CN104525441A - 下封头内壁热喷涂系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于热喷涂涂覆系统领域，具体地，涉及一种下封头内壁热喷涂系统。下封头内壁热喷涂系统包括喷室、热喷涂机构、轨道、行走机构、回转机构和控制箱；喷室顶端固定有可摆动的热喷涂机构，用于对旋转过程中的下封头内壁进行均匀的热喷涂；轨道的上方放置有行走机构；行走机构上方固定有回转机构，用于放置不同尺寸的下封头；行走机构可通过齿轮齿条传动在轨道上带动回转机构进出喷室；控制箱用于行走机构、回转机构和热喷涂机构的运动状态。本发明能够高效的完成压力容器下封头内壁的热喷涂处理，确保热喷涂涂层的均匀性，降低热喷涂噪音，为操作者的安全提供保障，同时该系统的控制和操作步骤简单，适应于不同尺寸的下封头内壁热喷涂处理。

Description

下封头内壁热喷涂系统

技术领域

本发明属于热喷涂涂覆系统领域，具体地，涉及一种下封头内壁热喷涂系统，用于对容器的下封头内壁实施快速均匀的热喷涂。

背景技术

2011-2014年，胜利油田特种设备检验所完成油田5896台次压力容器的检验，668台压力容器存在壁厚减薄问题，占11.33％；其中，壁厚减薄超过腐蚀余量的压力容器占了存在问题容器的33.5％。以上数据说明压力容器报废停用的主要原因是下封头发生腐蚀造成壁厚减薄。在油田一些原油腐蚀性较强的区块，压力容器因下封头腐蚀导致壁厚严重减薄而整体报废的情况时有发生，下封头钢板每年腐蚀接近3.0mm，腐蚀速率惊人。

目前，国内外已有不少关于压力容器的腐蚀防护方法，主要如下：一是开发高耐蚀性能材料；二是通过钝化技术、阳极保护技术、缓蚀剂技术来增强阳极极化,提高抗蚀能力；三是通过阴极保护技术来增强阴极极化达到抗蚀目的；四是通过表面改性技术保护化工设备，避免腐蚀介质的直接作用。但大部分的防护方法对解决压力容器的下封头腐蚀问题并不适用，主要原因如下：(1)、更换耐蚀材料会令设备的成本远高于普通碳素结构钢的设备成本；(2)、压力容器底部易于沉降腐蚀介质，且腐蚀机理复杂，包括电偶腐蚀、冲蚀、细菌腐蚀等，采用单一的阳极和阴极保护技术无法解决腐蚀减薄问题；(3)、泥沙等腐蚀性介质使得压力容器内部的冲蚀现象严重，缓蚀剂无法依附在金属表面，同时现有钝化技术生成的钝化膜较薄，一旦钝化膜破裂反而会加剧金属材料的腐蚀。

在各种表面改性技术中，表面涂覆技术近年来发展迅速，其中热喷涂技术相对成熟。近几年来热喷涂涂层在耐磨“抗氧化”、耐腐蚀和机械零件修复等领域得到了较广泛的应用。国内压力容器的下封头普遍没有采取内防腐措施，腐蚀穿孔现象严重，故有必要采取热喷涂技术对一些装盛腐蚀性溶液的压力容器下封头进行处理。然而目前的热喷涂方法主要是通过人工手持喷枪进行热喷涂，或将喷枪固定从而对旋转的回转类工件进行热喷涂。其中人工手持喷枪进行热喷涂无法保证涂层的均匀性且喷涂效率低下，同时由于下封头的半球或椭球形特殊结构及大小的限制，难以将其安装在车床的卡盘上进行旋转喷涂。现有的热喷涂设备噪音较大，且热喷涂过程会产生金属粉末，不利于工人的身心健康。

目前国内尚无相关设备能够对下封头内壁进行高效高质量的热喷涂。基于此，设计出针对压力容器下封头内壁的热喷涂设备十分必要，对与预防压力容器设备事故、减缓在用压力容器的腐蚀速率、延长使用寿命、节约生产成本意义重大。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供一种下封头内壁热喷涂系统，对压力容器的下封头内壁进行高效均匀的热喷涂处理，提高压力容器下封头内壁的耐蚀性。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

下封头内壁热喷涂系统，包括：喷室、热喷涂机构、轨道、行走机构、回转机构和控制箱；轨道伸入喷室的底部，轨道的上方放置有行走机构，行走机构上方固定有回转机构，喷室内部的顶端固定有热喷涂机构，控制箱安装在喷室的侧面；行走机构在轨道上带动回转机构进出喷室，回转机构用于放置不同尺寸的下封头并带动下封头水平旋转，热喷涂机构用于对旋转的下封头内壁进行均匀的热喷涂；控制箱用于控制下封头内壁热喷涂系统中行走机构、回转机构和热喷涂机构的运动。

