CN108980516B - 一种用于埋地管道防腐工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于埋地管道防腐工艺，包括以下步骤：(A)首先将两个壳体朝向相互远离的方向移动，在移动的过程中第一弹簧使得壳体受到朝向相应的固定板方向的作用力；(B)当壳体移动至第二定位孔与第一定位孔对齐的位置时，定位销由于重力作用落入第二定位孔内，壳体在底座上相对固定；C)在开启的保护腔中的螺孔内安装螺栓和螺母；(D)提起定位销，两个壳体在第一弹簧的作用下相向移动并最终相互抵接在一起形成封闭的保护腔；(E)将堵头插入至第二定位孔中；(F)将管道埋地。本发明有效地保护了螺栓和螺母不被腐蚀和损坏，延长了维护周期，降低了维护难度。
Description
技术领域
本发明涉及输气管道防腐领域，具体涉及一种用于埋地管道防腐工艺。
背景技术
输气管道主要用于输送天然气、液化石油气和人工煤气。输气管道遍布于我国大江南北以完成天然气、液化石油气和人工煤气的传输。
埋地管道作为油气的传输载体，地面工程的重要设施之一。是连接上游资源和下游用户的纽带，由于管道长期埋在地下，随着时间的推移，外界土壤特性及地形沉降等因素的影响，管道会发生腐蚀、穿孔、泄漏，田和国家带来严重的经济损失。不仅如此，管道腐蚀还会引起有害物质的泄漏，对环境造成污染，甚至还会引起突发的灾难事故，危及人身安全。对于输送天然气的长输管道和集输管网，管道外防腐技术的采用和施工质量直接关系到管道的安全运行和使用寿命。
管道外防腐技术主要包括涂覆外防腐层、阴极保护或者两者相结合的方式。防腐层虽然能够覆盖输气管道的大部分表面，但是当管道上安装有阴极保护的监测装置例如传感器，或者通过其他防腐层完整度检测装置时，需要通过螺纹连接将上述设备固定在管道上。
由于螺栓螺母自身的结构，通常不会对螺栓螺母涂覆防腐涂料，同时，地形沉降等因素还会挤压螺栓螺母，造成螺栓卡在管道或者底座上的螺孔中，严重时，甚至造成螺栓损坏，导致维护管道时，无法将螺栓从螺孔中取出，进而需要破坏监测设备的底座，维修成本高，维修工艺复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于埋地管道防腐工艺，以解决现有技术中未有针对性地保护暴露在土壤中的螺栓螺母所造成的螺栓损坏或卡在螺孔中，造成管道维护困难、维护成本高的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种用于埋地管道防腐工艺，包括以下步骤：
(A)首先将两个壳体朝向相互远离的方向移动，在移动的过程中第一弹簧使得壳体受到朝向相应的固定板方向的作用力；
(B)当壳体移动至第二定位孔与第一定位孔对齐的位置时，定位销由于重力作用落入第二定位孔内，壳体在底座上相对固定；
(C)在开启的保护腔中的螺孔内安装螺栓和螺母；
(D)提起定位销，两个壳体在第一弹簧的作用下相向移动并最终相互抵接在一起形成封闭的保护腔；
(E)将堵头插入至第二定位孔中；
(F)将管道埋地；上述步骤中，包括两个相互对称的壳体，所述壳体能够沿监测设备的底座移动，两个壳体相互挤压时，两个壳体的内部构成保护腔，所述保护腔用于保护螺栓和螺母；保护腔内设置有两个固定板，两个固定板与两个壳体一一对应，所述固定板通过第一弹簧与相对应的壳体的内壁连接，所述第一弹簧始终处于拉伸状态；所述壳体上设置有第一定位孔，所述第一定位孔内设置有定位销，所述底座上设置有第二定位孔，所述第二定位孔的直径与定位销的直径相匹配，所述壳体外壁上通过连接件连接有堵头，所述堵头的尺寸与第二定位孔的尺寸相匹配。
现有技术中，在管道外安装阴极保护的监测装置或者外防腐层的缺陷检测装置时，通常是通过螺纹连接将上述监测装置或检测装置固定在管道上，或者固定在管道外侧的安装环上。但是，无论是固定在何处，均会有螺母和部分螺栓裸露在监测装置或检测装置的底座上。管道埋地后，土壤中的水分将作为电解质，在螺栓螺母作为阳极发生氧化反应，生成铁离子，造成螺栓螺母上的螺纹变形、螺纹上生锈，最终造成螺栓卡在螺孔的螺纹中，无法正常的拆卸螺栓。另外，地形产生的变化将会挤压裸露的螺栓和螺母，造成螺栓、螺母不同程度的变形。综上，土壤特性、地形变化会对裸露在底座上的螺母和螺栓造成腐蚀、破坏。
