CN101368660A

CN101368660A - 管道防腐层补口方法及一体化补口机

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Publication number: CN101368660A
Application number: CNA2008100462927A
Authority: CN
Inventors: 吴发东
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-10-16
Filing date: 2008-10-16
Publication date: 2009-02-18
Also published as: CN101504104B; CN101504104A

Abstract

一种能连续成型管道三层PE补口防腐层的补口方法及一体化补口机。其补口方法是：沿补口处钢管段外圆周依序设置钢管加热、环氧涂料喷涂、防腐层边缘加热、复合带缠绕、复合带滚压、补口防腐层加热、补口防腐层滚压诸工序及其相应的工序部件，并使各工序部件在沿钢管外圆周转动中依工序顺次连续作业形成三层PE补口防腐层。一体化补口机是可套装在管道上的可开合圆环筒形结构，其固定机架支撑和固定在补口管段的外圆周上；转动机架通过圆周导向机构与固定机架进行圆周导向连接；各工序部件依工序顺次安装在转动机架圆周上；动力驱动转动机架沿管道转动，带动各工序部件沿管道外圆周连续转动作业。

Description

管道防腐层补口方法及一体化补口机

技术领域

本发明涉及一种带防腐层钢质管道在其对接环向焊缝处的防腐层补口工艺方法及其设备，尤其是在施工现场一次装卸、机械化连续成型管道三层PE补口防腐层的补口方法及实现这种方法一体化补口机。

背景技术

目前，公知的三层PE外防腐钢管在对接环向焊缝处的防腐层补口工艺方法是：当防腐管道补口部位预处理完成后，在管道补口部位管段环外依次分别设置钢管预热、熔结环氧粉末喷涂、复合带缠绕、固定片粘贴、补口防腐层加热、补口防腐层滚压各工序，分别采用机械和手工方式间断作业，形成管道的三层PE补口防腐层。在防腐补口方法中所采用的复合带为共聚物胶层和PE层预先复合为一体的带状材料。

在组成的各工序中：钢管预热和补口防腐层加热均是燃气远红外加热方式，两工序是分次采用同一台燃气加热器对补口部位管道段的整个圆环筒形表面同时加热；熔结环氧粉末喷涂是静电粉末喷涂方式，采用的喷粉机在补口部位管道段圆周表面纵向均布n排喷粉枪，喷粉机沿管道外表面旋转略多余1/n圈的角度，实现对补口部位全管段表面的熔结环氧粉末喷涂；复合带缠绕和固定片粘贴均是手工作业方式，先在补口部位管段外表面缠绕复合带，然后在其搭接边缝处手工粘贴固定片固定；补口防腐层滚压是手工工具作业方式，使用手持式压辊工具在加热了的已缠绕复合带管段外表面滚压成型补口防腐层。

目前，公知实现钢管三层PE防腐层补口方法的设备由多台分体的机具和装置组成，包含燃气加热器及其配套的燃料供气装置、喷粉机及其配套的供粉装置、手工工具组成。燃料供气装置和供粉装置都是通用设备，通过电缆、供气和供粉软管与燃气加热器和喷粉机连接，用于提供和输送作业所需的燃料气、环氧粉末、压缩空气和电源，它们置于补口管道附近的专用运输机具上便于移动搬迁。

燃气加热器为燃气远红外加热方式，整体上是可套装在管道补口部位外圆周的圆环筒形结构，由可开合固定机架和安装其上的加热板组组成，圆筒结构由2～3段弧形构件首尾相连铰接构成，在圆筒结构一侧留有开口并安装有开合锁，便于燃气加热器打开套在补口部位的管道上或从上卸下。作业时，补口管段周向的一圈加热板组对补口管段同时加热。

喷粉机由转动机架、喷粉枪、支撑滚轮构成，整体上是可套装在管道补口部位外圆周的圆环筒形结构。转动机架是由2～3段弧形构件首尾相连铰接构成的圆环筒形机架，其圆周一侧留有开口并安装有开合锁，便于转动机架打开套在补口部位的管道上或从上卸下；转动机架的圆周上安装多个支撑滚轮，支撑滚轮的滚轮支撑在管道外圆周，以便转动机架沿管道外圆周转动；转动机架的圆周上，沿补口管段圆周表面母线上方纵向均布安装n排喷粉枪，每排有2把喷粉枪。作业时，喷粉枪在喷涂作业的同时，随转动机架沿管道外圆周转动略多余1/n圈，便将补口部位钢管的外圆周全部喷涂上涂料。