相对于现有技术，本发明的有益效果如下：该系统能够高效的完成压力容器下封头内壁的热喷涂处理，确保热喷涂涂层的均匀性，降低热喷涂噪音，为操作者的安全提供保障，同时该系统的控制和操作步骤简单，适应于不同尺寸的下封头内壁热喷涂处理。

附图说明

图1为下封头内壁热喷涂系统的整体结构示意图；

图2为下封头内壁热喷涂系统的喷室示意图；

图3为下封头内壁热喷涂系统的热喷涂机构示意图；

图4为下封头内壁热喷涂系统的轨道示意图；

图5为下封头内壁热喷涂系统的行走机构示意图；

图6为下封头内壁热喷涂系统的回转机构示意图；

图7为下封头内壁热喷涂系统的支撑架示意图；

图中：1、喷室，2、热喷涂机构，3、轨道，4、行走机构，5、回转机构，6、控制箱，7、下封头；11、卷闸门，12、玻璃窗；21、第一伸缩杆，22、第二伸缩杆，23、第一电动机，24、喷枪；31、工字型导轨，32、齿条，33、连杆；41、底盘，42、车轮，43、第二电动机，44、齿轮；51、支撑板，52、立柱，53、推力滚子轴承，54、转盘，55、支撑架，56、联轴器，57、减速器，58、第三电动机；551、十字形板，552、空心方钢，553、弹簧，554、弹簧端盖，555、滚轮。

具体实施方式

如图1所示，下封头内壁热喷涂系统，包括：喷室1、热喷涂机构2、轨道3、行走机构4、回转机构5和控制箱6；轨道3伸入喷室1的底部，轨道3的上方放置有行走机构4，行走机构4上方固定有回转机构5，喷室1内部的顶端固定有热喷涂机构2，控制箱6安装在喷室1的侧面；行走机构4在轨道3上带动回转机构5进出喷室1，回转机构5用于放置不同尺寸的下封头7并带动下封头7水平旋转，热喷涂机构2用于对旋转的下封头7内壁进行均匀的热喷涂；控制箱6用于控制下封头内壁热喷涂系统中行走机构4、回转机构5和热喷涂机构2的运动，包括启停、转动和摆动。

如图2所示，喷室1为封闭结构，其中一侧设有卷闸门11，一侧安装玻璃窗12，通过玻璃窗12可观察喷室1内部的喷涂情况；喷室1起到隔音和防护的作用。

如图3所示，热喷涂机构2，包括：第一伸缩杆21、第二伸缩杆22、第一电动机23和喷枪24；第一伸缩杆21为空心结构，固定在喷室1内部的上方；第一伸缩杆21和第二伸缩杆22均设有等间距的通孔，第二伸缩杆22插入第一伸缩杆21内部，通过螺栓穿过第一伸缩杆21和第二伸缩杆22的通孔将第二伸缩杆22固定，通过对应不同的通孔可调节第二伸缩杆22的高度；第一电动机23固定在第二伸缩杆22的底端，第一电动机23的输出轴上安装有喷枪24，第一电动机23可带动喷枪24往复摆动；所述喷枪24可以是火焰喷涂、等离子喷涂或电弧喷涂等各类热喷涂工艺所用的喷枪。

如图4所示，轨道3，包括：工字型导轨31、齿条32和连杆33；工字型导轨31、齿条32均具有两根，两根工字型导轨31相互平行的放置于喷室1内并延伸至喷室1外部；齿条32固定在其中一根工字型导轨31的内侧；两个连杆33平行设置，分别位于两个工字型导轨31的两端，并与两个工字型导轨31两端通过螺钉连接。

如图5所示，行走机构4，包括：底盘41、车轮42、第二电动机43和齿轮44；底盘41为由空心方钢焊接而成的长方形框架结构，底盘41两侧对称的分别安装有两个车轮42；车轮42可在工字型导轨31上滚动；第二电动机43固定于底盘41上方中部的一侧，第二电动机43的输出轴上通过键连接安装有齿轮44；齿轮44与齿条32相互啮合；第二电动机43可带动齿轮44转动，从而通过齿轮44和齿条32之间的传动带动行走机构4沿轨道3移动。

如图6所示，回转机构5，包括：支撑板51、立柱52、推力滚子轴承53、转盘54、支撑架55、联轴器56、减速器57和第三电动机58；支撑板51由四根立柱52支撑，立柱52固定于行走机构4的底盘41上方；支撑板51中部开有轴承槽，用于安装推力滚子轴承53；转盘54的主轴穿过推力滚子轴承53安装在推力滚子轴承53上方；转盘54上方固定有支撑架55；转盘54的主轴与下方的减速器57的传动轴通过联轴器56连接；在第三电动机58的传动下，减速器57可带动转盘54转动，从而带动支撑架55旋转，进而带动放置在支撑架55上方的下封头7旋转。

