CN109773384A - 一种提高锅炉管子表面防腐抗磨性能的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于防腐抗磨技术领域，涉及一种提高锅炉管子表面防腐抗磨性能的方法及装置，包括主体框架、主体框架前侧的管子支撑旋转机构和水冷循环系统以及主体框架后侧的焊接系统和控制系统，管子支撑旋转机构可实现管子自动固定、转速可调的自动旋转，焊接系统可以为可进行多把焊枪同时焊接，有利于控制管子工件的焊接变形量，控制系统实现对堆焊装置各机构的自动控制和关联，实现装置整体的自动化操作，水冷循环系统能够带走焊接热量，减少焊接热量对管子工件的变形影响，该装置可实现对管子表面360°自动连续堆焊处理，全过程自动化运行，效率较高，是一项提高锅炉过热器管子表面耐高温腐蚀磨损性能可行有效的先进技术。

Description

一种提高锅炉管子表面防腐抗磨性能的方法及装置

技术领域

本发明属于防腐抗磨技术领域，涉及一种提高锅炉管子表面防腐抗磨性能的方法及装置。

背景技术

随着经济社会的高速发展和城镇化建设的加快，城市生活垃圾的产量越来越高，垃圾热值也逐年提高，焚烧处理已逐渐成为城市生活垃圾的主要解决方案，能有效实现生活垃圾的无害化、减量化和资源化，国内主要大中城市都在陆续新建垃圾焚烧项目。但是由于生活垃圾组分的特殊性，焚烧烟气的腐蚀性和磨损性较强，导致垃圾焚烧电厂余热锅炉过热器管子受热面腐蚀成为了一个普遍问题，余热锅炉运行一定时间后受热面就可能出现爆管的情况，这将严重影响项目的连续稳定运行，造成较大的经济损失，同时也存在安全风险。

同时随着生活垃圾热值的逐渐提高，余热锅炉的运行参数也将提升(中压、次高压、高压、超高压)，以提高垃圾焚烧发电的热效率，但随着余热锅炉温度、压力等参数的提高，锅炉过热器管子的高温腐蚀问题将会更严重，其使用寿命将受到更大的挑战。

近年来，一直在探索锅炉过热器管子高温条件下防腐抗磨的解决方案，较有效的方法是采用冶金结合的方式在过热器管子表面堆焊一层防腐抗磨的合金材料，其优点在于不仅表现出良好的高温防腐抗磨性能，同时还不会降低过热器管子受热面的换热效率。该方法在国外有广泛的应用，在国内近年来也开始有应用，发展较快，前景广阔。但目前国内应用的锅炉过热器管子表面堆焊工艺较为传统，自动化程度不高、效率相对较低，不利于行业持续健康发展。

发明内容

有鉴于此，本发明为了解决现有技术中锅炉过热器管子表面堆焊工艺较为传统，自动化程度不高、效率相对较低，不利于行业持续健康发展的问题，提供一种提高锅炉管子表面防腐抗磨性能的方法及装置，该装置可以实现余热锅炉过热器管子表面堆焊工艺的全自动化，减少对人为操作的依耐，可实现准确操作和控制，有利于提高表面堆焊质量和效率，提高过热器管子表面堆焊技术的发展。

为达到上述目的，本发明提供一种提高锅炉管子表面防腐抗磨性能的装置，包括主体框架、固定安装在主体框架前侧的管子支撑旋转机构和水冷循环系统以及固定安装在主体框架后侧的焊接系统和控制系统；

主体框架包括水平横向布置的框架结构，所述框架结构的前后侧均固定安装有与框架结构相匹配的齿条；

管子支撑旋转机构包括固定安装在框架结构两端的固定卡盘架和啮合在框架结构前侧齿条上的若干个可移动支撑架，表面待堆焊的管子端部抵靠在固定卡盘架上，可移动支撑架上部固定安装有卡在管子外侧的双滚轮，实现管子的旋转支撑；

焊接系统包括若干固定安装在框架结构后侧工作台面上的焊接主机和若干啮合在框架结构后侧齿条上的焊接小车，焊接主机与对应的焊接小车线缆连接，所述焊接小车上均固定安装有焊枪系统、保护气体系统和送丝系统，所述焊枪系统包括固定安装在焊接小车前侧的焊枪，每个焊接小车底部均固定安装有支撑架，所述支撑架上均固定安装有焊丝盒；

