鋼管涂塑的現(xiàn)狀與展望
主題詞 鋼管 管子加工 涂覆 塑料
鋼管在傳輸介質(zhì)時(shí)或置于大氣、土壤等自然環(huán)境中，管壁都會(huì)經(jīng)受不同程度的侵蝕，最后導(dǎo)致終止管道的使用壽命，有些管道內(nèi)的介質(zhì)不允許因管壁腐蝕而受到污染；有的介質(zhì)不允許與管壁鐵離子接觸，這就提出了對(duì)管壁保護(hù)的問(wèn)題。傳統(tǒng)的保護(hù)措施很多，基本出發(fā)點(diǎn)不外乎于鋼管內(nèi)壁或外壁施加涂層。涂層的種類繁多，有橡膠、鍍鋅、環(huán)氧酚醛清漆、水泥砂漿、塑料等。其中最佳者是塑料涂層，最佳的工藝是鋼管涂塑。本文就這些涂層的特點(diǎn)、施工工藝及其應(yīng)用范圍分別作一介紹。
1. 涂層的種類與特點(diǎn)
1.1 橡膠涂層及其弊端
橡膠涂層是通過(guò)襯墊工藝成形，其厚度一般為4~6mm，這一厚度的涂層保護(hù)管壁（主要是內(nèi)壁），抵抗酸、堿、鹽等介質(zhì)的侵蝕，以延長(zhǎng)管道的使用壽命，但從橡膠這一成分來(lái)看，結(jié)合其應(yīng)用效果，存在如下弊端。
1.1.1 涂層附著力差
橡膠與鋼管表面粘結(jié)是一個(gè)物理過(guò)程，若未經(jīng)過(guò)較高溫度形成化學(xué)反應(yīng)，就不會(huì)形成牢固的化學(xué)鍵，從而產(chǎn)生較差的附著力。
1.1.2 耐候性差
一年四季的氣候暴熱暴寒交替影響，易使橡膠層因與貼膨脹系數(shù)相差較大而脫落，尤其是管口部位更是薄弱環(huán)節(jié)。此外，橡膠層易老化、龜裂。
1.1.3 鋼管自重增加而流量降低
由于橡膠層較厚，勢(shì)必增加管道自重，這樣使運(yùn)輸、安裝都遇到困難，如果離地安裝，就增加了起吊荷載。另外，管壁涂層加厚，勢(shì)必縮小管徑，致使管內(nèi)流量降低。
1.1.4 應(yīng)用范圍局限
襯橡膠工藝的特性限制了橡膠涂層管的長(zhǎng)度不得超過(guò)2m，而且必須是較大口徑的管道，口徑2英寸以下的管道難以施工。2m長(zhǎng)的一段段管道，多數(shù)采用若干對(duì)法蘭連接，既提高了成本，又增加了法蘭接口部位的泄漏點(diǎn)，帶來(lái)較多的隱患。
1.2 鍍鋅層及其缺陷
城建行業(yè)中的自來(lái)水管道歷來(lái)都采用熱鍍鋅管（俗稱“白鐵管”），由于水中的礦物質(zhì)，污垢容易沉積在鋅層表面形成較堅(jiān)硬的化合物，與鋅層牢牢粘接在一起，致使管徑日益縮小，甚至?xí)氯艿馈?/span>
1.2.2 涂層質(zhì)量很難控制
熱鍍鋅操作時(shí)，工件浸入角度和先后順序的差異就得到不同厚度的鋅層。小口徑管道內(nèi)的空氣一時(shí)排不出，即會(huì)出現(xiàn)“鋅爆”的現(xiàn)象，對(duì)操作人員造成傷害，也會(huì)產(chǎn)生漏涂現(xiàn)象，若涂層出現(xiàn)空白或針孔，就無(wú)法用儀器探測(cè)，更無(wú)法局部補(bǔ)鍍。
1.2.3 “三廢”產(chǎn)生，破壞生態(tài)平衡
熱鍍鋅操作時(shí)，有“三廢”產(chǎn)生，鋅蒸氣損害了操作人員的健康，又破壞了大自然的生態(tài)平衡。
1.2.4 使用成本高
熱鍍鋅管尤其是船用熱鍍鋅管受海水腐蝕相當(dāng)嚴(yán)重。一艘船2年小修時(shí)，部分管道就要更換，8年大修時(shí)全部管道要更換，最短的使用期只有半年左右時(shí)間，為了延長(zhǎng)管道的使用壽命，不得不采取增加管壁厚度再鍍鋅的措施、這不僅增加了船用管道的自重，降低了船的載運(yùn)量，而且又浪費(fèi)了鋼材，提高了造船的成本。
1.3.環(huán)氧酚醛清漆涂層及其弱點(diǎn)
油田中地下水礦化度極高，對(duì)井下主水管的內(nèi)、外壁腐蝕嚴(yán)重，為了延長(zhǎng)主水管的使用壽命，以環(huán)氧酚醛清漆作涂層，這是在油田中普遍應(yīng)用的防護(hù)措施，通過(guò)實(shí)際使用證明，它具有一定的防腐效果，但也存在著致命的弱點(diǎn)。
1.3.1 涂層質(zhì)量缺陷多
單單從管外壁可以清楚地看到涂層厚薄不均、流掛、鼓泡和凹隱等現(xiàn)象。環(huán)氧酚醛清漆是液體涂料，涂層固化時(shí)，溶劑揮發(fā)，容易在涂層內(nèi)產(chǎn)生氣路通道，形成針孔。
