CN101876073A

CN101876073A - 一种高分子陶瓷管道内衬的搪涂工艺方法及其搪涂装置

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Publication number: CN101876073A
Application number: CN 201010137904
Authority: CN
Inventors: 于武昌; 袁茂豪; 袁超; 罗招梅; 杨绍军
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2010-11-03

Abstract

本发明公开了一种高分子陶瓷管道内衬的搪涂工艺方法及其搪涂装置，先按比例将陶瓷粉末与高分子材料和辅剂充分搅拌融合形成混合物，根据内衬长度和厚度计算出混合物加入量，先将管道一端密封，将定量的混合物压入管道内，再将管道另一端密封，将两端已密封的管道装在搪涂装置中恒温加热箱内的旋转装置上，启动恒温加热箱和搪涂机，使管道在50-150℃温度下旋转离心搪涂成型固化，完全固化后，打开管道两端，完成管道内衬搪涂。本发明所述管道内衬不仅强度好、硬度高、耐高温又耐腐蚀，而且内衬厚度均匀、致密耐磨，使用寿命长。同时该搪涂装置结构简单，操作方便，搪涂效率高，可实现规模化生产，广泛适用于石油采油管、天然气采气管、石油和天然气输送管以及各种化工用管和各种城市用管内衬加工。

Description

一种高分子陶瓷管道内衬的搪涂工艺方法及其搪涂装置

技术领域

本发明涉及用于采油、燃气输送及化工管道内衬的加工方法和加工装置。

背景技术

随着经济的快速发展，石油、天然气燃料需求量的迅速猛增，石油的开采从高含油量到现在的高含水量，从以前所抽上来的原油含油量达到80％-90％，到现在大部份原油中含油量只有20％-35％，由于含油量的不断下降，输油、气管道内水蒸汽、硫化氢、二氧化碳等物质增多，管道腐蚀和穿孔以及采油管偏心磨损问题越来越严重，使之换管的频率越来越高，管道报损相当严重，给企业造成了巨大的经济损失，给社会带来了极大的危害。目前，针对采油(气)管出现的这些问题所采用的处理主要方法有下列几种，这些方法虽然各自具有一些优点，但它们存在有下列问题：1，如采用HDPE(高密度聚乙烯)内衬作为石油管内衬，其缺点在于不能耐高温.HDPE(高密度聚乙烯)的脆化温度在75度左右.而熔点温度在130度，而采油井下温度绝大部份都在100度以上.并且在一定温度不耐磨；2，如由国内重点大学所发明的自漫燃法内衬管道.该种方法只能用于大型管道，并且内衬厚度不能小于6-8mm.且在其冷却当中大部分会有开片现象.不适用于采油管；3，如喷涂合金材料法，采用将树脂和合金材料混合通过高压无空气喷涂在管内壁进行防腐处理，此工艺方法不仅要求涂料粘度非常严格，对施工环境气候要求高，工艺复杂、操作不方便、效率低，涂层只能达到150-300μm，而且容易产生挂流，出现内衬与管壁相接不紧，内衬容易碎掉落，高温下树脂易软化，并因合金层太过于硬，使井杆容易磨坏；4，如电镀合金法，因成本太高，无法适应市场的要求。因此现有工艺方法还不能很好地解决管道内衬加工的技术问题，满足不了市场的需求，造成经济损失每年达到几百亿之多，全球更是在两千亿之上。因此管道防腐问题已成为全球化的技术问题。如何避免和减少管道磨损，提高管道的防腐技术，延长管道的使用寿命已迫在眉睫。

发明内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种不仅工艺简单、操作方便、加工效率高，且耐温和耐磨高、耐腐蚀强、使用寿命长，使用成本低，节约金属材料的高分子陶瓷管道内衬的搪涂工艺方法及其搪涂装置。

本发明所述一种高分子陶瓷管道内衬的搪涂工艺方法是：

1、按比例将陶瓷粉末与高分子材料和辅剂充分搅拌融合形成混合物，

2、根据管道内衬长度和厚度计算出混合物加入量，先将管道一端密封，将定量的混合物压入管道内，再将管道另一端密封，

3、将两端已密封的管道装在搪涂装置中恒温加热箱内的旋转装置上，

4、启动恒温加热箱和搪涂机，使管道在50-150℃温度下旋转离心搪涂成型固化，

5、完全固化后，打开管道两端，完成管道内衬搪涂。

本发明所述高分子陶瓷搪涂工艺方法是在旋转的离心装置(机)实现的，利用离心装置产生的离心力来实现管道内衬的涂覆、成型和固化，使内衬成型更完整，内衬厚度更均匀和致密，解决了现有技术中管道内衬采用喷涂、压涂、浸涂所存在的问题。