控制系统包括固定安装在框架结构后侧中部工作台面上的控制柜、与焊接系统和管子支撑旋转机构信号连接的数据线和与控制柜信号连接且固定安装在框架结构前侧工作台面上的操作台；

水冷循环系统包括冷却水箱和与冷却水箱信号连接的循环系统，管子的两端固定安装有与冷却水箱管道连接的旋转管接头。

进一步，焊枪系统还包括固定安装在焊枪前端且用于隔离焊接辐光和收集焊接烟气的安全盒，焊接主机之间的框架结构上固定安装有除尘器，焊枪前端设置有烟尘收集口，除尘器与烟尘收集口管道连接。

进一步，焊接系统为双焊接系统，双焊接系统包括固定安装在框架结构中部的两个焊接主机和分别啮合在框架结构后侧齿条两端的焊接小车。

进一步，双滚轮上设置有升降装置和探测装置，每组双滚轮能根据焊枪的位置实现自动上升启用或下降停用。

进一步，固定卡盘架采用机床工件三爪或四爪同心式抱紧机构。

进一步，主体框架还包括固定安装在框架结构底部的若干个支架，主体框架通过支架固定安装在工作台面上。

一种提高锅炉管子表面防腐抗磨性能的方法，包括以下步骤：

A、将表面待堆焊的管子卡在固定卡盘架上，管子的中部放置在双滚轮之间，管子在固定卡盘架的驱动下持续旋转；

B、将冷却水管通过旋转管接头连接在管子的两端端部，冷却水通过旋转管接头从一端进入待堆焊管子，从待堆焊管子另一端流出，带走管子堆焊过程产生的热量；

C、通过焊接主机开启焊接小车，通过焊接小车的自动水平移动和管子的自动旋转，实现锅炉管子一端到另一端的焊接作业，进而实现对锅炉管子表面360°的整体堆焊，其中保护气体系统为焊接小车上焊枪的焊接提供保护气体，送丝系统为焊枪持续提供焊丝。

进一步，保护气体系统中的保护气为惰性气体或混合气体。

本发明的有益效果在于：

1、本发明所公开的提高锅炉管子表面防腐抗磨性能的装置，可实现对管子表面360°自动连续堆焊处理，全过程自动化运行，效率较高，是一项提高锅炉过热器管子表面耐高温腐蚀磨损性能可行有效的先进技术。

2、本发明所公开的提高锅炉管子表面防腐抗磨性能的装置，管子支撑旋转机构可实现管子自动固定、转速可调的自动旋转，有效解决了管子堆焊的连续性问题，提高了管子堆焊工艺的效率。焊接系统可以为可进行多把焊枪同时焊接，有利于控制管子工件的焊接变形量，也有利于提高焊接工艺的效率。控制系统实现对堆焊装置各机构的自动控制和关联，实现装置整体的自动化操作。水冷循环系统能够带走焊接热量，减少焊接热量对管子工件的变形影响。

3、本发明所公开的提高锅炉管子表面防腐抗磨性能的装置，焊接小车全自动行走，精确控制，可实现良好的焊接质量，有效确保堆焊后的管子外表均匀、内部有效结合，表现出整体的耐高温腐蚀磨损性能。

4、本发明所公开的提高锅炉管子表面防腐抗磨性能的装置，系统集成性高，布置合理紧凑，充分利用空间，可大大减少对操作场地的依赖，节省项目资源。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明提高锅炉管子表面防腐抗磨性能的装置的主视图；

图2为本发明提高锅炉管子表面防腐抗磨性能的装置的俯视图；

图3为本发明提高锅炉管子表面防腐抗磨性能的装置的侧视图。

附图标记：主体框架1、框架结构101、支架102、齿条103、管子支撑旋转机构2、固定卡盘架201、可移动支撑架202、管子203、双滚轮204、双焊接系统3、焊接主机301、焊接小车302、焊枪系统303、保护气体系统304、送丝系统305、焊枪306、安全盒307、除尘器308、焊丝盒309、控制系统4、控制柜401、数据线402、操作台403、水冷循环系统5、冷却水箱501、循环系统502、旋转管接头503。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1～3所示的一种提高锅炉过热器管子表面防腐抗磨性能的装置，包括主体框架1、固定安装在主体框架1前侧的管子支撑旋转机构2和水冷循环系统5以及固定安装在主体框架1后侧的双焊接系统3和控制系统4；