1.3.2 使用壽命短
涂層的缺陷以及涂層本身的抗介質(zhì)滲透能力差，使具有該涂層的主水管試用期不過(guò)一二年時(shí)間，不得不頻繁更換。
1.3.3 涂層管生產(chǎn)節(jié)拍慢
環(huán)氧酚醛清漆涂層要經(jīng)過(guò)兩次噴涂?jī)纱喂袒拍芡瓿?，若連同內(nèi)外管壁都要噴涂，共要4次加熱工序，生產(chǎn)節(jié)拍慢，滿足不了使用需要量。
1.4 水泥砂漿村里涂層及其局限性
大口徑的自來(lái)水輸送管道，一般采用水泥砂漿村里涂層來(lái)防腐，油田用的輸油管也采用該涂層，其形成工藝簡(jiǎn)單、成本低、防護(hù)能力在一定范圍尚能滿足要求而受到人們的重視，但還存在很大的局限性。
1.4.1 涂層厚度不均勻
水泥砂漿拌和后敷貼于管內(nèi)壁，由于重力緣故，管內(nèi)涂層一般出現(xiàn)上薄下厚的現(xiàn)象。
1.4.2 涂層易脫落
水泥砂漿與鐵的結(jié)合力較低，隨著時(shí)間的推移和意外的機(jī)械振動(dòng)撞擊和水流的沖刷，涂層會(huì)很快地龜裂脫落。
1.4.3 耐蝕范圍局限
由于水泥呈堿性，涂層管只能適用輸送堿性、中性介質(zhì)，遇到類似酸性介質(zhì)的流體輸送就不適用了。
1.4.4 小口徑管道不適用
對(duì)于小口徑管道或彎管，就不能采用水泥砂漿作為涂層，這是工藝上實(shí)現(xiàn)不了而造成的這一缺憾。
1.5 搪瓷涂層及其缺點(diǎn)
化工容器、反應(yīng)釜的內(nèi)壁常見(jiàn)有搪瓷作涂層用以抵抗一定溫度下化工介質(zhì)的侵入。厚厚的一層搪瓷涂層（亦稱搪玻璃）起到了一定的防護(hù)作用，但還不盡如人意。
1.5.1 涂層脆性
材質(zhì)本身決定了搪玻璃的脆性要害，稍不注意受到碰擊，涂層就會(huì)破裂脫殼。
1.5.2 修補(bǔ)困難
涂層破裂乃至脫殼后，破損處要進(jìn)行修補(bǔ)，甚為困難。修補(bǔ)處不僅外表欠佳，而且質(zhì)地相差甚遠(yuǎn)。
1.5.3 防腐能力不理想
化工行業(yè)諸多介質(zhì)腐蝕性極強(qiáng)，尤其在高溫狀況下，矛盾更為突出，搪玻璃往往抵抗不了介質(zhì)的進(jìn)攻而敗下陣來(lái)，故該涂層還不是理想的屏障。
1.6 塑料涂層及其優(yōu)越性
塑料涂層是指高分子粉末涂料敷于鋼管內(nèi)、外壁而形成的。其與管體本身組合一體成鋼塑復(fù)合管，既保留了鋼管原有的強(qiáng)度、剛度等機(jī)械特性，又充分顯示了高分子塑料的綜合性能。
1.6.1 涂層附著力好
粉末涂料敷于管壁經(jīng)加熱固化（塑化）后，涂料與鐵表面經(jīng)高溫反應(yīng)后形成牢固的化學(xué)鍵，使涂層具有良好的附著力。
1.6.2 耐腐蝕能力強(qiáng)
對(duì)于多種介質(zhì)中的酸、堿、鹽及有機(jī)溶劑，粉末涂料都有較強(qiáng)的耐蝕力，有的粉末涂料使用溫度達(dá)200℃，且能在強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)中長(zhǎng)期使用。
1.6.3 涂層治量容易控制
粉末涂料成形工藝范圍廣，它對(duì)任何形狀的工作表面都可以涂敷成形，而且涂層厚可以控制，涂層的致密性也能保證，若一旦因意外因素造成漏點(diǎn)、針孔等，完全可以用涂層檢漏儀探測(cè)出來(lái)，再加以涂補(bǔ)，以達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量要求，使涂層均勻、平滑、光澤，具有良好的外觀。
1.6.4 涂層無(wú)毒性
許多工業(yè)部門，像自來(lái)水、醫(yī)藥衛(wèi)生等應(yīng)用的環(huán)氧、聚乙烯等粉末涂層經(jīng)測(cè)試和應(yīng)用證明， 與涂層解除的介質(zhì)各項(xiàng)性能指標(biāo)都在國(guó)標(biāo)范圍內(nèi)，說(shuō)明涂層無(wú)毒性，這是許多粉末涂層的一大優(yōu)點(diǎn)。
1.6.5 涂層管使用壽命長(zhǎng)
船用熱鍍鋅管改用涂塑管后，在船上使用20年期間內(nèi)，毋需更換，采用鍍鋅管至少要更換兩次，其他部門使用的涂塑管業(yè)比原先的管道使用壽命提高了2~4倍。
1.6.6 涂塑管取代了合金管
