中國(guó)報(bào)告大廳網(wǎng)訊，隨著全球經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，鋼管行業(yè)的市場(chǎng)需求呈現(xiàn)出不斷增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，尤其是在新興市場(chǎng)國(guó)家，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的加速直接帶動(dòng)了鋼管需求量的攀升。同時(shí)，全球環(huán)保意識(shí)的日益增強(qiáng)，使得鋼管的環(huán)保性能受到了越來(lái)越多的關(guān)注。在這樣的背景下，傳統(tǒng)鋼管涂裝工藝已難以滿(mǎn)足現(xiàn)代自動(dòng)化生產(chǎn)的高要求，一種集多種功能于一體的自動(dòng)化涂裝線應(yīng)運(yùn)而生，為鋼管制造業(yè)的發(fā)展注入了新的活力。
《2025-2030年全球及中國(guó)鋼管行業(yè)市場(chǎng)現(xiàn)狀調(diào)研及發(fā)展前景分析報(bào)告》指出，鋼管的尺寸存在差異，此自動(dòng)化涂裝生產(chǎn)線主要針對(duì)直徑為 DN15~DN100 的焊管、無(wú)縫鋼管，這些鋼管的長(zhǎng)度在 5.8m~9m。在涂層形式上，有單層防腐、雙層防腐和三層防腐三種類(lèi)型，單層防腐使用耐候性改性環(huán)氧粉末涂料;雙層防腐底層用防腐性環(huán)氧粉末涂料，面層用耐候性聚酯粉末涂料;三層防腐底層用防腐性環(huán)氧粉末涂料，中間層用接枝共聚物粉末涂料，面層用耐候性聚酯粉末涂料。涂敷工藝方面，DN15~DN80 的鋼管采用 6 工位生產(chǎn)，DN100 的鋼管采用 3 工位生產(chǎn)，且熱態(tài)工件連續(xù)輸送，采用熔結(jié)性粉末連續(xù)噴涂(靜電噴涂 + 旋轉(zhuǎn)噴涂)并固化。
該生產(chǎn)線設(shè)計(jì)了集涂裝、打磨、碼垛于一體的自動(dòng)化流水線，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上件、自動(dòng)追管、自動(dòng)噴涂、自動(dòng)打磨、自動(dòng)碼垛等功能，無(wú)需人工輔助及人工轉(zhuǎn)掛，主要設(shè)計(jì)工藝包括：上件→追管→加熱→噴涂→冷卻→轉(zhuǎn)掛→打磨→轉(zhuǎn)掛→碼垛貼標(biāo)。
生產(chǎn)線設(shè)計(jì)了 V 型輥輸送系統(tǒng)，由鋼制 V 型輥輪、鋼結(jié)構(gòu)輥輪支架、動(dòng)力機(jī)構(gòu)、工件限位機(jī)構(gòu)組成。V 型輥輪旋轉(zhuǎn)可輸送鋼管，調(diào)整其與輸送方向的夾角能改變鋼管旋轉(zhuǎn)速度，使鋼管螺旋前進(jìn);工件限位機(jī)構(gòu)用于控制工件輸送速度波動(dòng)。輸送速度可在 0~16m/min 范圍內(nèi)變頻調(diào)速，輸送平穩(wěn)且無(wú)卡滯現(xiàn)象。
中頻加熱：鋼管涂裝采用先加熱后噴涂的方式，加熱采用中頻加熱方式，能快速將鋼管升溫至噴涂所需溫度。中頻加熱系統(tǒng)利用電磁感應(yīng)原理，通過(guò)交變中頻電流經(jīng)感應(yīng)線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，使置于磁場(chǎng)中的鋼管內(nèi)部產(chǎn)生感應(yīng)電流(渦流)，渦流在鋼管自身電阻作用下產(chǎn)生熱量，實(shí)現(xiàn)溫度升高。該系統(tǒng)功率大，能快速加熱到目標(biāo)溫度;頻率低，可保證鋼管內(nèi)外均勻加熱;且無(wú)需直接接觸加熱元件，減少污染和磨損風(fēng)險(xiǎn)，保障下道噴涂工序質(zhì)量。
