè)定的操作步驟進行操作，保證了噴涂試驗的正常進行。

1.2.3噴涂設(shè)備的維護

在設(shè)備長期處于不工作狀態(tài)時，為防止A、R料大桶和抽料泵接觸潮濕空氣而結(jié)晶、固化、變質(zhì)，需要將A、R抽料泵從200L大桶中移出，并插入裝有清洗劑的保護套中，同時將A、R料的料桶充入氮氣封存。關(guān)閉主機，但不關(guān)空壓機及A料、R料進料球閥。

進料泵正常工作時，用DOP洗液頂完施工（實驗）時管內(nèi)原料后，繼續(xù)用DOP進行循環(huán)式清洗，清洗結(jié)束后殘存液封存于輸料管內(nèi)。循環(huán)清洗時，洗液20kg、壓力3～5MPa清洗30min，分3次進行。蓋上機器防護網(wǎng)罩，存放固定庫房。

2·噴涂工藝的確定

聚脲涂料采用高溫、高壓、對沖撞擊式混合工藝，因此其噴涂過程中是否反應(yīng)完全、性能是否優(yōu)良很大程度上取決于噴涂工藝的正確確定。噴涂工藝的確定主要包括2個關(guān)鍵參數(shù)的確定：噴涂溫度和噴涂壓力。

2.1噴涂溫度的確定

在聚脲涂料的噴涂過程中，升高溫度對改善噴涂效果是十分有利的。同時，聚脲涂料的反應(yīng)溫度常數(shù)的溫度敏感性低，因此升高溫度不會引起反應(yīng)速度的急劇加快，反而會由于物料黏度的明顯下降，使A、R料的混合及流動性得以改善，從表觀上看似乎升溫反而使反應(yīng)更加平緩了。實際的溫度控制在70～75℃。對軟管進行加熱是為了保證在物料的傳輸過程中，A、R料的溫度不會隨傳輸距離的延長而降低，從而增加體系黏度，導(dǎo)致混合效果不好。因此，軟管的加熱溫度應(yīng)該與主加熱器中的溫度基本保持一致或稍高，一般也設(shè)定在75℃。此外，軟管的溫度比主加熱器的溫度上升得緩慢，所以一般開軟管加熱以方便操作。

2.2噴涂壓力的確定

聚脲涂料是在高壓撞擊混合反應(yīng)的，因此，提高壓力對整個體系的性能都有明顯的益處。壓力提高后，霧化效果更好，涂層表面的粗糙、橘皮現(xiàn)象也明顯消失；但缺點是壓力提高后，噴涂的反濺現(xiàn)象加重，需要進一步加強非噴涂區(qū)域的遮護和施工人員的防護，從而給整個施工過程帶來更大的安全隱患。經(jīng)過實驗，認為聚脲涂料的噴涂壓力在2000～3500psi之間。

2.3噴涂壓力差的調(diào)節(jié)

對聚脲涂料來說，最理想的混合效果是：A、R料的密度一致、加熱溫度一致、噴涂壓力一致，從而保證聚脲涂料的等當(dāng)量反應(yīng)。但實際上，由于A、R料的密度、黏度等各種物理性質(zhì)往往不同，所以難以實現(xiàn)理想的混合。體現(xiàn)在操作上就是噴涂時，A、R料的噴涂壓力差難以調(diào)節(jié)到0。

噴涂時應(yīng)特別注意A組分和R組分的壓力差，當(dāng)壓力差≤500psi時，可保證2種料的均勻混合；當(dāng)壓力差大于500psi時，必須重新調(diào)節(jié)物料，以保證物料混合均勻，并保證不在噴槍中固化。

因此，在實際的噴涂過程中，依據(jù)不同的聚脲涂料配方，對A、R料的壓力差進行實地調(diào)節(jié)是制備高性能聚脲涂料的重要步驟。

在準(zhǔn)備噴涂時，首先試噴2張聚脲板子，在試噴的過程中，觀察A、R料的出料壓力表，計算兩者的壓力差。如果兩者的壓力差大于500psi，應(yīng)該立即停止噴涂，對壓力進行調(diào)節(jié)。

調(diào)節(jié)壓力的辦法是調(diào)節(jié)A、R料的加熱溫度。一般升高A料的加熱溫度，降低R料的加熱溫度，然后重新進行噴涂作業(yè)，重新觀察壓力差，直至兩者壓力在500psi之內(nèi)，最好在200psi之內(nèi)。值得注意的是，無論升高還是降低溫度都不應(yīng)該超出70～75℃的溫度范圍。