CN103987143A

CN103987143A - 一种管道焊接接头加热装备及其制作方法

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Publication number: CN103987143A
Application number: CN201410256251.6A
Authority: CN
Inventors: 杨旭; 王学军; 刘利平; 张宇; 张城
Original assignee: Sichuan Petroleum Construction Engineering Co Ltd
Current assignee: Sichuan Petroleum Construction Engineering Co Ltd
Priority date: 2014-06-11
Filing date: 2014-06-11
Publication date: 2014-08-13
Anticipated expiration: 2034-06-11
Also published as: CN103987143B

Abstract

本发明属于管道施工现场焊接配套技术领域，具体为一种管道焊接接头加热装备及其制作方法。设备包括加热体、加热体外侧的耐高温层、耐高温层外侧的钢带，加热体、耐高温层、钢带为一体式单开口结构，其两端设置有连接结构。其制作方法是将所将粘接牢固的加热体与耐高温发泡硅胶棉装入中一体式单开口圆环。本发明制作简单、操作方便，对管道焊接接头及其附近区域的预热和持续加热的效果更好，且适合在野外施工作业，携带方便。

Description

一种管道焊接接头加热装备及其制作方法

技术领域

本发明涉及一种对管道焊接接头进行预热和持续加热的装备及其制备方法，用于石油天然气、化工、煤电、核工业、城市供热领域的长输管道、厂站工艺管道、城市燃气管道中对接焊口且需要焊接过程加热，属于管道施工现场焊接配套技术领域。

背景技术

在进行高强度钢、高温钢、低温钢、合金钢或含H₂S介质的碳钢管道的管与管对接焊接时，均要求对焊接接头附近一定区域范围内的管道进行预热，并且在焊接过程中要求焊接接头附近的温度保持不低于预热的温度。

现有对上述管道加热技术有三种：

一是使用石油液化气或天然气火焰加热，当达到规定温度后，停止加热。其主要缺点是停止加热后，焊接接头及其附近的金属随之冷却，不能持续恒温。

二是使用履带或绳带式陶瓷电阻丝加热设备，当达到规定温度后，可持续加热，保持焊口温度不低于规定温度。其特点主要有设备笨重、耗电量较大、价格较高，这三个特点不利于野外大面积推广使用。

三是使用软胶带电感应加热设备，当达到规定温度后，可持续加热，保持焊口温度不低于规定温度。其特点主要有设备笨重、耗电量较大、价格高，这些特点不利于野外大面积推广使用；另外感应胶带较粗（直径25~45mm），阻挡焊工操作的空间。

以上三种方法，主要是对于焊接接头及其附近区域的加热。用此三种方法对于工厂作业容易实现，而对于户外、野外作业，特别是管道、大型厂站建设，由于成本、电力供应等原因，以上三种不能得到全面推广。

现有技术中，用于罐桶、塔、槽池的加热、拌热和保温、空调压缩机、电机、潜水泵等设备的辅助加热，以及医药设备加热器，使用了一种新型的加热方法，该方法是：镍铬合金丝作为加热导体，硅胶和无碱玻璃纤维作为导体的绝缘体，并压制成一条软质加热体，带宽60~150mm，厚度1~2mm。加热体内附带有测温用的热电偶。加热体外附带体积在1~2×10⁶mm³之间的温度控制器。温度控制器和加热体有加热控制线连接。每条加热体功率在600~5000W之间，可预热和持续加热，在成本和耗能上较低。

现有专利CN200410016569.3、公开了一种管道焊口加热装置，包括一个电加热体，在电加热体的两端设置有相互连接的加热体锁扣机构，电加热体内设置有不绣钢加热电缆，电加热体的一端连接有外接电缆。该发明虽然能加热管道焊接接头，但该发明存在以下缺点：

一、无温度控制器，即温度不能实现智能控制；

二、不锈钢作为发热体，其熔点较低，影响使用寿命；

三、耐高温层是硅酸铝纤维制成，且暴露外侧，容易被焊接电弧烧坏，减少使用寿命。

四、该发明工作层是由不锈钢片串联而成的呈百叶窗形的不锈钢带，其与耐高温层结合不为一体式装置，导致该发明大量使用或野外使用非常不便，容易损坏。

现有专利CN201020621350.7、公开了一种管道加热器，由结构相同的两个环状体构成，每个环状体由两个对开的半圆环体构成，每个半圆环体设有由耐高温金属板制成的外壳和内壳，内外壳之间由内向外依次设有金属加热管层和保温隔热层。虽然该发明实现了对管道焊接接头的加热，但仍具有以下缺点：