PVC 材 H 型粉房：噴粉房殼體采用 H 型結(jié)構(gòu)的工程 PVC 塑料制作，底部為金屬支撐結(jié)構(gòu)。工程塑料排斥靜電，不吸附粉末，且阻燃性好，安全性能高。噴粉房頂內(nèi)置照明燈，亮度達(dá) 600Lux。從粉房到旋風(fēng)裝置的整套管道內(nèi)部未涂裝，外部噴淺灰粉。噴房底部有脈沖氣流自動(dòng)清理裝置，保持底部不積粉，方便清理和換色;回收粉可連續(xù)抽吸并返回供粉中心循環(huán)利用，提高粉末利用率和噴涂質(zhì)量，且易于快速換色清理。噴粉房底部?jī)蓚?cè)配有不銹鋼抽吸管道，與底部鋼架結(jié)合，換色清理快捷。噴粉房按氣流方向采用流線型構(gòu)造，內(nèi)部光滑無(wú)死角;照明采用無(wú)影技術(shù)，確保被噴工件質(zhì)量;篩粉系統(tǒng)封閉，通過(guò)傳感器控制，提升智能化，改善工作環(huán)境，實(shí)現(xiàn)無(wú)公害化生產(chǎn)。
旋風(fēng)分離器：這是一種干式氣固分離凈化設(shè)備，利用旋轉(zhuǎn)含塵氣體產(chǎn)生的離心力分離粉末，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)粒徑 10μm 以上的粉末回收效率高，操作和維護(hù)方便，價(jià)格低廉。但對(duì) 5~10μm 以下的細(xì)粉末，尤其是密度小的細(xì)粉末回收效率較低，多用于多級(jí)回收系統(tǒng)的第一級(jí)處理。從噴房抽出的空氣粉末混合體送入旋風(fēng)分離器后，混合體向下形成旋轉(zhuǎn)氣流，重量較大的粉末顆粒被離心甩向壁上，再落到下部集粉中，通過(guò)粉泵輸送到供粉中心重新使用，適合鋼管快速換色噴涂。
濾芯回收過(guò)濾器：作用是分離旋風(fēng)分離器送來(lái)空氣中的微細(xì)粉末?；厥诊L(fēng)機(jī)保證噴房?jī)?nèi)恒定風(fēng)速，經(jīng)過(guò)濾后從風(fēng)機(jī)排出的空氣可排放到車(chē)間。濾芯壓差控制儀作為濾芯回收反吹裝置的智能控制系統(tǒng)，能自動(dòng)測(cè)控濾芯內(nèi)外壓差，當(dāng)壓差升至預(yù)設(shè)值時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)脈沖反吹清洗程序，且具有自動(dòng)優(yōu)化功能，隨工作時(shí)間增加按優(yōu)化程序?qū)嵭忻}沖反吹，可節(jié)省壓縮空氣消耗、延長(zhǎng)濾芯使用壽命、減少人工清理次數(shù)并降低設(shè)備噪音。
供粉中心：可直接放置供粉商提供的粉箱于流化粉桶位置，回收粉末直接進(jìn)入供粉箱;通過(guò)粉位探測(cè)器監(jiān)控粉位，控制粉末傳輸裝置升降，粉末傳輸裝置裝有全部文丘里粉泵和流化氣管，吸粉管、粉泵、供粉管和噴槍內(nèi)部可自動(dòng)清理;自身帶回收系統(tǒng)，噴涂生產(chǎn)和換色時(shí)能防止粉末外溢。
粉末噴槍?zhuān)涸O(shè)計(jì)了 “距離 - 電流 - 電壓” 的高壓控制電路，可消除 “反電離” 現(xiàn)象，克服 “法蘭第籠” 效應(yīng)，使涂膜均勻性好、牢固強(qiáng)度大;可卸式倍壓塊采用 5010A、5010B 環(huán)氧樹(shù)脂材料，灌注的高壓發(fā)生器及 U 型鐵芯內(nèi)置于槍內(nèi)緊鄰噴嘴，能降低電壓損耗，提高上粉率，旋轉(zhuǎn)霧化氣流，對(duì)深腔件、復(fù)雜型材件的噴膜質(zhì)量有較好效果。
鋼管?chē)娡拷Y(jié)束后需快速冷卻，采用水冷方式，設(shè)計(jì)了 1 個(gè)不銹鋼水冷房，采用循環(huán)噴淋式設(shè)計(jì)，鋼管經(jīng)過(guò)時(shí)進(jìn)行噴淋冷卻以快速降溫。水冷房配備循環(huán)水泵、管路 3 套，霧化噴嘴 3 套，切水機(jī)構(gòu) 1 組，水質(zhì)過(guò)濾裝置 1 套，冷卻水塔 1 套，抽風(fēng)機(jī) 1 套。噴淋分 3 段控制，可根據(jù)輸送速度、鋼管直徑等不同進(jìn)行分段控制。水冷房周?chē)鸁o(wú)明明水，水霧不會(huì)濺落在固化保溫通道內(nèi);同時(shí)配備袋式過(guò)濾器，保證水質(zhì)不污染產(chǎn)品表面。
端口打磨：鋼管碼垛打包前需對(duì)端口進(jìn)行打磨，目的是提高密封性，去除端口表面毛刺和氧化物，確保焊接部位平整，防止泄漏;增強(qiáng)安全性，減少焊接缺陷，避免因接口問(wèn)題導(dǎo)致爆管等安全事故;便于安裝和維護(hù)，使端口表面光滑，利于膠圈安裝，減少安裝損傷，方便后續(xù)維護(hù)檢修。自動(dòng)化鋼管端口打磨機(jī)由鋼管旋轉(zhuǎn)裝置、鋼管升降裝置、打磨機(jī)等組成，保證了端口打磨的穩(wěn)定性，目前該在線打磨系統(tǒng)已投入應(yīng)用。