本发明所述高分子材料为热固性树脂，如酚醛树脂和环氧树脂等，所述管道在50-150℃温度下先以不超过50转/分钟的转速低速旋转1-3分钟，而后以300-1000转/分钟的转速高速旋转5-30分钟，待管道内衬完全固化后，将管道两端密封头打开，再对管道内衬进行打磨清理。所述高分了陶瓷搪涂内衬厚度为0.5-10毫米、维氏硬度大于500HV、抗压强度大于250MPa、磨损率小于0.05％、耐温度大于150℃。

本发明所述搪涂装置，它包括电动机、恒温加热箱、传动轴、联轴器、控制器、密封头、托轮、在基座上设置有恒温加热箱，在恒温加热箱一端设置有传动轴，所述传动轴一端伸入到恒温加热箱内，在伸入到恒温加热箱内的传动轴一端上连接有联轴器，所述联轴器与管道上的密封头相连，在管道两端上的密封头之间设置有可支撑管道旋转的托轮，使管道内高分子陶瓷离心搪涂成型固化形成内衬，所述传动轴另一端通过轴承座和传动轮与电动机相连，所述控制器与恒温加热箱和电动机相连。

所述恒温加热箱可以是恒温热水箱、恒温电热箱、恒温电磁加热箱或恒温蒸气加热箱。

本发明采用离心搪涂工艺方法将高分子材料和陶瓷粉末及辅剂融合的混合物搪涂在管道内壁形成管道内衬，形成的混合物管道内衬不仅强度好、硬度高、耐高温又耐腐蚀，而且内衬厚度均匀、致密、光滑又耐磨，使用寿命长。同时该搪涂装置结构简单，操作方便，搪涂效率高，可实现规模化生产，该搪涂工艺方法和搪涂装置广泛适用于石油采油管、天然气采气管、石油和天然气输送管以及各种化工用管和各种城市用管内衬加工。

附图说明

图1是本发明采用恒温电热箱的搪涂装置结构示意图，

图2是本发明采用恒温热水箱的搪涂装置结构示意图。

在图中，1、进水管2、密封头3、管道4、托轮5、恒温加热箱6、循环水泵7、连接销8、联轴器9、传动轴10、轴承座11、传动轮12、电动机13、控制器14、回水管15、水加热器16、测温仪

具体实施方式

本发明所述搪涂工艺方法的具体实施方式

实施例1，按比例将粒度在100目以上的陶瓷粉末与酚醛树脂粉以及辅剂混合，装入容器中充分搅拌3分钟，使陶瓷粉末与酚醛树脂和辅剂融合形成混合物，管道内衬长度为3米、内衬厚度为2毫米，根据内衬长度和厚度计算出混合物加入量，先将管道一端用密封头密封固定，再将定量的混合物用压缩空气压入管道内，再将管道另一端用密封头密封固定，将两端已密封固定的管道装在搪涂装置中恒温加热箱内的旋转装置上，启动恒温加热箱和搪涂装置，使管道在75-80℃温度下先以20转/分钟的转速旋转1分钟，而后以400转/分钟的转速旋转10分钟，放出热水，停止旋转再静止固化10分钟，使内衬完全固化，打开恒温加热箱，将管道从旋转装置上拆卸，打开管道两端的密封头，再清理管道两端的渣物，完成管道内衬搪涂。经检测，所述内衬厚度为1.8-2.2毫米，厚度偏差为±0.2毫米，内衬抗压强度为276MPa，维氏硬度为562HV，磨损率0.038％、耐温度为245℃、耐酸性为99.96％。

实施例2，按比例将粒度在100目以上的陶瓷粉末与环氧树脂粉以及辅剂混合，装入容器中充分搅拌5分钟，使陶瓷粉末与环氧树脂及辅剂融合形成混合物，管道内衬长度为4米、内衬厚度为8毫米，根据内衬长度和厚度计算出混合物加入量，先将管道一端用密封头密封固定，再将定量的混合物用压缩空气压入管道内，再将管道另一端用密封头密封固定，将两端已密封固定的管道装在搪涂装置中恒温加热箱内的旋转装置上，启动恒温加热箱和搪涂机，使管道在120-130℃温度下先以50转/分钟的转速旋转3分钟，而后以800转/分钟的转速旋转25分钟，放出热水，停止旋转再静止固化20分钟，使内衬完全固化，打开恒温加热箱，将管道从旋转装置上拆卸，打开管道两端的密封头，再清理管道两端的渣物，完成管道内衬搪涂。经检测，所述内衬厚度为7.5-8.4毫米，厚度偏差为0.4-0.5毫米、内衬抗压强度为267MPa、维氏硬度为534HV、磨损率为0.041％、耐温度为192℃、耐腐蚀性为99.78％。