防腐补口作业时，先对管道补口部位进行除锈、除油污、清理杂物等预处理，达到要求后，安装燃气加热器，对管道防腐层补口处进行钢管预热，达到温度后移开燃气加热机，再安装喷粉机，喷粉机在围绕管道圆周转动的同时对补口处钢管段表面喷涂熔结环氧粉末涂料，喷涂在管道上的熔结环氧粉末涂料吸收钢管的热量熔融为涂层；喷涂完毕，拆除喷粉机，手工缠绕复合带并粘贴固定片；移回燃气加热器对补口处的复合带进行补口防腐层加热，达到所需温度后拆除燃气加热器，再使用手工压辊对补口防腐层滚压成型。

但是，公知的管道三层PE补口防腐层成型的作业方法是半机械半手工的间断作业方式，作业设备是多台分体式机具组，需要多次装卸机具，作业效率低。

发明内容

为了克服现有管道三层PE补口防腐层成型是半机械半手工的间断作业方法，作业设备是多台分体式机具组，需要多次装卸机具，作业效率低的不足，本发明提供一种连续成型管道三层PE补口防腐层的补口方法和实现这种方法的一体化补口机，使管道三层PE补口防腐层成型作业能使用一台一体化补口机，在一次装卸条件下机械化连续成型管道三层PE补口防腐层，提高作业效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案由连续成型管道三层PE补口防腐层的补口方法和实现这种方法的一体化补口机方案构成。

实现管道三层PE补口防腐层成型的补口方法是：防腐管道补口部位预处理完成后，沿补口部位钢管段外圆周上周向依序设置钢管加热、环氧涂料喷涂、防腐层边缘加热、复合带缠绕、复合带滚压、补口防腐层加热、补口防腐层二次滚压诸工序，并使各工序在沿补口部位钢管段外圆周转动中依序且连续作业成型三层PE补口防腐层。在连续成型补口方法中所采用的复合带为共聚物胶层和PE层预先复合为一体的带状材料。

在组成补口方法的各工序中：钢管预热工序是电感应或火焰的加热方式，加热中是先对补口钢管段局部圆弧加热，然后在转动中逐步且连续实现对整个补口钢管段加热；环氧涂料喷涂工序是静电粉末喷涂方式或高压无气喷涂方式，喷涂中先沿补口管段母线一定带宽上喷涂熔结环氧粉末涂料或液体环氧涂料，然后在转动中逐步且连续实现对整个补口钢管段外表面喷涂环氧涂料层；防腐层边缘加热工序的加热方式是远红外线加热或电热加热或热风加热或微波加热，加热能源是电源或燃料，防腐层边缘加热位置为两处，分别设置在补口管段表面相同母线上的两端，同时对复合带与原管道防腐层将搭接的局部圆弧部位加热，或仅对复合带或仅对原管道防腐层将搭接的局部圆弧部位加热，然后在转动中逐步且连续实现对补口管段两侧原有防腐层或复合带两侧的将搭接全圆环带部位加热；复合带缠绕工序中，复合带先由机械夹持送进再松开挟持自由导向，然后配合压辊滚压并拖动的方式进行缠绕，使复合带缠绕工序在转动中逐步且连续的实现对整个补口管段的复合带缠绕包覆；复合带滚压和补口防腐层滚压工序均是机械送进并使压辊滚动的压合方式，压辊轴线位置与管道母线平行，然后在转动中逐步且连续实现对整个补口防腐层表面的滚动压合；补口防腐层加热工序的加热方式是远红外线加热或电热加热或热风加热或微波加热，加热能源是电源或燃料，先对补口管段局部圆弧加热，然后在转动中逐步且连续实现对整个补口防腐层的加热。