根據(jù)介質(zhì)的工況條件，許多管道不得已用銅鎳合金管、不銹鋼管，涂塑管的性能滿足要求后，可以一改初衷，改用低碳鋼管施加塑料涂層即可。涂塑管取代了合金管，節(jié)約了原材料，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
1.6.7 改善水力學(xué)效率，減少動(dòng)力消耗
用于流體輸送所消耗的相當(dāng)部分動(dòng)力都被用來(lái)客服流體和管子表面之間的摩擦阻力。因?yàn)橥克芄鼙砻媾c裸露鋼管表面相比是非常光滑的，這就使這一阻力將至很小。研究結(jié)果告訴我們，在輸送流體的管道里，塑料涂層可使摩擦力減少50％；在氣體管線內(nèi)，涂層改善傳遞系數(shù)達(dá)25％，即增加25％的流量。試驗(yàn)還表面，管線中水力學(xué)效率的改善和動(dòng)力需求量的降低一半在12~25％的范圍內(nèi)。換言之，在容許流量保持不變的條件下，可將管徑降低到較小的尺寸。通常，人們認(rèn)為塑料涂層對(duì)流體流動(dòng)狀況的改善和動(dòng)力需求的降低僅僅是腐蝕防護(hù)的附加作用。而這種看法應(yīng)當(dāng)被二者所帶來(lái)的巨大效益所糾正。
1.6.8 大大減少了管道阻塞的機(jī)會(huì)
光滑的涂層表面不粘附任何物質(zhì)，流體中的沉淀物或污垢由于缺乏滯留的“土壤”，控制了積垢，從而減小了阻力和動(dòng)力需求，也大大減少了管道的堵塞。
2 涂塑鋼管的問(wèn)世
管道的內(nèi)壁涂塑始于國(guó)外，最初是作為防治管道內(nèi)壁腐蝕而提出來(lái)的。早在1947~1948年，內(nèi)涂層第一次應(yīng)用于含硫原油管道和含遛天然氣管道。1953年第一次應(yīng)用于干線輸氣。原西德在船舶建造、天然氣輸送管道中普遍采用涂塑管。美國(guó)北部阿拉斯加到太平洋有一條口徑為48英寸的輸油管，全長(zhǎng)12820km，內(nèi)壁噴涂環(huán)氧粉末，經(jīng)多年使用，情況良好。日本60年代就開(kāi)始應(yīng)用涂塑管。
我過(guò)剛管涂塑起步于80年代初。當(dāng)時(shí)在建造出口船時(shí)，外國(guó)船東提出要用涂塑管代替熱鍍鋅管，否則，對(duì)某些要害管路要使用銅鎳合金管或不銹鋼管來(lái)代替，閥件改用銅制品。為此，船舶工藝研究所開(kāi)展了鋼管涂塑技術(shù)的研究工作。從涂層材料、鋼管的預(yù)處理、涂塑工藝、涂塑裝備、涂塑檢測(cè)及設(shè)備直至實(shí)船應(yīng)用等系列項(xiàng)目一一都取得了突破。鋼管涂塑工藝通過(guò)了船舶總公司的技術(shù)鑒定。船舶工藝研究所被國(guó)家科委指定為該項(xiàng)目推廣應(yīng)用重點(diǎn)依托單位。
研究成果告訴我們，首批涂塑鋼管于1983年正式安裝于海上航行的客貨船的主機(jī)冷卻系統(tǒng)中。全船管路中，該系統(tǒng)介質(zhì)工況條件惡劣，腐蝕最為嚴(yán)重。以往采用的鍍鋅管使用壽命最短，有的只有半年時(shí)間就爛穿了。令人欣慰的是這些涂塑管經(jīng)受了嚴(yán)格的考驗(yàn)。迄今為止，試用期達(dá)10余年，涂層完好無(wú)損，沒(méi)有發(fā)生任何“點(diǎn)蝕”現(xiàn)象。而與涂塑管毗鄰的熱鍍鋅管早已更換幾次。對(duì)此，引起了造船界和其他行業(yè)的注意。
當(dāng)然，石油部門、鋼鐵部門、民用建筑部門也陸續(xù)開(kāi)展了針對(duì)本行業(yè)的涂塑管的研究與應(yīng)用，也取得了突破性的進(jìn)展。其中有自己開(kāi)發(fā)研究的項(xiàng)目，也有引進(jìn)的項(xiàng)目再加以消化吸收的。
縱觀十幾年的發(fā)展歷史，國(guó)內(nèi)剛管涂塑具有以下特點(diǎn)
2.1 涂塑管形狀復(fù)雜
最具有代表性的是船用涂塑管道，由于其管徑各異、結(jié)構(gòu)奇特、長(zhǎng)短不一、走向不同的特點(diǎn)，決定了形狀的復(fù)雜性。此外，還有閥件、濾網(wǎng)、冷凝器等管件的涂塑加工，這就更增加了工件的復(fù)雜性。
2.2 涂塑管直徑的延伸
前面已經(jīng)提到，橡襯膠管、環(huán)氧酚醛清漆涂層管、水泥砂漿涂層管，管徑都受到了一定的限制。而涂塑管的公稱直徑可由100~400mm的中等口徑范圍向兩端延伸，小到15mm，大到2m。隨著涂塑工裝的改進(jìn)，其直徑范圍還將擴(kuò)大。
