CN113680570A - 一种悬浮式长管道内壁喷枪装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种悬浮式长管道内壁喷枪装置及使用方法，包括施力线圈、受力线圈、喷枪支架以及喷枪枪头；其中，喷枪枪头安装于喷枪支架前端，受力线圈固定于喷枪支架内部靠近喷枪枪头的一端，喷枪支架内设置有与喷枪枪头相连的输料管路，受力线圈下方设置有施力线圈。本发明所述喷枪可通过悬浮的方式克服现有长杆喷枪枪头下垂的缺点，保证了喷枪与管道水平中轴线的完全重合，喷枪枪头与管道内表面呈非接触式喷涂，避免了由于枪头剐蹭、磨损管道内表面而造成的喷涂不均及安全隐患等问题。本发明设备操控简单易学，获得涂层质量优异，应用范围广，可对小口径、大长度管道进行内表面喷涂。
Description
技术领域
本发明属于表面喷涂技术领域，涉及一种悬浮式长管道内壁喷枪装置及使用方法。
背景技术
管道在实际服役过程中，流经管道内部的各种介质对管道内表面造成的氧化、腐蚀及磨损等问题屡见不鲜，尤其在高温高压行业，该问题更加突出，极大影响管材的服役寿命和运行安全，制约企业甚至行业的快速发展。因此，管道内表面的防护成为解决这些问题的首要选项。
随着防护技术的不断改进和升级，针对管道内表面不同的防护要求，目前国内外已发展出多种防护手段，如内壁喷丸、内壁涂覆、内表面纳米化、内表面钝化等，已取得显著效果，且针对不同口径和长度的管道，其喷涂方式也大不相同；对于燃煤火电厂锅炉高温段用管道而言，其特点是口径小(内径约25～45mm)、长度大(约12-15m)。一般情况下，长度较大的管道内表面喷涂通常采用长杆喷枪进行喷涂作业。目前，现有的长度大于10m的工业化长杆喷枪其最小口径约为24mm，由于受重力作用的影响，喷枪枪头部位会出现不同程度的下垂，其最小下垂量约10mm，且下垂量随喷枪长度的加长而增大；因此，在对管道内表面进行喷涂作业时，内径较大(大于100mm)的管道可忽略喷枪枪头下垂量带来的喷涂误差，基本满足使用要求；但是对于口径较小、长度较大的管道来说，一方面，喷枪在进出管道内部的同时由于枪头较大的下垂量必然对管道内表面造成剐蹭、磨损等缺陷，导致喷涂质量差、作业成本高且对管材的正常服役留下安全隐患；另一方面，现有喷枪口径较大，无法满足小口径锅炉管的使用要求，需要对喷枪枪头和枪杆的口径进一步缩小，而缩小口径将导致更大的枪头下垂量。
因此，急需研制适用于小口径、大长度管道内表面喷涂的长杆喷枪，以适应不同规格管道的内表面喷涂作业。
发明内容
本发明针对现有长杆喷枪在小口径、大长度管道内表面喷涂技术的不足，目的是提供了一种悬浮式长管道内壁喷枪装置及使用方法，可满足各种规格管道内表面涂料的均匀喷涂，获得高质量喷涂涂层。
为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种悬浮式长管道内壁喷枪装置，包括施力线圈、受力线圈、喷枪支架以及喷枪枪头；其中，喷枪枪头安装于喷枪支架前端，受力线圈固定于喷枪支架内部靠近喷枪枪头的一端，喷枪支架内设置有与喷枪枪头相连的输料管路，受力线圈下方设置有施力线圈。
本发明进一步的改进在于，还包括轨道，轨道上设置有动力小车，施力线圈固定于动力小车上。
本发明进一步的改进在于，动力小车上设置有升降电机，施力线圈固定于升降电机上。
本发明进一步的改进在于，施力线圈位于受力线圈的正下方。
本发明进一步的改进在于，施力线圈的尺寸大于受力线圈尺寸1.2倍。