但是，虽然管道埋地后，会定期沿管间接检查管道腐蚀程度，但是无法检测到螺栓螺母的腐蚀情况，只能挖开土层进行直接检测。所以，在维护的时候，经常会出现螺栓、螺母已经损坏或者无法正常从螺孔中取出的情况，工作人员不得不破坏底座，造成维修困难，维护成本高等问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种套设在螺栓和螺母外部的防腐装置。
该装置包括两个相互对称的壳体，两个壳体均能够沿监测设备或检测设备的底座移动，两个壳体接合在一起时，也即两个壳体相向的端面相互接触并挤压时，壳体的内部构成保护腔，保护腔覆盖底座上的螺孔，当螺孔中安装有螺栓时，暴露在底座上方的螺栓部分以及相应的螺母均位于保护腔内部。保护腔可以仅覆盖一个螺孔，也可以覆盖多个螺孔。
保护腔内设置有两个固定板，固定板固定安装在底座上，固定板与底座的连接方式可以是螺纹连接、卡接等可拆卸的连接方式，也可以是焊接、粘接等不可拆卸的连接方式，优选地，固定板可拆卸地固定在底座上。固定板通过第一弹簧同与其相邻的壳体连接，且第一弹簧始终处于拉伸状态，即第一弹簧始终提供弹性力使得壳体朝向与其对应的固定板移动。因此，在不受任何外力的作用下，第一弹簧的作用力使得两个壳体相向移动并最终相互挤压贴合在一起，形成封闭的保护腔。
所述壳体上设置有第一定位孔，所述第一定位孔连通壳体侧壁的顶面和底面，第一定位孔内设置有定位销，定位销能够在第一定位孔内移动。底座上还设置有第二定位孔，第二定位孔的直径与定位销的直径相匹配，使得当第一定位孔与第二定位孔对齐时，定位销能够在重力的作用下从第一定位孔中落至第二定位孔中，进而将壳体固定在底座上。
安装或拆卸时，首先将两个壳体朝向相互远离的方向移动，在移动的过程中第一弹簧使得壳体受到朝向相应的固定板方向的作用力，当壳体移动至第二定位孔与第一定位孔对齐的位置时，定位销由于重力作用落入第二定位孔内，壳体虽然受到第一弹簧的拉力，但是此时在底座上相对固定；此时两个壳体之间的开口间隙足够大以使得工作人员能够将螺栓插入螺孔中并旋紧螺母，或者将旋松螺母，并将螺栓从螺孔中取出。随后，提起定位销，两个壳体在第一弹簧的作用下相向移动并最终相互抵接在一起形成封闭的保护腔。
通过上述设置，一方面，封闭的保护腔避免土壤与螺栓、螺母接触，进而阻止土壤中的水分作为电解质在螺栓螺母上产生电化学反应加速螺栓螺母的腐蚀，另一方面，壳体对螺栓螺母形成保护，避免土壤直接挤压螺栓螺母，即使地形沉降螺栓螺母也会在壳体完全损坏后方才受到来自壳体的挤压，有效地保护了螺栓和螺母。同时，本装置结构简单、使用灵活，工作人员可以根据地区的土壤特性、地形变化等情况灵活选择是否使用该装置，以及该装置用于保护的螺孔数量，具有广泛的推广价值。
作为本发明的一个优选的实施方式，壳体外壁上通过连接件连接有堵头，堵头用于堵住第二定位孔，避免管道埋地后，第二定位孔中被泥土、砂石填满，造成拆卸螺栓螺母时，定位销无法落入第二定位孔内，壳体无法固定在底座上。同时，堵头通过连接件与壳体的外壁连接，一方面使用者可以利用连接件将堵头从第二定位孔中取出，避免堵头在第二定位孔中卡住，另一方面在埋地过程中，堵头不易丢失，工作人员能够较容易地找到与壳体相对应的堵头。连接件可以为绳索例如钢丝，也可以为弹性件例如弹簧。