2.3 涂塑管演變?yōu)橥克苋萜?/span>
容器與管道相比，其不同之處只不過(guò)是直徑擴(kuò)大，簡(jiǎn)身邊粗，端部帶有封頭和底座。既然出現(xiàn)了涂塑管，則隨之而來(lái)便出現(xiàn)了涂塑容器了
2.4 涂塑接頭的誕生
基本上涂塑的連接方式不外乎法蘭連接或絲口連接這兩種。但是，法蘭連接很繁瑣，絲口連接的接口處容易損傷，難以密封。新型的涂塑管接頭安裝方便，密封性能好。它省去了復(fù)雜的焊接工序。又可與管道配套使用，是大有應(yīng)用的前景的新產(chǎn)品。
2.5 涂層品種
根據(jù)鋼管的功能和輸送介質(zhì)的類型和工況條件，可以選用相應(yīng)涂層的涂塑鋼管。涂層有以下品種。
2.5.1 防腐型的環(huán)氧粉末涂層
該涂層適用于海水管道、原油管道以及鈉離子交換器等，能有效地抵抗氧離子、氯離子的侵蝕，對(duì)磷酸、草酸、硼酸以及稀鹽酸的侵蝕，化學(xué)性能穩(wěn)定。
2.5.2 重防腐型環(huán)氧粉末涂層
該涂層的顯著特點(diǎn)能抵抗高濃度的鹽酸、強(qiáng)堿介質(zhì)的腐蝕，性能穩(wěn)定。
2.5.3 衛(wèi)生型的聚乙烯涂層
一般地說(shuō)，聚乙烯涂層用于飲食系統(tǒng)，這是人們較為接受的事實(shí)。衛(wèi)生型的聚乙烯涂層無(wú)毒，能耐自來(lái)水、污水中礦物質(zhì)的侵蝕，物理、化學(xué)性能穩(wěn)定。
2.5.4 防腐型的聚乙烯涂層
該涂層的特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)了它的防腐性，它適用于90％以上硫酸管道，在二氯乙烷、氯乙烯等介質(zhì)中，涂層性能好。尤其在含氯化氫的氯乙烯介質(zhì)中，表現(xiàn)出優(yōu)越的穩(wěn)定性。
2.5.5 聚氯乙烯涂層
此涂層具有很強(qiáng)的耐酸穩(wěn)定性，耐無(wú)水氫氟酸、飽和鹽水的侵蝕，耐紫外線，化學(xué)穩(wěn)定性好。
2.5.6 環(huán)氧改性酚醛涂層
一般的粉末涂層耐溫最高達(dá)90℃左右，而環(huán)氧改性酚醛涂層耐溫可達(dá)到200℃以下，熱變形溫度達(dá)273℃。而且具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性，對(duì)于目前幾乎沒(méi)有什么涂層可以抵抗的冰醋酸、氫氟酸、鹵代烴之類的強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)，該涂層能經(jīng)受考驗(yàn)，顯示了出乎人們意料的使用價(jià)值。此外，還具有質(zhì)地堅(jiān)硬、表面光滑、耐磨性好的特點(diǎn)，可以取代搪玻璃、聚四氟乙烯襯塑層。
2.5.7 其他涂層
正在應(yīng)用中的涂層還有三氟氯乙烯、聚氟乙烯、聚苯硫醚等，在不同的場(chǎng)合發(fā)揮各自的特點(diǎn)，顯示了各自的功能。新的涂層材料像尼龍、聚丙烯等正在開(kāi)發(fā)之中，不久會(huì)加入粉末涂料的行列。值得強(qiáng)調(diào)的是，上面提及的粉末涂料都是國(guó)內(nèi)自己開(kāi)發(fā)，自己生產(chǎn)，原料來(lái)源立足于國(guó)內(nèi)，改變了依賴進(jìn)口的被動(dòng)局面。
3. 鋼管涂塑操作工藝
鋼管涂塑操作工藝包括管子清理、涂敷、固化（塑化）、質(zhì)量控制等幾個(gè)重要步驟。
3.1 清理
為了保證涂層具有良好的附著力，在涂塑前管子表面必須進(jìn)行清理。清理的對(duì)象主要是油污、鐵銹或其他涂層，使底金屬充分裸露。
去油污（包括汽化脫脂）就是將管子在近400℃的高溫爐內(nèi)加溫，去除有機(jī)物、污垢并釋放出滲透進(jìn)去的氣體。也可通過(guò)明火加熱去油脫脂。局部油污處，也可用溶劑擦凈。
除銹可以用化學(xué)除銹或機(jī)械除銹方法進(jìn)行。鋼管表面宜以機(jī)械除銹為好。機(jī)械除銹分噴射或拋丸除銹、手工和動(dòng)力工具除銹、火焰除銹等。
3.3 涂敷
粉末涂敷工藝發(fā)展迅速，概括起來(lái)有噴涂、浸涂、吸涂、滾涂和散布法等幾種工藝手段。
3.2.1 噴涂