碼垛打包：涂裝及端口打磨后的成品鋼管需進(jìn)行碼垛處理，碼垛功能包括完成鋼管取料、自動(dòng)碼垛成型、成捆覆膜、半自動(dòng)打包、稱(chēng)重和臨時(shí)儲(chǔ)存等，設(shè)備由儲(chǔ)料排管臺(tái)架、自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)、自動(dòng)碼垛機(jī)、打包系統(tǒng)等組成。其工藝流程為：?jiǎn)胃×稀鷨胃喂堋姶虐徇\(yùn)→單層對(duì)齊→單層鋼管成型→管捆橫向輸送→堆垛→堆垛繼續(xù)工作→管捆縱向輸送→纏繞機(jī)自動(dòng)繞膜→自動(dòng)困扎→存儲(chǔ)→吊高→出料→稱(chēng)重。碼垛機(jī)依據(jù)鋼管規(guī)格不同，生產(chǎn)效率、每次堆垛打包的數(shù)量及重量存在差異，鋼管越細(xì)，單次打包數(shù)量越多，反之越少。
該自動(dòng)化鋼管涂裝線通過(guò)全程自動(dòng)化控制，顯著提高了生產(chǎn)效率，相比傳統(tǒng)手工涂裝，能連續(xù)作業(yè)，減少停機(jī)時(shí)間，大幅提升生產(chǎn)速度和產(chǎn)量;先進(jìn)的噴涂系統(tǒng)使涂料的噴涂量、位置和角度精確可控，減少人為誤差，保證每根鋼管的涂層均勻一致，提升產(chǎn)品整體質(zhì)量;全線自動(dòng)化減少了對(duì)人工的依賴(lài)，只需少量操作人員監(jiān)控和維護(hù)設(shè)備，降低了勞動(dòng)力成本，減少因人為失誤導(dǎo)致的廢品率，節(jié)約生產(chǎn)成本，同時(shí)減少人員直接接觸化學(xué)品和噴涂設(shè)備，降低工人健康風(fēng)險(xiǎn)。
自動(dòng)化在線打磨系統(tǒng)能連續(xù)、穩(wěn)定工作，通過(guò)精確控制打磨力度和位置，確保產(chǎn)品表面處理的一致性和高質(zhì)量。
自動(dòng)化在線碼垛系統(tǒng)通過(guò)精準(zhǔn)定位和抓取，避免人為錯(cuò)誤，保證產(chǎn)品堆疊整齊度和穩(wěn)定性，該系統(tǒng)可靠性強(qiáng)、包裝碼垛精度高，能提高包裝和碼垛效率，降低企業(yè)運(yùn)行成本。
經(jīng)耐鹽霧測(cè)試及劃格測(cè)試等試驗(yàn)，通過(guò)該生產(chǎn)線制造的鋼管，防腐等級(jí)高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，且涂裝效率較傳統(tǒng)涂裝設(shè)備提升 200% 以上。
此研究將鋼管制造業(yè)中傳統(tǒng)獨(dú)立的涂裝、打磨和碼垛工藝段，通過(guò)巧妙的輸送機(jī)構(gòu)和自動(dòng)轉(zhuǎn)掛裝置整合在一條自動(dòng)化流水線上，具有諸多優(yōu)勢(shì)。它降低了設(shè)備投入成本，將原本三次的設(shè)備投入變?yōu)橐淮危瑴p少設(shè)備費(fèi)用 40% 以上;減小了設(shè)備占地面積，提升廠房空間利用率;減少了人工轉(zhuǎn)運(yùn)、人工打磨、人工包裝等操作，降低人工成本，提升安全性;還提升了涂裝生產(chǎn)效率和涂層質(zhì)量。
該項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了技術(shù)性的突破和跨越，具備自動(dòng)輸送、高效噴涂、快速冷卻、在線打磨、在線碼垛等功能，設(shè)計(jì)的鋼管輸送追管和接管技術(shù)提高了生產(chǎn)效率，鋼管兩端在線打磨裝置改變了傳統(tǒng)線下打磨工藝，終端碼垛技術(shù)實(shí)現(xiàn)了鋼管自動(dòng)化捆扎、纏繞和碼垛功能。其自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)效率高，提升了鋼管行業(yè)涂裝生產(chǎn)線檔次，增強(qiáng)了同類(lèi)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，為鋼管制造廠家的涂裝生產(chǎn)線設(shè)計(jì)提供了有益參考和借鑒。
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