主体框架1包括水平横向布置的框架结构101和固定安装在框架结构101底部的若干个支架102，框架结构101形式纵向设置，各机构以此为中心布置；框架结构101的前后侧均固定安装有与框架结构101相匹配的齿条103，主体框架1通过支架102固定安装在工作台面上。

管子203支撑旋转机构2包括固定安装在框架结构101两端的固定卡盘架201和啮合在框架结构101前侧齿条103上的若干个可移动支撑架202，表面待堆焊的管子203端部抵靠在固定卡盘架201上，固定卡盘架201采用机床工件三爪或四爪同心式抱紧机构。固定卡盘架201能确保管子203水平同轴心放置，并且可实现驱动管子203自动旋转，转速可调节。框架结构101前侧的齿条103有助于可移动支撑架202的移动，以满足各种长度尺寸管子203的支撑需求，可移动支撑架202上部固定安装有卡在管子203外侧的双滚轮204，可实现多种直径管子203的可旋转支撑，可确保管子203旋转运行中处于同一水平位置，双滚轮204上设置有升降装置和探测装置，每组双滚轮204能根据焊枪306的位置实现自动上升启用或下降停用，进而避开焊枪306的运行。

双焊接系统3包括固定安装在框架结构101中部后侧工作台面上的两个焊接主机301和分别啮合在框架结构101后侧齿条103两端的焊接小车302，焊接小车302可以在框架结构101后侧齿轮的带动下实现左右自由移动。焊接主机301与对应的焊接小车302线缆连接，焊接小车302上均固定安装有焊枪系统303、保护气体系统304和送丝系统305，焊枪系统303包括固定安装在焊接小车302前侧的焊枪306，每个焊接小车302底部均固定安装有支撑架，焊枪306在焊接小车302支撑架的前方，也位于主体框架1前上方，焊枪306可把焊丝焊接在管子203工件上，焊枪306可实现在上下、左右任意角度条件下焊接。支撑架上均固定安装有焊丝盒309，焊丝盒309中储存焊枪306焊接所使用的焊丝；焊枪系统303还包括固定安装在焊枪306前端且用于隔离焊接辐光和收集焊接烟气的安全盒307，焊接主机301之间的框架结构101上固定安装有除尘器308，焊枪306前端设置有烟尘收集口，除尘器308与烟尘收集口管道连接。保护气体系统304主要是持续供给焊接保护用气，焊接保护气体通过管道输入到焊接小车302的焊枪306前端，在焊接过程持续供气进行焊接保护，确保良好的焊接质量，对控制焊缝的均匀性和稀释率等将起到重要作用。送丝系统305是持续的焊丝自动供给系统，实现焊接的连续稳定运行。

控制系统4主要实现机构的自动运行，控制系统4包括固定安装在框架结构101后侧中部工作台面上的控制柜401、与焊接系统和管子203支撑旋转机构2信号连接的数据线402和与控制柜401信号连接且固定安装在框架结构101前侧工作台面上的操作台403，在框架结构101前侧的操作台403上实现对各系统的操作控制。

水冷循环系统5包括冷却水箱501和与冷却水箱501连接的循环系统502，待堆焊管子203的两端固定安装有与冷却水箱501管道连接的旋转管接头503。运行时，冷却水箱501的水通过旋转管接头503从一端进入管子203，从管子203另一端流出至冷却水箱501，在管子203工件中实现循环冷却，带走焊接热量，减少焊接热量对管子203工件的变形影响。

一种提高锅炉管子表面防腐抗磨性能的方法，包括以下步骤：

A、将表面待堆焊的管子203卡在固定卡盘架201上，管子203的中部放置在双滚轮204之间，管子203在固定卡盘架201的驱动下持续旋转；

B、将冷却水箱501的管道通过旋转管接头503连接在待堆焊管子203的两端端部，冷却水箱501中的冷却水通过旋转管接头503从一端进入管子203，从管子203另一端流出至冷却水箱501，带走管子203堆焊过程产生的热量；