噴涂法以鋼管是否預(yù)熱可分為熱噴涂和冷噴涂；噴槍頭是否帶電可分為靜電噴涂（還可分為高壓靜電噴涂和摩擦靜電噴涂）和非靜電噴涂；按噴槍頭與管體是否旋轉(zhuǎn)還可以分為如下幾種類型：管子旋轉(zhuǎn)槍頭不轉(zhuǎn)；槍頭旋轉(zhuǎn)而管子不轉(zhuǎn)；管子和槍頭皆旋轉(zhuǎn)；管子和槍頭都不旋轉(zhuǎn)等。根據(jù)鋼管的規(guī)格、形狀和介質(zhì)工況條件來(lái)決定選用哪一種噴涂類型，從而得到預(yù)先要求的涂層。
3.2.2 浸涂
浸涂亦可稱為浸漬，采用沸騰液化體將預(yù)熱的鋼管進(jìn)入呈“液態(tài)”狀的粉末中，一般是管壁內(nèi)外同時(shí)操作。對(duì)不需要浸漬的部位可以屏蔽起來(lái)。
3.2.3吸涂
吸涂又稱真空吸涂。此法是將管內(nèi)造成負(fù)壓讓帶電的粉末通過(guò)預(yù)熱的管道而得到均勻的涂層。
3.2.4 滾涂
將粉末置于預(yù)熱的工件內(nèi)腔，翻動(dòng)工件，使粉末從各個(gè)方向粘附于內(nèi)壁的方法稱為滾涂。
3.2.5 散布法
散布法是將粉末直接敷設(shè)于待涂的表面上同樣得到粉末涂層。除了上述幾種方法之外，還可以采用像等離子法、電泳法之類的工藝手段。有時(shí)還可能通過(guò)兩種或兩種以上的工藝方法來(lái)獲得滿意的涂層。
3.3 固化（塑化）
無(wú)論是采用何種粉末涂料，或采用哪種工藝方法，在涂敷成形后，都要把涂層固化（塑化）為一個(gè)單一的塑料層，而且必須按照嚴(yán)格的固化（塑化）制度來(lái)執(zhí)行。
3.4 質(zhì)量控制
除去中間層的質(zhì)量控制外，最后完成的塑料涂層都要進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)，其控制指標(biāo)分為外觀檢查、厚度測(cè)量和針孔探測(cè)，這三項(xiàng)指標(biāo)必須在可用范圍內(nèi)。
4.涂塑鋼管的生產(chǎn)基地與生產(chǎn)能力
經(jīng)過(guò)多年各行各業(yè)的努力，國(guó)內(nèi)涂塑鋼管生產(chǎn)基地和生產(chǎn)能力大致情況如下：
4.1 基地的分布
全國(guó)投入涂塑鋼管生產(chǎn)的廠家有數(shù)十家之多，分布于各地。從鋼管涂塑技術(shù)的來(lái)源種類來(lái)分，有三種模式。
4.1.1 引進(jìn)國(guó)外的鋼管涂塑流水線
以山東濰坊鋼管廠和首鋼北工鋼公司中型廠為代表的引進(jìn)國(guó)外的全套技術(shù)與設(shè)備，從事流水線作業(yè)。在掌握與消化吸收國(guó)外設(shè)備與工藝的基礎(chǔ)上，進(jìn)行一些局部的改革，在分析國(guó)外粉末涂料各項(xiàng)物理性能的基礎(chǔ)上選用相應(yīng)的國(guó)產(chǎn)粉末，實(shí)現(xiàn)了原材、輔材的國(guó)產(chǎn)化。
4.1.2 確定產(chǎn)品對(duì)象，研究相應(yīng)的技術(shù)
多年來(lái)，根據(jù)自身產(chǎn)品的特點(diǎn)，確定主攻方向，開(kāi)發(fā)相應(yīng)的鋼管涂塑技術(shù)。以河北省石油施工技術(shù)研究所和安徽省化工研究所為代表，就是研究單一的涂塑鋼管生產(chǎn)技術(shù)，取得了一些突破，但未加以推廣發(fā)展。
4.1.3 全面列項(xiàng)研究并創(chuàng)辦科研實(shí)體從事專業(yè)生產(chǎn)，進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)讓，并在全國(guó)范圍內(nèi)分布點(diǎn)
船舶工藝研究所是較早進(jìn)行全面列項(xiàng)研究的單位，從預(yù)研到開(kāi)題、鑒定、推廣應(yīng)用、技術(shù)轉(zhuǎn)讓，以至自己辦廠，走的是一條科研成果商品化的道路，單單通過(guò)技術(shù)轉(zhuǎn)讓全國(guó)布點(diǎn)從事涂塑生產(chǎn)的廠家就有10余家，他們遍布了北起黑龍江，南到廣東，西到新疆，東到浙江一帶地區(qū)，使涂塑鋼管進(jìn)入了眾多的工業(yè)部門，而且，科研單位自己創(chuàng)辦鋼管涂塑專業(yè)工廠，生產(chǎn)系列化的涂塑產(chǎn)品，其工藝水平屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，有的還達(dá)到接近國(guó)際先進(jìn)水平的程度。