本发明进一步的改进在于，施力线圈的线圈缠绕方向与受力线圈的缠绕放方向相反且线圈电流连续可调。
本发明进一步的改进在于，喷枪支架为圆筒状，喷枪枪头的口径不大于喷枪支架外径。
一种悬浮式长管道内壁喷枪的使用方法，该方法基于上述的悬浮式长管道内壁喷枪装置，包括如下步骤：
1)受力线圈在施力线圈的电磁力作用下带动喷枪逐渐悬浮，待喷枪枪头与喷枪支架达到同一水平线时保持受力线圈电流稳定；
2)将待喷涂管道由喷枪枪头一端水平套入喷枪，保持喷枪枪头与待喷涂管道水平中轴线重合；
3)涂料在高压下经输料管路进入喷枪枪头并带动喷枪枪头高速旋转，喷涂于管道内表面；
4)将待喷涂管道沿水平方向匀速退出，完成待喷涂管道内表面喷涂。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过设置施力线圈和受力线圈，喷枪可通过悬浮的方式克服现有长杆喷枪枪头下垂的缺点，保证了喷枪与管道水平中轴线的完全重合，喷枪枪头与管道内表面呈非接触式喷涂，避免了由于枪头剐蹭、磨损管道内表面而造成的喷涂不均及安全隐患等问题。本发明适用于口径小、长度大的管道内壁喷涂。
本发明喷涂时，首先可通过调节施力线圈与受力线圈的垂直距离和水平位移来满足不同尺寸管道内表面的喷涂作业，应用范围广；其次，喷枪的水平状态可通过受力线圈电流的连续精准调节实现，操控简单易学；最后，管道内表面喷涂层厚度可通过管道退出速率精准控制，喷涂层质量优异。
附图说明
图1为本发明的一种悬浮式长管道内壁喷枪装置的结构示意图；
图2为本发明喷枪的悬浮原理示意图；
图3为管道喷涂层截面微观形貌；
图中，1为管道、2为施力线圈、3为受力线圈、4为喷枪枪头、5为输料管路、6为施力电源、7为受力电源、8为喷枪支架、9为升降电机、10为出料口、11为动力小车、12为轨道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述。
参考图1和图2，本发明所述的一种悬浮式长管道内壁喷枪装置，包括施力线圈2、受力线圈3、喷枪支架8以及喷枪枪头4；其中，喷枪枪头4安装于喷枪支架8前端，施力线圈2固定于带有升降电机9的动力小车11上，受力线圈3固定于喷枪支架8内部靠近喷枪枪头4一端，喷枪支架8内设置有与喷枪枪头4相连的输料管路5。
优选的，施力线圈2位于受力线圈3的正下方，同时可根据不同长度的管道要求，于喷枪支架8内部不同位置安装多组施力线圈2和受力线圈3；施力线圈2的尺寸大于受力线圈3尺寸1.2倍，且施力线圈2可通过升降电机9和轨道12上的动力小车11进行水平和垂直方向上的移动和调节；施力线圈2的线圈缠绕方向与受力线圈3的缠绕放方向相反且线圈电流连续可调；喷枪支架8内部仅设置一路输料管路5且直接与喷枪枪头4相连；喷枪支架为圆筒状，喷枪枪头4的口径不大于喷枪支架8外径；该喷枪装置适用的管道规格为1m≤L≤50m、20mm≤Φ≤50mm，其中，L为管长度，Φ为管内径。
本发明所述的一种悬浮式长管道内壁喷枪的使用方法，包括如下步骤：
1)根据待喷涂管道壁厚及内径尺寸，调整合适的施力线圈2与受力线圈3的垂直距离，同时接通施力电源6。
2)打开受力线圈3的受力电源7，逐渐增加受力线圈3的电流，受力线圈3将在电磁力作用下带动喷枪逐渐悬浮，待喷枪枪头4与喷枪支架8达到同一水平线时保持受力线圈3电流稳定；
3)将待喷涂管道1由喷枪枪头4一端水平套入喷枪，保持喷枪枪头4与管道1水平中轴线重合；
4)打开输料管路5阀门，涂料在高压下经输料管路5进入喷枪枪头4并带动喷枪枪头4高速旋转，将涂料于出料口10处物化后喷涂于管道内表面；