本发明所述搪涂装置的具体实施方式

实施例1，如图1所示，所述搪涂装置包括电动机12、恒温加热箱5、传动轴9、联轴器8、控制器13、密封头2、托轮4、在基座上设置有恒温加热箱5，所述恒温加热箱5为恒温电热箱，所述恒温电热箱与控制器13相连，所述传动轴一端伸入到恒温电热箱内，在伸入到恒温电热箱内的传动轴一端上连接有联轴器8，所述联轴器为弹簧联轴器，所述弹簧联轴器与管道3上的密封头2用连接销7相连，在管道两端上的密封头之间隔设置有可支撑管道旋转的托轮4，使管道内高分子陶瓷离心搪涂成型固化形成内衬。所述传动轴另一端通过轴承座10和传动轮11与电动机12相连，所述恒温电热箱内设有测温仪16、管道在恒温电热箱中旋转，采用恒温电热箱加热的搪涂装置结构简单，旋转装置在热气中旋转，旋转装置不会锈蚀和腐蚀旋转装置耐用，使用寿命长。

实施例2，如图2所示，所述搪涂装置包括电动机12、恒温加热箱5、传动轴9、联轴器8、控制器13、密封头2、托轮4、水加热器15、循环水泵6，在基座上设置有恒温加热箱5，所述恒温加热箱为恒温热水箱，所述恒温热水箱与控制器13相连，在恒温热水箱一端设置有传动轴9，所述传动轴一端伸入到恒温热水箱内，在伸入到恒温热水箱内的传动轴一端上连接有联轴器8，所述联轴器为弹簧联轴器，所述弹簧联轴器与管道3上的密封头2用连接销7相连，在管道两端上的密封头之间隔设置有可支撑管道旋转的托轮4，使管道内高分子陶瓷离心搪涂成型固化形成内衬。所述传动轴另一端通过轴承座10和传动轮11与电动机12相连，所述恒温热水箱内设有测温仪16、恒温热水箱通过进水管1和循环水泵6与水加热器15相连，恒温热水箱通过回水管14与水加热器相连，水加热器15和电动机与控制器13相连。启动水加热器，当水温度达到设定的温度时，循环水泵工作，将热水通过进水管送入恒温热水箱内，管道高速旋转并完全浸没在热水中，管道受热使管道内的高分子陶瓷混合物在旋转时受离心力作用而搪涂成型固化，从而形成均匀紧实坚硬的管道内衬。

加外，恒温加热箱也可采用恒温电磁加热箱或蒸气加热箱、红外线加热箱对管道加热，所述搪涂装置也可实现一次多根管道内衬的搪涂。

Claims

1.一种高分子陶瓷管道内衬的搪涂工艺方法，其特征在于：

A、按比例将陶瓷粉末与高分子材料和辅剂充分搅拌融合形成混合物，

B、根据内衬长度和厚度计算出混合物加入量，先将管道一端密封，将定量的混合物压入管道内，再将管道另一端密封，

C、将两端已密封的管道装在搪涂装置中恒温加热箱内的旋转装置上，

D、启动恒温加热箱和搪涂机，使管道在50-150℃温度下旋转离心搪涂成型固化，

E、完全固化后，打开管道两端，完成管道内衬搪涂。

2.根据权利要求1所述的一种高分子陶瓷管道内衬的搪涂工艺方法，其特征在于；所述高分子材料为酚醋树脂或环氧树脂。

3.根据权利要求1所述的一种高分子陶瓷管道内衬的搪涂工艺方法，其特征在于；所述管道在50-150℃温度下先以不超过50转/分钟的转速低速旋转1-3分钟，而后以300-1000转/分钟的转速高速旋转5-30分钟。

4.一种实现权利要求1所述的高分子陶瓷管道内衬的搪涂工艺方法的搪涂装置，它包括电动机(12)、恒温加热箱(5)、传动轴(9)、联轴器(8)、控制器(13)、密封头(2)、托轮(4)，在基座上设置有恒温加热箱(5)，其特征是：在恒温加热箱一端设置有传动轴，所述传动轴一端伸入到恒温加热箱内，在伸入到恒温加热箱内的传动轴一端上连接有联轴器，所述联轴器与管道上的密封头相连，在管道两端的密封头之间设置有可支撑管道旋转的托轮(4)，使管道内高分子陶瓷离心搪涂成型固化形成内衬，传动轴另一端通过轴承座(10)和传动轮(11)与电动机(12)相连，恒温加热箱和电动机与控制器(13)相连。

5.根据权利要求4所述的搪涂装置，其特征是：所述恒温加热箱(5)为恒温热水箱、恒温电热箱、恒温电磁加热箱或恒温蒸气加热箱。