实现补口方法的设备是由一体化补口机和供电、供压缩空气、供环氧涂料、供燃料等通用装置组成，各通用装置与一体化补口机通过电缆、软管相连接，提供三层PE补口防腐层成型作业中所需的电源、气源、环氧涂料和燃料。各通用装置载于管道附近的专用运输机具上便于移动搬迁。

实现补口方法的一体化补口机方案是：一体化补口机整体上是可套装在管道补口部位上的可开合圆环筒形结构，是一次装卸、机械化连续成型三层PE补口防腐层的单台机具，由固定机架、固定支腿、支撑滚轮、圆周导向机构、各工序部件、转动机架、驱动机构、开合锁、开合机构、电刷机构部件组成。其中各工序部件分别依序是钢管加热器、喷涂器、防腐层边缘加热器、送进导向机构、一次压合辊、补口防腐层加热器、二次压合辊，各工序部件依序对应并分别用于完成钢管加热、环氧涂料喷涂、防腐层边缘加热、复合带缠绕、复合带滚压、补口防腐层加热、补口防腐层滚压各工序。

固定机架由其圆周分布安装的多个固定支腿和支撑滚轮将其支撑并固定在管道补口部位的外圆周上；转动机架通过圆周导向机构与固定机架沿管道圆周方向进行导向连接；而各工序部件分别依序布置且安装在转动机架圆周上；固定机架上安装有驱动机构，动力经驱动机构驱动转动机架，使之沿补口管道段的外圆周转动作业；电刷机构由固定机架上安装的电刷和转动机架上安装的电刷环组成，电刷和电刷环间为滑动电连接，便于将地面上的电源接入转动机架上安装的用电部件。由于转动机架在管道外圆周上只转动略多于一圈，所以其上连接的软管不会缠绕管道而得以完成管道三层PE的补口防腐层成型作业。

固定机架和转动机架分别是由n件弧形构件首尾顺序铰接构成的可开合的开口圆环筒形机架，固定机架的铰接构件是n—1个固定机架铰轴，转动机架的铰接构件是n—1个转动机架铰轴；当转动机架开合端转动到与固定机架开合端相同位置时，转动机架上的n—1个转动机架铰轴应与n—1个固定机架铰轴处于共轴线状态，此时方可开启或闭合一体化补口机。在固定机架可开合两端上安装有开合锁，便于圆环筒形机架在开启时的开锁或闭合时的锁合；固定机架上还安装有开合机构，在动力驱动下，开合机构便可开启或闭合固定机架的圆环筒形机架开合端两侧的弧形构件，同时通过圆周导向机构带动转动机架同步开启或闭合，以便于一体化补口机套装到管道上或从管道上卸下。

在一体化补口机中，钢管加热器是电感应加热器或火焰加热器；喷涂器是静电粉末喷涂器或高压无气喷涂器，被安装在转动机架上且沿补口管段表面母线上方布置1～2把喷枪；送进导向机构是夹滚式，补口作业前先供复合带安装，作业开始时送进复合带，复合带(5)开始缠绕后仅对复合带进行导向；防腐层边缘加热器和补口防腐层加热器是电热加热器或电热风加热器或电热远红外线加热器或火焰远红外线加热器或火焰加热器或微波加热器；固定机架是金属板结构、带状结构、链条结构中的一种或其中两种结构组合。圆周导向机构是固定机架和转动机架间安装的可相对转动的导向机构，是滚动型圆周导向机构或滑动型圆周导向机构，安装在固定机架圆周上的圆周导向机构的构件对转动机架沿轴向限位并沿周向导向。

采用本发明的补口方法和一体化补口机作业时，先对管道补口部位进行除锈、除油污、清理杂物等预处理，达到要求后，将一体化补口机套装在钢管上，再将复合带装夹在送进导向机构的夹辊中，连接上软管和电缆后启动一体化补口机，转动机架在圆周导向机构构成的轨道上沿补口管段外圆周转动，安装在转动机架上的各工序部件在连续转动过程中依序在补口部位的管段上完成钢管加热、环氧涂料喷涂、防腐层边缘加热、复合带缠绕、复合带滚压、补口防腐层加热、补口防腐层二次滚压各工序，在补口管段表面上形成环氧涂层、共聚物胶和PE的三层结构补口防腐层，然后驱动转动机架转动到与固定机架的开合端处于相同位置时打开一体化补口机的固定机架，将一体化补口机从管道上卸下，完成防腐层补口作业，从而达到单机一次装卸、机械化连续成型补口防腐层、提高作业效率的目的。