作为堵头的一种优选结构，所述堵头包括刚性段和柔性段，所述刚性段位于柔性段上方，刚性段与柔性段通过粘接的方式连接，所述连接件的一端连接在壳体上，连接件的另一端连接在刚性段上。刚性段底端粘接有柔性段，刚性段上固定有连接件，使得刚性段能够对连接件起到很好地支撑作用，此时连接段可以选用弹簧等弹性件，弹簧能够始终处于压缩状态，并对壳体施加一个朝向固定板的作用力，有利于保护状态下两个壳体的紧密接合。相较于刚性段无法产生形变并起到支撑作用，柔性段能够利用自身形变起到限位和填充的作用。当堵头位于第二定位孔内时，柔性段能够通过一定形变填充其与第二定位孔之间的工作间隙，限制堵头相对于第二定位孔的移动，达到固定堵头的作用；当需要从第二定位孔内取出堵头时，仅需将刚性段拉至第二定位孔外侧，在外力的作用下，柔性段通过形变有利于堵头整体从第二定位孔内取出，提高了操作的便利性。另外，由于直接与土壤接触，采用金属制成的刚性段可能会被腐蚀，但是位于第二定位孔内的柔性段由于其紧密与第二定位孔的内壁贴合，与空气、水分接触少，同时材料本身不易被腐蚀，因此柔性段能够避免堵头在第二定位孔中卡住，提高了装置使用的可靠性。
进一步地，所述刚性段采用金属制成，优选地，刚性段采用铝合金、不锈钢制成。所述柔性段采用氟橡胶制成。氟橡胶具有耐酸碱的作用，即使土壤呈一定的酸碱性，氟橡胶也不易产生腐蚀，进而保持较好的形变能力。
进一步地，所述刚性段的长度被配置为，当堵头位于第二定位孔内时，刚性段位于第二定位孔内的长度为刚性段位于第二定位孔外的长度的四分之一。刚性段需要部分位于第二定位孔内以起到支撑连接件、弹簧的作用。但是，刚性段位于第二定位孔内的长度不宜过长，否则堵头容易卡在第二定位孔内，或者被腐蚀后不便于取出堵头。因此，在实践中，将堵头刚性段的长度设置为当堵头位于第二定位孔内时，刚性段位于第二定位孔内的长度为刚性段位于第二定位孔外的长度的四分之一。
进一步地，所述两个壳体相向的端面上分别设置有磁铁和铁皮。两个壳体通过磁力连接能够更好地对齐和接触，一定程度上避免在保护状态下，由于土壤的挤压作用而导致两个壳体错位和分离。
作为本发明的另一个优选的实施方案，还包括安装在壳体上方的顶盖，所述顶盖上设置有固定孔，所述固定孔与定位销的尺寸相匹配。顶盖能够显著地加强壳体的强度，同时，定位销穿过固定孔和第一定位孔后，顶盖与两个壳体固定，起到整合两块壳体的作用，提高整体结构的一体性。
进一步地，沿顶盖中部至顶盖各侧面的方向，顶盖的高度逐渐减小。顶盖可以为圆锥形、圆台形或者半球体，通过上述设置，不仅增加了顶盖的受力面积，减小了顶盖受到的压强，同时还改变了顶盖受到的压力的方向，顶盖挤压壳体的作用力明显降低，有效地保护了壳体。
进一步地，所述连接件为第二弹簧，所述第二弹簧始终处于压缩状态。始终处于压缩状态的第二弹簧使得堵头除了具备上述功能外，还能够起到支撑第二弹簧的作用，优选地，堵头的刚性段制成第二弹簧，使得第二弹簧对壳体施加朝向固定板的作用力，进而在保护状态下，两个壳体的结合可以更加紧密，但是在需要分离两个壳体时，仅需提起堵头，即可减小壳体受到的来自第二弹簧的作用力。可见，通过将连接件设置为压缩的第二弹簧，在保护状态下壳体的结合能够更加紧密，但是在需要分开两个壳体时，取出堵头后，壳体不再受到第二弹簧的挤压作用，便于工作人员分离两个壳体。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明通过封闭的保护腔避免土壤与螺栓、螺母接触，进而阻止土壤中的水分作为电解质在螺栓螺母上产生电化学反应加速螺栓螺母的腐蚀，同时，壳体对螺栓螺母形成保护，避免土壤直接挤压螺栓螺母，即使地形沉降螺栓螺母也会在壳体完全损坏后方才受到来自壳体的挤压，有效地保护了螺栓和螺母不被腐蚀和损坏，延长了维护周期，降低了维护难度；
2、本发明将第一弹簧设置在壳体内部，壳体能够有效地保护第一弹簧，使得第一弹簧始终保持良好的弹性和对壳体产生拉力，确保装置稳定运行；
3、本发明结构简单、使用灵活，工作人员可以根据地区的土壤特性、地形变化等情况灵活选择是否使用该装置，以及该装置用于保护的螺孔数量，具有广泛的推广价值；
