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钢绞线的用途与市场
发布时间:2019-08-13 17:06浏览次数:

       本文详细介绍了环氧涂层钢绞线(钢筋)的性能及应用,讨论了钢绞线(钢筋)的发展历程、涂装工艺和粉末涂料的性能要求,具有一定的指导意义。

  1 钢绞线的用途与市场

  钢绞线(又称钢缆)主要用作桥梁建筑的荷重结构材料。钢绞线产品对防腐和耐盐雾性能要求非常高(特别是沿海或跨海桥梁),应通过3000h的盐雾试验指标。高等级公路冬季为防止路面结冰,常在路面洒盐防冻,因而要求水泥制品中的钢筋具有优异的耐盐水腐蚀性能。高层建筑使用的钢筋也要求具有强的抗腐蚀性能以延长使用寿命。环氧涂层钢绞线(钢筋)可使建筑物用寿命提高3~6倍。这种新颖的防腐蚀性能优异的钢绞线(钢筋)受到国内外的广泛关注,这是粉末涂装工艺又一崛起的应用新领域。

  在经济危机的今天,大力发展交通设施建设成为拉动内需的重要动力之一。按照铁道部《中长期铁路网规划调整方案》精神,到2020年包括“四纵四横”八条高速客运专线、三大经济区域城际客运专线等在内的新建高铁里程将达到1.6万km,另外在这些铁路线上需要架设的桥梁数量是相当可观的,公路网的发展也同样需要架设大量桥梁。铁路及桥梁建设对环氧涂层钢筋的需求量将成倍增长,市场潜力巨大。

  目前钢绞线的年产量约为160~200万t。其中环氧涂层钢绞线(钢筋)按20%计,其产量为32~40万t。每吨环氧涂层钢绞线(钢筋)需用环氧粉末涂料约50~70kg,意味着目前该领域年需求1.6~2万t环氧粉末涂料。钢绞线(钢筋)产量的年增长率超过20%。环氧涂层钢绞线(钢筋)的应用比例也在逐年速增。因此对粉末涂料行业来说环氧涂层钢绞线(钢筋)是很有吸引力的市场。

  2 钢绞线产品结构

  钢绞线一般由7根钢丝(线芯)绞制而成,绞线直径规格有¢9.3、¢9.5、¢10.8、¢11.1、¢12.4、¢12.7和¢15.2等多种。如图1所示,6根线芯围绕中心钢丝绞合制成单元钢绞线。根据需要再由多根单元钢绞线拼合成不同规格的钢缆(大直径达1m左右)。本文将主要介绍单元钢绞线产品及制作工艺。

  第一代钢绞线是由涂敷防锈油脂的线芯绞制而成的,其外挤包热塑性材料护套,如图1所示。这类钢绞线的抗盐雾性能不理想,但价格相对较低,在目前市场上仍占有相当份额。

  第二代钢绞线是由镀锌线芯绞合制成的。镀锌层具有阴极保护作用,有效提高了钢绞线的防腐蚀性能和使用寿命,是当前国内防腐要求高的桥梁所选用多的钢绞线产品。但是沿海或跨海桥梁因盐雾中的氯离子对镀锌层的腐蚀危害很大,其使用寿命受到限制。

  第三代钢绞线是带有环氧涂层的钢绞线。的环氧涂层能有效阻止氯离子的渗透。有机涂层受盐雾侵蚀比金属镀层要小得多,所以其抗腐蚀性能明显优于镀锌钢绞线。因而国内外对它的研究和应用都非常重视。

钢绞线

  3 国内生产状况

  于2002年成功开发了全涂覆环氧涂层钢绞线涂装工艺与装备并投入生产。凭借科技力量通过4年努力成功开发了涂覆填充式环氧涂层钢绞线的静电涂装生产线,已于2008年通过鉴定。

  4 涂装工艺及装备

  4.1 全涂覆环氧涂层钢绞线

  该类涂层钢绞线的制备方法是通过拆合器先将钢绞线的7根线芯拆开,对每根线芯表面进行粉末静电喷涂,涂层采用中频加热方式固化,水冷后再通过拆合器将线芯绞合成带有环氧涂层的钢绞线,涂层厚度120~200µm。

  该工艺特点是每根线芯表面全部涂有环氧涂层,涂层充分固化后进行水冷却,预绞合。生产线运行速度约15m/mim,受两个拆合机构之间距离的限制,涂层经中频加热至水冷这段距离的运行时间较短(约13s左右),因此要求环氧粉末须在高温下快速固化,且成品质量对环境温度变化的影响比较敏感,需要通过严格掌控工艺参数来确保产品质量的稳定。

  这类涂层钢绞线虽然每根线芯表面都覆盖有环氧涂层,但线芯之间存在间隙,成为涂层容易发生腐蚀的的薄弱点。目前国内桥梁建造中,这类钢绞线的用量正在逐年增加。

  4.2 涂覆填充式环氧涂层钢绞线

  这类涂层钢绞线是当前防腐蚀性能好的钢绞线,制造方法是钢绞线清洗油污后,经中频加热至200℃以上,用拆合器分开各个线芯,进入静电云雾室进行粉末静电热涂装,线芯边绞合边涂覆粉末。钢绞线在云雾室内完成绞合的同时,线芯之间的空隙也全部由环氧粉末填充满。借助钢绞线的热量,使环氧粉末与钢绞线里外表面熔结成整体,工艺流程如图3所示。

  涂覆填充式环氧涂层钢绞线的防腐蚀性能极其优良。它不仅将线芯之间的空隙全部用环氧粉末填充满,并使线芯冠顶的涂层厚度大大提高,能够满足ISO14655-1999标准中规定的400~900µm的厚度要求。

  5 环氧粉末涂料

  涂覆填充式环氧涂层钢绞线用的环氧粉末涂料有2个技术指标要求非常高。其一是冲击强度,按标准要求在测试温度23±2℃,涂层厚度400~700µm条件下需要通过9N·m(90kgNaN)的冲击试验。其二是抗弯曲性能:按标准要求测试温度20~30℃,线芯冠顶涂层厚度400~700µm条件下应通过180°弯曲试验。为严酷的技术要求是线芯之间超过1000µm的涂层厚度下也不允许出现裂纹或裂缝。涂覆填充式环氧涂层钢绞线用的环氧粉末主要性能要求见表1。

  全涂覆环氧涂层钢绞线的环氧涂层厚度为120~200µm。涂层性能要求虽然不如涂覆填充式环氧涂层钢绞线那样严酷,但因固化时间极短(只有10s),在生产过程中环境温度对固化程度影响较大。为确保涂层充分固化,涂装厂家须严格控制生产工艺参数。

  对制粉厂家来说,要实现粉末涂料的快速固化,将给粉末涂料的生产、运输和储存带来一定的负面影响,直接影响涂层钢绞线的质量。

  6 结语

  综上所述,环氧涂层钢绞线(钢筋)在刚刚兴起,在当今铁路、桥梁、建筑物等建设中越来越受到人们的关注和青睐,应用领域逐渐扩大。相信在制粉企业、交通部门、涂装企业等上中下游企业的通力合作下,环氧涂层钢绞线(钢筋)技术将不断完善,从而为国民经济建设做出应有的贡献。

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