4.2 生產(chǎn)能力
就全國(guó)范圍內(nèi)從事鋼管涂塑專業(yè)生產(chǎn)的廠家而言，由于其規(guī)模不同，各家的生產(chǎn)能力也就不一樣，從事流水線生產(chǎn)的廠家，其產(chǎn)品規(guī)格比較整齊、單一，技術(shù)操作難度相對(duì)小些，因?yàn)樵O(shè)備自動(dòng)化程度高，所以涂塑管的年產(chǎn)量就高；而對(duì)只能從事中、小批量或單件生產(chǎn)的廠家，其規(guī)模較小，產(chǎn)品規(guī)格復(fù)雜，技術(shù)操作難度高，生產(chǎn)節(jié)拍慢，年產(chǎn)量相對(duì)較低，據(jù)初步估算，各廠家年產(chǎn)量的總和接近10萬(wàn)噸。
5.涂塑鋼管的應(yīng)用市場(chǎng)
5.1 涂塑管的應(yīng)用
生產(chǎn)規(guī)模的發(fā)展拓寬了產(chǎn)品的應(yīng)用市場(chǎng)，涂塑鋼管用量最多的部門是：
5.1.1 造船
涂塑管跨進(jìn)了造船工業(yè)，有著巨大的應(yīng)用市場(chǎng)，船東訂購(gòu)新船，塑料管將大量應(yīng)用于新造船舶上，需求量很大，一般萬(wàn)噸級(jí)的船舶，全船管系總長(zhǎng)30km，它包括有海水冷卻系統(tǒng)、艙底壓載系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、惰性氣體發(fā)生器系統(tǒng)，這些系統(tǒng)的管子都應(yīng)采用涂塑鋼管。涂塑管不但受到造船廠的青睞，同時(shí)還受到修船廠的重視。船舶修理時(shí)，舊管子壞了，必須換新的嗎，以往想不到使用涂塑管，而今都采用涂塑管代替。
5.1.2 化工
化工廠的管道和設(shè)備一年四季腐蝕相當(dāng)嚴(yán)重，有遭內(nèi)壁介質(zhì)的腐蝕，有受到外部酸霧和大氣的腐蝕，一家化工廠因腐蝕而花去的維修費(fèi)用高達(dá)幾百萬(wàn)元。化工廠的酸、堿管道以及強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的輸送管道用上涂塑管后，工廠不僅節(jié)省了一筆維修開(kāi)支，而且還挽回了維修期間的停產(chǎn)損失費(fèi)。
5.1.3 電力
電廠中用量最多的是化水管道，其次是脫鹽水管道。以往都是用襯橡膠管，效果不理想。消防管道因口徑較小難以防護(hù)，往往容易因積垢而堵塞，起不到“養(yǎng)兵千日，用兵一時(shí)”的作用，實(shí)踐證明，涂塑管在電廠使用后無(wú)論是防酸，還是耐積垢都收到滿意的效果。我過(guò)新建電廠如雨后春筍出現(xiàn)在四面八方，原先的電廠不斷進(jìn)行技術(shù)改造，給涂塑管的應(yīng)用開(kāi)拓了廣闊的市場(chǎng)。
5.1.4 自來(lái)水
城市的地下輸水管路要進(jìn)行改造，新鋪設(shè)的自來(lái)水管路改用涂塑管后，消除了積垢的隱患，降低了水的流動(dòng)阻力，又保證了水的質(zhì)量。這對(duì)民用建筑部門，對(duì)自來(lái)水管線部門，對(duì)人們的身體健康都帶來(lái)莫來(lái)的益處。自來(lái)水管改用涂塑管著一舉措剛開(kāi)始，估計(jì)今后的市場(chǎng)需求量會(huì)更大。
5.1.5 醫(yī)藥衛(wèi)生
藥廠和醫(yī)院內(nèi)的水處理系統(tǒng)使用的離子交換柱專門用來(lái)對(duì)衛(wèi)生用水進(jìn)行嚴(yán)格的酸、堿處理以制取高純水。離子交換柱內(nèi)腔不允許介質(zhì)與鐵離子接觸，不能直接用鋼材來(lái)制造。起先用塑料代替鋼材，單塑料強(qiáng)度欠佳；用鋼制在襯橡膠，但橡膠成分達(dá)不到要求；用鋼制內(nèi)涂塑是再理想不過(guò)了，鋼塑離子交換柱不但填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，還出口到澳大利亞等國(guó)家。
5.2 潛在市場(chǎng)