4、本发明的堵头包括刚性段和柔性段，刚性段能够对第二弹簧起到很好地支撑作用，第二弹簧始终处于压缩状态，并对壳体施加一个朝向固定板的作用力，有利于保护状态下两个壳体的紧密接合；柔性段能够利用自身形变起到限位和填充的作用，当堵头位于第二定位孔内时，柔性段能够通过一定形变填充其与第二定位孔之间的工作间隙，限制堵头相对于第二定位孔的移动，达到固定堵头的作用；当需要从第二定位孔内取出堵头时，仅需将刚性段拉至第二定位孔外侧，在外力的作用下，柔性段通过形变有利于堵头整体从第二定位孔内取出，提高了操作的便利性；另外，由于直接与土壤接触，采用金属制成的刚性段可能会被腐蚀，但是位于第二定位孔内的柔性段由于其紧密与第二定位孔的内壁贴合，与空气、水分接触少，同时柔性段采用的氟橡胶不易被腐蚀，因此柔性段能够避免堵头在第二定位孔中卡住，提高了装置使用的可靠性；
5、本发明通过使用第二弹簧，在保护状态下壳体的结合能够更加紧密，但是在需要分开两个壳体时，取出堵头后，壳体不再受到第二弹簧的挤压作用，便于工作人员分离两个壳体。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明具体实施例的结构示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-壳体，2-固定板，3-第一弹簧，4-第二弹簧，5-刚性段，6-柔性段，7-定位销，8-底座，9-管道，10-螺母，11-顶盖。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
实施例1：
如图1所示的实施例中，一种用于埋地管道防腐工艺，包括以下步骤：
(A)首先将两个壳体朝向相互远离的方向移动，在移动的过程中第一弹簧使得壳体受到朝向相应的固定板方向的作用力；
(B)当壳体移动至第二定位孔与第一定位孔对齐的位置时，定位销由于重力作用落入第二定位孔内，壳体在底座上相对固定；
(C)在开启的保护腔中的螺孔内安装螺栓和螺母；
(D)提起定位销，两个壳体在第一弹簧的作用下相向移动并最终相互抵接在一起形成封闭的保护腔；
(E)将堵头插入至第二定位孔中；
(F)将管道埋地；上述步骤中，包括两个相互对称的壳体1，所述壳体1能够沿监测设备的底座8移动，两个壳体1相互挤压时，两个壳体1的内部构成保护腔，所述保护腔用于保护螺栓和螺母；保护腔内设置有两个固定板2，两个固定板2与两个壳体1一一对应，所述固定板2通过第一弹簧3与相对应的壳体1的内壁连接，所述第一弹簧3始终处于拉伸状态；所述壳体1上设置有第一定位孔，所述第一定位孔内设置有定位销7，所述底座8上设置有第二定位孔，所述第二定位孔的直径与定位销7的直径相匹配，所述壳体1外壁上通过连接件连接有堵头，所述堵头的尺寸与第二定位孔的尺寸相匹配；所述连接件为第二弹簧4，所述第二弹簧4始终处于压缩状态。
通过上述方法，一方面，封闭的保护腔避免土壤与螺栓、螺母10接触，进而阻止土壤中的水分作为电解质在螺栓、螺母10上产生电化学反应加速螺栓、螺母10的腐蚀，另一方面，壳体1对螺栓、螺母10形成保护，避免土壤直接挤压螺栓、螺母10，即使地形沉降螺栓、螺母10也会在壳体1完全损坏后方才受到来自壳体1的挤压，有效地保护了螺栓和螺母10。同时，本装置结构简单、使用灵活，工作人员可以根据地区的土壤特性、地形变化等情况灵活选择是否使用该装置，以及该装置用于保护的螺孔数量，具有广泛的推广价值。
实施例2：
在实施例1的基础上，所述堵头包括刚性段5和柔性段6，所述刚性段5位于柔性段6上方，刚性段5与柔性段6通过粘接的方式连接，所述连接件的一端连接在壳体1上，连接件的另一端连接在刚性段5上；所述刚性段采用金属制成，所述柔性段采用氟橡胶制成；所述刚性段5的长度被配置为，当堵头位于第二定位孔内时，刚性段5位于第二定位孔内的长度为刚性段5位于第二定位孔外的长度的四分之一。
刚性段5能够对第二弹簧4起到很好地支撑作用，第二弹簧4始终处于压缩状态，并对壳体1施加一个朝向固定板2的作用力，有利于保护状态下两个壳体1的紧密接合；柔性段6能够利用自身形变起到限位和填充的作用，当堵头位于第二定位孔内时，柔性段6能够通过一定形变填充其与第二定位孔之间的工作间隙，限制堵头相对于第二定位孔的移动，达到固定堵头的作用；当需要从第二定位孔内取出堵头时，仅需将刚性段5拉至第二定位孔外侧，在外力的作用下，柔性段6通过形变有利于堵头整体从第二定位孔内取出，提高了操作的便利性；另外，由于直接与土壤接触，采用金属制成的刚性段5可能会被腐蚀，但是位于第二定位孔内的柔性段6由于其紧密与第二定位孔的内壁贴合，与空气、水分接触少，同时柔性段6采用的氟橡胶不易被腐蚀，因此柔性段能够避免堵头在第二定位孔中卡住，提高了装置使用的可靠性。