本发明的有益效果是，采用三层PE补口防腐层连续成型的补口方法和使用实现这种方法的一体化补口机、在一次装卸条件下机械化连续成型管道三层PE补口防腐层，提高作业效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的补口方法原理图。

图2的A—A剖视图是一体化补口机横剖面右视图。

图3的B—B剖视图是一体化补口机纵剖面主视图。

图4是图2的C—C剖视图。

图5是图2的D—D剖视图。

图6是图2的E—E剖视图。

图7是图2的F—F剖视图。

图8是图3的I部局部放大图。

图中1.钢管，2.钢管加热器，3.喷涂器，4.防腐层边缘加热器，5.复合带，6.送进导向机构，7.一次压合辊，8.补口防腐层加热器，9.二次压合辊，10.固定机架，11.转动机架，12.圆周导向机构，13.固定支腿，14.支撑滚轮，15.固定机架铰轴，16.转动机架铰轴，17.开合锁，18.驱动机构，19.开合机构，20.电刷，21.电刷环。

具体实施方式

在图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示的实施例中，钢管(1)对接焊接后相对地面固定，本发明的一体化补口机作业时套装在补口部位钢管的外圆周。固定机架(10)由其圆周分布安装的多个固定支腿(13)和支撑滚轮(14)将其支撑并固定在管道补口部位的外圆周上；转动机架(11)通过圆周导向机构(12)与固定机架(10)沿管道圆周方向进行导向连接；各工序部件钢管加热器(2)、喷涂器(3)、防腐层边缘加热器(4)、送进导向机构(6)、一次压合辊(7)、补口防腐层加热器(8)、二次压合辊(9)分别安装在转动机架(11)上且沿管道外圆周依序布置；固定机架(10)上还安装有驱动机构(18)，动力经驱动机构(18)驱动转动机架(11)，使之沿补口管道段的外圆周转动；电刷机构由固定机架(10)上安装的电刷(20)和转动机架(11)上安装的电刷环(21)组成，电刷(20)和电刷环(20)间为滑动电连接，便于将地面上的电源接入转动机架(11)上安装的用电工艺部件。

固定机架(10)和转动机架(11)分别是由3块弧形钢板构件首尾顺序铰接构成的可开合的开口圆环筒形机架，固定机架(10)的铰接构件是2个固定机架铰轴(15)，转动机架(11)的铰接构件是2个转动机架铰轴(16)；当转动机架(11)开合端转动到与固定机架(10)开合端相同位置时，转动机架(11)上的2个转动机架铰轴(16)应与2个固定机架铰轴(15)处于共轴线状态，此时方可开启或闭合一体化补口机。固定机架(10)可开合两端上安装有开合锁(17)，便于圆环筒形机架在开启时的开锁或闭合时的锁合；固定机架(10)上安装有气动式开合机构(19)，在气缸动力驱动下，开合机构(19)便可开启或闭合固定机架(10)开合端两侧的弧形构件，同时通过滚动式圆周导向机构(12)带动转动机架(11)同步开启或闭合，以便于一体化补口机套装到管道上或从管道上卸下。

在一体化补口机实施例中，钢管加热器(2)是电感应加热器；喷涂器(3)是静电粉末喷涂器，喷涂器(3)被安装在转动机架(11)上且沿补口管段表面母线上方布置2把喷枪；送进导向机构(6)是两夹滚式，补口作业前夹持安装复合带(5)，作业开始时夹滚转动送进复合带(5)，当一次压合辊(7)将复合带(5)压合在钢管(1)表面上后，转动机架(11)带动复合带(5)开始缠绕，送进导向机构(6)的两夹滚张开，送进导向机构(6)仅对复合带(5)进行导向；防腐层边缘加热器(4)和补口防腐层加热器(8)是电热远红外线加热器；固定机架(10)是金属板结构；圆周导向机构(12)是滚动型圆周导向机构，由安装在固定机架(10)圆周上的圆周导向机构(12)的滚轮周向夹持转动机架(11)，并使之沿轴向限位并沿周向导向，以使其可沿管道外圆周转动。