近年來(lái)，涂塑鋼管應(yīng)用的滲透面越來(lái)越廣，它覆蓋了幾乎所有的工業(yè)部門。然而，在應(yīng)用面上還存在著空白點(diǎn)，有待人們?nèi)ラ_(kāi)發(fā)應(yīng)用，如水煤灰管道和原油管道。
5.2.1 水煤灰管道
火力發(fā)電廠是以煤作為燃料動(dòng)力源來(lái)發(fā)電的。煤燃燒后的沒(méi)回輸送是一大難題。通常是制成水煤灰用管道來(lái)輸送排放。水煤灰中的煤渣對(duì)管壁磨損非常嚴(yán)重，壁厚12mm的鋼管不到2年時(shí)間即被磨穿。目前還找不到一種合適的耐磨涂層。經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，現(xiàn)有的粉末涂料尚不理想。有的電廠用鑄石管作水煤灰管道，耐磨的問(wèn)題解決了。但鑄石管重量大，連接難度高又稱為新的矛盾。研制出一種新的耐磨粉末涂料制成的鋼塑復(fù)合管用于水煤灰管線中是當(dāng)務(wù)之急。一家電廠的水煤灰管道總長(zhǎng)達(dá)幾十公里，這是一種潛在的大市場(chǎng)。
5.2.2 原油管道
粉末涂層完全耐原油腐蝕，而輸送原油的管道埋設(shè)于油田的地下，通常用一個(gè)個(gè)鋼管焊接而成，這樣連接既快又達(dá)到工藝要求。碳鋼管常被原油中的化學(xué)成分爛穿，于是原油大量泄漏。用上了涂塑鋼管后，管接頭的矛盾就突出了，要在接頭處采用焊接法，則內(nèi)涂層修補(bǔ)是一大難題，可從兩個(gè)方面展開(kāi)研究:一時(shí)研制專用接頭，取消焊接工藝；二是采用焊接法，需解決焊接口的涂層修補(bǔ)技術(shù)。解決這兩方面的問(wèn)題都具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。一根原油管道長(zhǎng)約幾十公里乃至幾百公里，石油工人一天就要鋪設(shè)幾公里，十幾公里的管道。有朝一日，涂塑鋼管（主要指粉末涂層鋼管）埋設(shè)于地下的話，這將是一項(xiàng)技術(shù)革新。
6.涂塑裝備的開(kāi)發(fā)與提高
鋼管涂塑裝備自開(kāi)發(fā)研制成功以來(lái)，經(jīng)歷了試用、改造、提高、深化的過(guò)程，大致可歸納如下幾點(diǎn)。
6.1 從無(wú)到有，“憑空”設(shè)計(jì)
第一臺(tái)設(shè)備或第一次使用的設(shè)備都是沒(méi)有樣機(jī)參考，往往是在一張白紙上勾劃出來(lái)，有的干脆借用別的設(shè)備，進(jìn)而逐步加以改進(jìn)。
6.2 產(chǎn)品針對(duì)性強(qiáng)
對(duì)什么樣的管道及管件涂塑，或選用那一種粉末涂料，就研制有針對(duì)性的實(shí)用設(shè)備。
6.3 容易更新?lián)Q代
自制設(shè)備使用一段時(shí)間后，根據(jù)實(shí)際情況，需要改進(jìn)或更新，這并不困難。因?yàn)槠渖婕懊嫘?，成本價(jià)低。而進(jìn)口設(shè)備尤其是大型整機(jī)裝備，要改變結(jié)構(gòu)并非易事。
從一定意義上講，裝備的進(jìn)步程度反映技術(shù)的成熟程度和先進(jìn)水平；涂塑技術(shù)不斷提高，涂塑產(chǎn)品質(zhì)量上等級(jí)和數(shù)量上的系列化，這就要求進(jìn)一步提高涂塑裝備的技術(shù)水平，并形成系列化。
6.4 裝備系列化
同一種設(shè)備可以制成不同規(guī)格的多種型號(hào)，發(fā)揮不同的功能，達(dá)到系列化的程度。 使用起來(lái)也得心應(yīng)手。
6.4.1 根據(jù)生產(chǎn)力分
（1） 對(duì)年產(chǎn)量1000t的裝備，這種類型的裝備比較簡(jiǎn)潔，構(gòu)件不復(fù)雜，機(jī)械化程度較低，但涂塑產(chǎn)品復(fù)雜，多樣化，適應(yīng)性強(qiáng)，通用性高。
（2）對(duì)年產(chǎn)量2000t的裝備，裝備的年產(chǎn)量提高了，機(jī)械化程度隨之增高，設(shè)備較齊全，產(chǎn)品規(guī)格較集中、統(tǒng)一。
（3）對(duì)年產(chǎn)量5000t的裝備，凡年產(chǎn)量達(dá)到5000t的鋼管涂塑裝備，其自動(dòng)化、機(jī)械化程度較高，設(shè)備控制系統(tǒng)、機(jī)械運(yùn)行系統(tǒng)先進(jìn)，產(chǎn)品規(guī)格單一，生產(chǎn)節(jié)拍快，是新型的流水線涂塑裝備。