如图7所示，支撑架55包括：十字形板551、空心方钢552、弹簧553、弹簧端盖554和滚轮555；十字形板551为由矩形钢焊接而成的十字形结构，四个分支末端的上方均焊有空心方钢552；四个空心方钢552内部装有弹簧553，弹簧553上端套有弹簧端盖554；弹簧端盖554的上部设有通孔，用于安装滚轮555；下封头7置于支撑架55上方的时，弹簧553能够起到减振的作用；支撑架55可放置不同尺寸的下封头7。

控制箱6可分别控制第一电动机23、第二电动机43和第三电动机58的启停；控制箱6通过控制第一电动机23可以控制喷枪24的往复摆动，通过控制第二电动机43可以控制行走机构4沿轨道3进出喷室1，通过控制第三电动机58可以控制支撑架55的旋转状态。

下封头内壁热喷涂系统的操作方法如下：

(1)、将下封头7置于回转机构5上，通过控制箱6启动行走机构4的第二电动机43，在齿轮44和齿条32的传动作用下将下封头7送入喷室1，并关闭第二电动机43。

(2)、针对下封头7的尺寸调节喷枪24的高度，通过控制箱6关闭卷闸门11，同时启动第三电动机58，从而带动下封头7以一定速度水平旋转。

(3)、通过控制箱6启动第一电动机23，第一电动机23带动喷枪24呈一定角度往复摆动，完成对水平旋转下封头7内壁的喷涂过程。

(4)、通过控制箱6关闭第一电动机23和第三电动机58，并打开卷闸门11。

(5)、通过控制箱6启动第二电动机43，通过行走机构4的移动将下封头7移出喷室，取下已完成热喷涂处理的下封头7，更换未经处理的下封头7，并重复前述步骤。

Claims (7)

1.一种下封头内壁热喷涂系统，包括：喷室、热喷涂机构、轨道、行走机构、回转机构和控制箱；其特征在于：轨道伸入喷室的底部，轨道的上方放置有行走机构，行走机构上方固定有回转机构，喷室内部的顶端固定有热喷涂机构，控制箱安装在喷室的侧面；行走机构在轨道上带动回转机构进出喷室，回转机构用于放置不同尺寸的下封头并带动下封头水平旋转，热喷涂机构用于对旋转的下封头内壁进行均匀的热喷涂；控制箱用于控制行走机构、回转机构和热喷涂机构的运动。

2.根据权利要求1所述的下封头内壁热喷涂系统，其特征在于：热喷涂机构包括第一伸缩杆、第二伸缩杆、第一电动机和喷枪；第一伸缩杆为空心结构，固定在喷室内部的上方；第一伸缩杆和第二伸缩杆等间距的均设有通孔，第二伸缩杆插入第一伸缩杆内部，通过螺栓穿过第一伸缩杆和第二伸缩杆的通孔可将第二伸缩杆固定；第一电动机固定在第二伸缩杆的末端，第一电动机的输出轴安装有喷枪；所述喷枪可以是火焰喷涂、等离子喷涂或电弧喷涂等各类热喷涂工艺所用的喷枪。

3.根据权利要求1-2所述的下封头内壁热喷涂系统，其特征在于：轨道包括工字型导轨、齿条和连杆；两个工字型导轨相互平行的放置于喷室，并延伸至喷室外部；齿条固定在其中一个工字型导轨的内侧；连杆两端与两个工字型导轨两端通过螺钉连接。

4.根据权利要求1-3所述的下封头内壁热喷涂系统，其特征在于：行走机构包括底盘、车轮、第二电动机和齿轮；底盘为长方形框架结构，框架由空心方钢焊接而成，底盘两侧对称的分别安装有两个车轮；第二电动机固定于底盘上方中部的一侧，第二电动机的输出轴上通过键连接安装有齿轮；齿轮与齿条相互啮合。

5.根据权利要求1-4所述的下封头内壁热喷涂系统，其特征在于：回转机构包括支撑板、立柱、推力滚子轴承、转盘、支撑架、联轴器、减速器和第三电动机；支撑板由四根立柱支撑，立柱固定于行走机构的底盘上方；支撑板中部开有轴承槽；转盘的主轴穿过推力滚子轴承安装在推力滚子轴承上方；转盘上方固定有支撑架；转盘的主轴与下方的减速器的传动轴通过联轴器连接。

6.根据权利要求1-5所述的下封头内壁热喷涂系统，其特征在于：支撑架包括十字形板、空心方钢、弹簧、弹簧端盖和滚轮；十字形板的结构呈十字形，由矩形钢焊接而成，四个分支末端的上方均焊有空心方钢；四个空心方钢内部装有弹簧，弹簧上端套有弹簧端盖；弹簧端盖的上部设有通孔，用于安装滚轮。

7.根据权利要求1-6所述的下封头内壁热喷涂系统，其特征在于：控制箱分别控制第一电动机、第二电动机和第三电动机的启停；控制箱通过控制第一电动机以控制喷枪的往复摆动，通过控制第二电动机以控制行走机构沿轨道进出喷室，通过控制第三电动机以控制支撑架的旋转状态。