一、该专利要加热一个焊接接头需由4个半圆的加热圈组装而成，至少存在4组电源电缆，电缆线较多，在焊接接头处显得非常杂乱。

二、该专利描述了温度传感器，但温度传感器不可控制加热启动和停止。

发明内容

本发明旨在针对上述现有管道焊接加热装备存在的缺陷，提供一种对管道焊接接头及其附近进行预热和持续加热、且在野外施工中大面积使用的管道焊接接头加热装备及其制作方法。

为实现本发明目的，采用的技术方案如下：

一种管道焊接接头加热装备，包括加热体、加热体外侧的耐高温层、耐高温层外侧的钢带，其特征在于：加热体、耐高温层、钢带为一体式单开口结构，其两端设置有扣接结构。

所述钢带中部断开，构成两个对开、形状相同的半圆环体，钢带断开处为加热装备的弯曲部。

所述钢带的断开部两端由活页连接。

所述钢带为凹槽结构，凹槽向内，加热体、耐高温层装入凹槽内。

所述连接结构为扣接装置。

所述钢带两端外侧锚固吊环。

进一步地，加热体经加热控制线连接温度控制器。

所述的加热体为硅胶加热体。

所述耐高温层为耐高温发泡硅胶棉。

进一步地，本发明还提供一种管道焊接接头加热装备的制作方法，具体步骤为：

S1、将加热体与耐高温层粘接牢固；

S2、将一块凹槽结构的钢带中部断开，制作成两个对开、形状相同的半圆环体，断开部两端铆接活页，形成为一体式单开口圆环结构；

S3、所将粘接牢固的加热体与耐高温层装入一体式单开口圆环中。

进一步地，在所述第2步装入耐高温层和加热体时，凹槽包裹住耐高温层的外表面和侧面，将加热体的内表面暴露在外。

进一步地，钢带开口端铆接扣接装置。

进一步地，钢带外侧两端分别锚固吊环。

进一步地，加热体通过加热控制线连接温度控制器。

所述加热体选用硅胶加热体。

所述耐高温层为耐高温发泡硅胶棉。

本发明的优点是：

一.现有加热装备加热一个焊接接头需由4个半圆的加热圈组装成两套加热圈，至少存在4组电源电缆，电缆线较多；本发明采用一体式单开口圆环结构，在焊接接头处的两套加热圈仅需2组电源控制电缆，不易发生凌乱现象，并且装配简单。

二.加热管道时现有加热圈需要扣接4次，而本发明采用一体式单开口圆环结构，只需扣接2次，方便安装。

三.本发明采用一体式单开口圆环结构，减少了制作工序和材料的使用，节省费用。

四.钢带弯曲部断开，便于加热体和保温层对管道的包裹，更紧贴管道，增加加热效果。

五.本发明钢带弯曲部采用合页连接，结构稳固，避免加热体、保温层弯曲时，与钢带之间的滑动和位移。

六.本发明采用槽型钢带，将加热体和保温层装入其中，结构稳固，同时装置外侧锚固了吊环，方便携带，适合大规模使用和野外使用。

七.本发明采用硅胶加热体，其中镍铬合金为加热体材质，熔点高，使用寿命理长。

八.本发明的耐高温层为耐高温发泡硅胶棉，对管道的保温效果更好，实现焊接接头快速升温，节能能源。

九.本发明的温度控制器可实现对加热体自动通电加热和断电停止加热的控制，节省电量、避免浪费。

十.本发明的制作方法简单，易于操作。

图例说明：

图1为本发明的剖面示意图；

图2为附图1的B向凹槽局部结构图；

图3为本发明应用示意图；

图4为附图3的A向示意图。

其中，1.吊环，2.扣锁，3.钢带，4.耐高温层，5.加热体，6.加热控制线，7.锁钩，8.活页，9.温度控制器，10.电源线，11.凹槽，12.镍铬合金丝，13.热电偶

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步详细阐述。

由于硅胶加热体是由加热导体、导体绝缘体，测温用的热电偶13压制而成的一条软质加热体，具有使被测物体接触良好，加热均匀的效果。同时硅胶加热体采用的是镍铬合金丝12作为加热导体、具有熔点高，使用寿命长的优点；硅胶和无碱玻璃纤维作为导体绝缘体，耐热性能良好，绝缘性能可靠。所以选用硅胶加热体作为加热体5。