C、通过焊接主机301开启焊接小车302，通过焊接小车302的自动水平移动和管子203的自动旋转，实现锅炉管子203一端到另一端的焊接作业，进而实现对锅炉管子203表面360°的整体堆焊，其中保护气体系统304为焊接小车302上焊枪306的焊接提供保护气体，送丝系统305为焊枪306持续提供焊丝。

该提高锅炉管子203表面防腐抗磨性能的装置中，主体框架1可根据需求设置合理的长度，满足多种长度、管径规格管子203的表面360°堆焊，同时一套装置可设置两套或多套焊接系统，实现多把焊枪306对单个管子203工件的同时作业。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种提高锅炉管子表面防腐抗磨性能的装置，其特征在于，包括主体框架、固定安装在主体框架前侧的管子支撑旋转机构和水冷循环系统以及固定安装在主体框架后侧的焊接系统和控制系统；

所述主体框架包括水平横向布置的框架结构，所述框架结构的前后侧均固定安装有与框架结构相匹配的齿条；

所述管子支撑旋转机构包括固定安装在框架结构两端的固定卡盘架和啮合在框架结构前侧齿条上的若干个可移动支撑架，表面待堆焊的管子端部抵靠在固定卡盘架上，可移动支撑架上部固定安装有卡在管子外侧的双滚轮，实现管子的旋转支撑；

所述焊接系统包括若干固定安装在框架结构后侧工作台面的焊接主机和若干啮合在框架结构后侧齿条上的焊接小车，焊接主机与对应的焊接小车线缆连接，所述焊接小车上均固定安装有焊枪系统、保护气体系统和送丝系统，所述焊枪系统包括固定安装在焊接小车前侧的焊枪，每个焊接小车底部均固定安装有支撑架，所述支撑架上均固定安装有焊丝盒；

所述控制系统包括固定安装在框架结构后侧中部工作台面上的控制柜、与焊接系统和管子支撑旋转机构信号连接的数据线和与控制柜信号连接且固定安装在框架结构前侧工作台面的操作台；

所述水冷循环系统包括冷却水箱和与冷却水箱信号连接的循环系统，管子的两端固定安装有与冷却水箱管道连接的旋转管接头。

2.如权利要求1所述提高锅炉管子表面防腐抗磨性能的装置，其特征在于，所述焊枪系统还包括固定安装在焊枪前端且用于隔离焊接辐光和收集焊接烟气的安全盒，所述焊接主机之间的框架结构上固定安装有除尘器，所述焊枪前端设置有烟尘收集口，所述除尘器与烟尘收集口管道连接。

3.如权利要求2所述提高锅炉管子表面防腐抗磨性能的装置，其特征在于，所述焊接系统为双焊接系统，双焊接系统包括固定安装在框架结构中部的两个焊接主机和分别啮合在框架结构后侧齿条两端的焊接小车。

4.如权利要求3所述提高锅炉管子表面防腐抗磨性能的装置，其特征在于，所述双滚轮上设置有升降装置和探测装置，每组双滚轮能根据焊枪的位置实现自动上升启用或下降停用。

5.如权利要求4所述提高锅炉管子表面防腐抗磨性能的装置，其特征在于，所述固定卡盘架采用机床工件三爪或四爪同心式抱紧机构。

6.如权利要求5所述的提高锅炉管子表面防腐抗磨性能的装置，其特征在于，所述主体框架还包括固定安装在框架结构底部的若干个支架，主体框架通过支架固定安装在工作台面上。

7.一种提高锅炉管子表面防腐抗磨性能的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、将表面待堆焊的管子卡在固定卡盘架上，管子的中部放置在双滚轮之间，管子在固定卡盘架的驱动下持续旋转；

B、将冷却水管通过旋转管接头连接在管子的两端端部，冷却水通过旋转管接头从一端进入待堆焊管子，从待堆焊管子另一端流出，带走管子堆焊过程产生的热量；

C、通过焊接主机开启焊接小车，通过焊接小车的自动水平移动和管子的自动旋转，实现锅炉管子一端到另一端的焊接作业，进而实现对锅炉管子表面360°的整体堆焊，其中保护气体系统为焊接小车上焊枪的焊接提供保护气体，送丝系统为焊枪持续提供焊丝。

8.如权利要求7所述提高锅炉管子表面防腐抗磨性能的方法，其特征在于，保护气体系统中的保护气为惰性气体或混合气体。