5)将管道1沿水平方向匀速退出，保证管道内表面喷涂的均匀性。
6)待管道1完全退出时关闭输料管路5阀门，完成管道1内表面喷涂过程；同时逐渐减小受力电源7电流至零，关闭施力电源6，清洗喷枪。
实施例1
以下将以内径为24.5mm、长度为12m的Super304H不锈钢锅炉管为例，对其内表面进行喷涂作业；所选涂料为Al-Si金属料浆，固液比为5g：3mL。其中，12m长杆喷枪枪头下垂量为15mm，喷枪口径20mm。
根据以上已知数据，调整施力线圈于受力线圈合适的垂直距离为12mm；接通施力线圈电流后，通过电流控制柜慢慢增加受力线圈电流，通过水平仪检测喷枪悬浮至水平位置；将管道套入喷枪后其内表面距离喷枪支架周围约2mm，Al-Si金属料浆喷涂压力约0.7Mpa，喷枪枪头转速约20000r/s，喷涂开始后管道退出速率约0.2m/s，喷涂12m长管约1min/根。获得的内表面涂层截面形貌如图3所示，可见喷涂层质量优异；经测量，喷涂层厚度约为45μm。
本发明所述喷枪可通过悬浮的方式克服现有长杆喷枪枪头下垂的缺点，保证了喷枪与管道水平中轴线的完全重合，喷枪枪头与管道内表面呈非接触式喷涂，避免了由于枪头剐蹭、磨损管道内表面而造成的喷涂不均及安全隐患等问题。本发明设备操控简单易学，获得涂层质量优异，应用范围广，可对小口径、大长度管道进行内表面喷涂。
Claims (8)
1.一种悬浮式长管道内壁喷枪装置，其特征在于，包括施力线圈(2)、受力线圈(3)、喷枪支架(8)以及喷枪枪头(4)；其中，喷枪枪头(4)安装于喷枪支架(8)前端，受力线圈(3)固定于喷枪支架(8)内部靠近喷枪枪头(4)的一端，喷枪支架(8)内设置有与喷枪枪头(4)相连的输料管路(5)，受力线圈(3)下方设置有施力线圈(2)。
2.根据权利要求1所述的一种悬浮式长管道内壁喷枪装置，其特征在于，还包括轨道(12)，轨道(12)上设置有动力小车(11)，施力线圈(2)固定于动力小车(11)上。
3.根据权利要求2所述的一种悬浮式长管道内壁喷枪装置，其特征在于，动力小车(11)上设置有升降电机(9)，施力线圈(2)固定于升降电机(9)上。
4.根据权利要求1所述的一种悬浮式长管道内壁喷枪装置，其特征在于，施力线圈(2)位于受力线圈(3)的正下方。
5.根据权利要求1所述的一种悬浮式长管道内壁喷枪装置，其特征在于，施力线圈(2)的尺寸大于受力线圈(3)尺寸的1.2倍。
6.根据权利要求1所述的一种悬浮式长管道内壁喷枪装置，其特征在于，施力线圈(2)的线圈缠绕方向与受力线圈(3)的缠绕放方向相反且线圈电流连续可调。
7.根据权利要求1所述的一种悬浮式长管道内壁喷枪装置，其特征在于，喷枪支架(8)为圆筒状，喷枪枪头(4)的口径不大于喷枪支架(8)外径。
8.一种悬浮式长管道内壁喷枪的使用方法，其特征在于，该方法基于权利要求1至7中任一项所述的悬浮式长管道内壁喷枪装置，包括如下步骤：
1)受力线圈(3)在施力线圈(2)的电磁力作用下带动喷枪逐渐悬浮，待喷枪枪头(4)与喷枪支架(8)达到同一水平线时保持受力线圈(3)电流稳定；
2)将待喷涂管道(1)由喷枪枪头(4)一端水平套入喷枪，保持喷枪枪头(4)与待喷涂管道(1)水平中轴线重合；
3)涂料在高压下经输料管路(5)进入喷枪枪头(4)并带动喷枪枪头(4)高速旋转，喷涂于管道内表面；
4)将待喷涂管道(1)沿水平方向匀速退出，完成待喷涂管道(1)内表面喷涂。
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