在加热体5的一侧粘接耐高温层4用于对加热温度的保温。耐高温层4选用耐高温硅胶棉，耐高温硅胶棉对温度的保温效果更好。

将一块钢带3制作成凹槽11，将凹槽11中部断开，制作成两个对开、形状相同的半圆环体，钢带3的断开部两端铆接活页8，形成为一体式单开口圆环结构。

将粘接牢固的加热体5和耐高温层4装入凹槽11，钢带3包裹住高温发泡硅胶棉4的外表面和侧面，将加热体5的内表面暴露在外，以便使用时加热体5能紧密接触管道。

在钢带3开口处一端铆接扣锁2，另一端铆接锁钩7。

钢带3两端外侧锚固吊环1。

加热体5经加热控制线6连接温度控制器9，可以控制加热的温度。

在工程上应用时，选用比该发明工作时圆环直径大3~15mm的管道焊接接头进行加热，张开一体式单开口圆环，扣在距离焊接接头坡口5~30mm管道表面上，然后将在一个半圆状上的扣锁2扣在另一个半圆状上的锁钩7上，形成圆环状加热装备，装配过程应保证加热体5与管道紧密接触。在管道焊接接头的另一端，按照相同方法安装相同的加热装备。

接通220V的电源线10，在温度控制器9上设置加热的最高温度，并通过加热控制线6（含热电偶反馈线和为加热导体供电线路）控制加热体5的加热温度。加热装备从预热开始可对管道焊接接头及其附近持续加热，直至该接头焊接完成。

拆卸时，打开扣锁2，张开圆环，从管道上取出。

由此可见，本发明装置操作更加简便、加热效果更好，适合野外作业；其制作方法简单、易于操作。

本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的。本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明的宗旨和权利要求及保护范围情况下，还可以做出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种管道焊接接头加热装备，包括加热体（5）、加热体外侧的耐高温层（4）、耐高温层外侧的钢带（3），其特征在于：加热体（5）、耐高温层（4）、钢带（3）为一体式单开口结构，其两端设置有连接结构。

2.如权利要求1所述的管道焊接接头加热装备，其特征在于：所述钢带（3）中部断开，构成两个对开、形状相同的半圆环体，钢带（3）断开处为加热装备的弯曲部。

3.如权利要求2所述的管道焊接接头加热装备，其特征在于：所述钢带（3）的断开部两端由活页（8）连接。

4.如权利要求1所述的管道焊接接头加热装备，其特征在于：所述钢带（3）为凹槽（11）结构，凹槽（11）向内，加热体（5）、耐高温层（4）装入凹槽（11）内。

5.如权利要求1所述的管道焊接接头加热装备，其特征在于：所述连接结构为扣接装置。

6.如权利要求1所述的管道焊接接头加热装备，其特征在于：所述钢带（3）两端外侧锚固吊环（1）。

7.如权利要求1所述的管道焊接接头加热装备，其特征在于：加热体（5）经加热控制线（6）连接温度控制器（9）。

8.如权利要求1所述的管道焊接接头加热装备，其特征在于：所述的加热体（5）为硅胶加热体。

9.如权利要求1所述的管道焊接接头加热装备，其特征在于：所述耐高温层（4）为耐高温发泡硅胶棉。

10.一种管道焊接接头加热装备的制作方法，其特征在于：具体步骤为：

S1、将加热体（5）与耐高温层（4）粘接牢固；

S2、将一块凹槽（11）结构的钢带（3）中部断开，制作成两个对开、形状相同的半圆环体，断开部两端铆接活页（8），形成为一体式单开口圆环结构；

S3、所将粘接牢固的加热体（5）与耐高温层（4）装入一体式单开口圆环中。

11.如权利要求10所述管道焊接接头加热装备的制作方法，其特征在于：所述S3步骤装入耐高温层（4）和加热体（5）时，凹槽（11）包裹住耐高温层（4）的外表面和侧面，将加热体（5）的内表面暴露在外。

12.如权利要求10所述管道焊接接头加热装备的制作方法，其特征在于：钢带（3）开口端铆接扣接装置。

13.如权利要求10所述管道焊接接头加热装备的制作方法，其特征在于：钢带（3）外侧两端分别锚固吊环（1）。

14.如权利要求10所述管道焊接接头加热装备的制作方法，其特征在于：加热体（5）连接通过加热控制线（6）连接温度控制器（9）。

15.如权利要求10所述管道焊接接头加热装备的制作方法，其特征在于：加热体（5）选用硅胶加热体。

16.如权利要求10所述管道焊接接头加热装备的制作方法，其特征在于：所述耐高温层（4）为耐高温发泡硅胶棉。