6.4.2 按鋼管內(nèi)、外壁涂塑方式分
（1）內(nèi)壁涂塑裝備。鋼管內(nèi)壁涂塑是通常的防護(hù)手段，一般是管內(nèi)接觸介質(zhì)，內(nèi)壁需要涂層，而外壁則可采用其他防護(hù)措施。為了滿足需要，進(jìn)一步研制內(nèi)壁涂塑專用裝備，實(shí)用價(jià)值高。
（2） 外壁涂塑裝備。有些輸送的天然氣管道，外壁接觸大氣或土壤，僅僅外壁需求防護(hù)；船用液壓管道，內(nèi)壁接觸機(jī)油，無(wú)需體層，而外壁接觸海水會(huì)銹蝕，需要涂層。根據(jù)這一特點(diǎn)，誕生了專門供外壁涂塑的裝備。
（3）內(nèi)、外壁同事涂塑的裝備，鋼管內(nèi)、外壁都要接觸腐蝕性介質(zhì)的有化工輸酸管道、船用壓載水艙管道等，其內(nèi)、外壁時(shí)要涂塑。為了有效地實(shí)現(xiàn)管內(nèi)、外都有涂層，且同步操作，經(jīng)過(guò)改進(jìn)與提高，這種高效率的涂塑裝備投入了批量生產(chǎn)。
7.展望
與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比，鋼管涂塑在國(guó)內(nèi)的發(fā)展歷史還短，還有很多工作要做，與之相配套的技術(shù)正在向縱深方向發(fā)展和橫向面上拓寬，展望未來(lái)，一個(gè)規(guī)模開(kāi)發(fā)和規(guī)模應(yīng)用的勢(shì)頭正在到來(lái)。
7.1 新的粉末涂料不斷問(wèn)世
粉末涂料的品種層出不窮，原有的品種向系列化方向發(fā)展，新的品種不斷填補(bǔ)空白。尤其是物理、化學(xué)綜合性能俱佳的品種受到人們的歡迎。耐候性、耐溫性、耐磨性、耐強(qiáng)腐蝕性、節(jié)能性以及施工性能好的粉末涂料不斷開(kāi)發(fā)成功，豐富了我過(guò)粉末涂料市場(chǎng)，為鋼管涂塑的大規(guī)模應(yīng)用，從涂料方面提供了保證。
7.2 相關(guān)技術(shù)的配套開(kāi)發(fā)形成規(guī)模
相關(guān)技術(shù)包括管壁的預(yù)處理工藝、管接頭連接工藝、涂層檢測(cè)技術(shù)、涂層修補(bǔ)工藝等的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)朝系列化、規(guī)?；较虬l(fā)展。
7.3 涂塑生產(chǎn)趨向集團(tuán)化
隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)機(jī)制的轉(zhuǎn)換，形成規(guī)模生產(chǎn)的企業(yè)都在組建集團(tuán)，以提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，提高產(chǎn)品的知名度，增加經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，從而推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步。鋼管涂塑的發(fā)展也將遵循這一規(guī)律，向“一條龍”、集團(tuán)化方向邁進(jìn)。
7.4 規(guī)模應(yīng)用，形勢(shì)喜人
像人體中的血管遍布全身一樣，鋼管涉及到國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門，幾乎隨處可見(jiàn)，幾乎都可以用涂塑層來(lái)加以防護(hù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)每年需用鋼管近700萬(wàn)t，若其中10％使用涂塑管的話，其規(guī)模就可觀了。
鋼管涂塑，發(fā)展迅猛，展望未來(lái)，燦爛光明。
作者簡(jiǎn)介
趙永德 ： 研究生學(xué)歷，碩士學(xué)位，中共黨員，研究員，研究生導(dǎo)師；現(xiàn)任所長(zhǎng)，董事長(zhǎng)，總經(jīng)理，負(fù)責(zé)化學(xué)所全面工作。享受國(guó)務(wù)院特殊津貼專家，河南省委省政府優(yōu)秀專家，河南省青年科技獎(jiǎng)獲得者。