Claims

1.一种管道防腐层补口方法，当防腐管道补口部位预处理完成后，在管道补口部位管段环外设置钢管预热、环氧涂料喷涂、复合带缠绕、补口防腐层加热、补口防腐层滚压各工序，其特征是：在环氧涂料喷涂、复合带缠绕工序间增加防腐层边缘加热工序，在复合带缠绕和补口防腐层加热工序间增加复合带滚压工序，重新编制后的钢管加热、环氧涂料喷涂、防腐层边缘加热、复合带缠绕、复合带滚压、补口防腐层加热、补口防腐层滚压诸工序沿补口部位钢管段外圆周上周向依序设置，并使各工序在沿钢管外圆周转动中依序连续作业成型三层PE补口防腐层。

2.根据权利要求1所述的管道防腐层补口方法中的钢管预热工序，其特征是：先对补口钢管段局部圆弧加热，然后在转动中逐步且连续实现对整个补口钢管段的加热。

3.根据权利要求1所述的管道防腐层连续成型补口方法中的防腐层边缘加热工序，其特征是：防腐层边缘加热位置为两处，分别设置在补口管段表面相同母线上的两端，同时对复合带与原管道防腐层将搭接的局部圆弧部位加热，或仅对复合带或仅对原管道防腐层将搭接的局部圆弧部位加热，然后在转动中逐步且连续实现对补口管段两侧原有防腐层或复合带两侧的将搭接全圆环带部位加热。

4.根据权利要求1所述的管道防腐层补口方法中的复合带缠绕工序，其特征是：复合带先由机械夹持送进再松开挟持自由导向，然后配合压辊滚压并拖动的方式进行缠绕，使复合带缠绕工序在转动中逐步且连续的实现对整个补口管段的复合带缠绕包覆。

5.一种管道防腐层一体化补口机，整体上是可套装在管道补口部位上的可开合圆环筒形结构，其特征是：一体化补口机是一次装卸、机械化连续成型三层PE补口防腐层的单台机具，由固定机架、固定支腿、支撑滚轮、圆周导向机构、各工序部件、转动机架、驱动机构、开合锁、开合机构、电刷机构部件组成，其中各工序部件分别依序是钢管加热器、喷涂器、防腐层边缘加热器、送进导向机构、一次压合辊、补口防腐层加热器、二次压合辊；固定机架由其圆周分布安装的多个固定支腿和支撑滚轮将其支撑并固定在管道补口部位的外圆周上；转动机架通过圆周导向机构与固定机架沿管道圆周方向进行导向连接；而各工序部件分别依序布置且安装在转动机架圆周上。

6.根据权利要求5所述的一体化补口机，其特征是：固定机架和转动机架分别是由n件弧形构件首尾顺序铰接构成的开口圆环筒形机架，固定机架的铰接构件是n—1个固定机架铰轴，转动机架的铰接构件是n—1个转动机架铰轴；当转动机架开合端转动到与固定机架开合端相同位置时，转动机架上的n—1个转动机架铰轴应与n—1个固定机架铰轴处于共轴线状态。

7.根据权利要求5所述的一体化补口机，其特征是：各工序部件钢管加热器、喷涂器、防腐层边缘加热器、送进导向机构、一次压合辊、补口防腐层加热器、二次压合辊分别依序布置且安装在转动机架圆周上。

8.根据权利要求5所述的一体化补口机，其特征是：固定机架是金属板结构、带状结构、链条结构中的一种或其中两种结构组合。

9.根据权利要求5所述的一体化补口机，其特征是：圆周导向机构是滚动型圆周导向机构或滑动型圆周导向机构，由安装在固定机架圆周上的圆周导向机构的构件对转动机架沿轴向限位并沿周向导向。

10.根据权利要求5所述的一体化补口机，其特征是：电刷机构由固定机架上安装的电刷和转动机架上安装的电刷环组成，电刷和电刷环间为滑动电连接。