实施例3：
在实施例2的基础上，所述两个壳体1相向的端面上分别设置有磁铁和铁皮；还包括安装在壳体1上方的顶盖11，所述顶盖11上设置有固定孔，所述固定孔与定位销7的尺寸相匹配；沿顶盖11中部至顶盖11各侧面的方向，顶盖11的高度逐渐减小。
本文中所使用的“第一”、“第二”等(例如第一弹簧、第二弹簧等)只是为了描述清楚起见而对相应部件进行区别，不旨在限制任何次序或者强调重要性等。此外，在本文中使用的术语“连接”在不进行特别说明的情况下，可以是直接相连，也可以使经由其他部件间接相连。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用于埋地管道防腐工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(A)首先将两个壳体朝向相互远离的方向移动，在移动的过程中第一弹簧使得壳体受到朝向相应的固定板方向的作用力；
(B)当壳体移动至第二定位孔与第一定位孔对齐的位置时，定位销由于重力作用落入第二定位孔内，壳体在底座上相对固定；
(C)在开启的保护腔中的螺孔内安装螺栓和螺母；
(D)提起定位销，两个壳体在第一弹簧的作用下相向移动并最终相互抵接在一起形成封闭的保护腔；
(E)将堵头插入至第二定位孔中；
(F)将管道埋地；上述步骤中，包括两个相互对称的壳体(1)，所述壳体(1)能够沿监测设备的底座(8)移动，两个壳体(1)相互挤压时，两个壳体(1)的内部构成保护腔，所述保护腔用于保护螺栓和螺母；保护腔内设置有两个固定板(2)，两个固定板(2)与两个壳体(1)一一对应，所述固定板(2)通过第一弹簧(3)与相对应的壳体(1)的内壁连接，所述第一弹簧(3)始终处于拉伸状态；所述壳体(1)上设置有第一定位孔，所述第一定位孔内设置有定位销(7)，所述底座(8)上设置有第二定位孔，所述第二定位孔的直径与定位销(7)的直径相匹配，所述壳体(1)外壁上通过连接件连接有堵头，所述堵头的尺寸与第二定位孔的尺寸相匹配。
2.根据权利要求1所述的一种用于埋地管道防腐工艺，其特征在于，所述堵头包括刚性段(5)和柔性段(6)，所述刚性段(5)位于柔性段(6)上方，刚性段(5)与柔性段(6)通过粘接的方式连接，所述连接件的一端连接在壳体(1)上，连接件的另一端连接在刚性段(5)上。
3.根据权利要求2所述的一种用于埋地管道防腐工艺，其特征在于，所述刚性段采用金属制成，所述柔性段采用氟橡胶制成。
4.根据权利要求2所述的一种用于埋地管道防腐工艺，其特征在于，所述刚性段(5)的长度被配置为，当堵头位于第二定位孔内时，刚性段(5)位于第二定位孔内的长度为刚性段(5)位于第二定位孔外的长度的四分之一。
5.根据权利要求1所述的一种用于埋地管道防腐工艺，其特征在于，所述两个壳体(1)相向的端面上分别设置有磁铁和铁皮。
6.根据权利要求5所述的一种用于埋地管道防腐工艺，其特征在于，还包括安装在壳体(1)上方的顶盖(11)，所述顶盖(11)上设置有固定孔，所述固定孔与定位销(7)的尺寸相匹配。
7.根据权利要求6所述的一种用于埋地管道防腐工艺，其特征在于，沿顶盖(11)中部至顶盖(11)各侧面的方向，顶盖(11)的高度逐渐减小。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的一种用于埋地管道防腐工艺，其特征在于，所述连接件为第二弹簧(4)，所述第二弹簧(4)始终处于压缩状态。
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