CN201012352Y - 钢质弯管内涂敷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是钢质弯管内除锈、涂敷防腐层或减阻层的钢质弯管内涂敷装置。它由弯管内壁除锈系统和液体涂料喷涂系统组成，弯管内壁除锈系统的磨料罐[3]的底部出口由高压胶管[4]接向装有喷砂枪[8]的除锈车[7]，回收设备[12]由回收风管[9]分别接置于钢质弯管[6]两端的收集箱A[5]、收集箱B[10]，控制箱[1]由电缆[2]与除锈车7连接；液体涂料喷涂系统中，置于导轨[23]上的钢质除锈弯管[25]一端由管端封堵器[24]封堵，另一端由接收平台[29]上的收集箱[28]封堵，旋喷车[26]置于钢质除锈弯管[25]中，收集箱[28]上端安装过滤器[27]经回收风管[30]接向回收设备[31]，控制箱[33]由电缆[32]与旋喷车[26]连接。本装置施工质量稳定、可靠、工作效率和经济效益大大提高。

Description

钢质弯管内涂敷装置

技术领域

本实用新型是钢质弯管内的除锈、涂敷防腐层或减阻层的钢质弯管内涂敷装置，涉及金属材料的一般防蚀或防绣、抛光用的设备、喷射装置和管道系统技术领域。

背景技术

目前，大口径长输天然气管线采用内涂层技术已成为一种趋势，内涂层在管道减阻、防腐等方面的重要作用已得到管道业主的广泛认同。例如：西气东输管道干线直管内壁采用了以减阻为目的的内涂敷层技术，这可以降低钢管内壁对天然气流动的阻力，节省输送过程中的能量消耗，并减少天然气压缩机组装机功率和压缩站数目。国外大口径长输天然气管线采用内涂层技术已有几十年的历史，基本上都是使用涂敷作业线进行管道内壁涂敷，其涂敷作业线无论是自动化程度，还是生产速度、产品质量，技术水平已相当高。但因国外大口径长输天然气管线在设计时极少用弯管，故未见有弯管的涂敷作业线。此项技术在我国输气管道上尚属首次使用。因而大口径管道的内涂层技术也运用而生，但直管的内涂层技术是采用管道旋转涂敷的方式，不能应用于弯管。所以，现在大多数大口径钢质弯管却都不进行内涂敷或只是进行简单的人工除锈，手工涂敷，很难达到质量要求，也造成很多环境污染和资源浪费。尤其是对我国，由于地理、人口和建筑物的密集等原因，在管线的设计、施工中，弯管使用量很大，这种达不到质量要求的弯管大量使用必将为管线带来潜在的隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种钢质弯管内的除锈、涂敷防腐层或减阻层涂层质量稳定、可靠、工作效率高、且符合安全环保要求的钢质弯管内涂敷装置。

在弯管内除锈、涂敷，要求内行走机构必须能在弯管内畅通、匀速地行进，以保证除锈和涂敷的稳定性和可靠性；内行走机构的结构必须能适应不同角度和不同管径弯管涂敷作业；保护行走机构免受砂(丸)料损伤和涂料污染；涂膜厚度可精确控制且均匀。

鉴此，本实用新型由钢质弯管内表面清理和涂敷两大系统即弯管内壁除锈系统(如图1所示)和液体涂料喷涂系统(如图3所示)两大部分组成。

弯管内壁除锈系统(见图1、图2)：管内壁除锈采用喷砂(丸)除锈方式，主要包括导轨11(弯管安装平台)、磨料罐3(储料和供料装置)、除锈车7和喷砂枪8(除锈装置)、控制箱1和电缆2(电控系统)及回收风管9、收集箱A5、收集箱B10和回收设备12(粉尘处理、收集装置)。喷砂(丸)所需压力由空气压缩机提供，工作压力不小于0.4MPa。

磨料罐3的底部出口由高压胶管4接向装有喷砂枪8的除锈车7，回收设备12由回收风管9分别接置于钢质弯管6两端的收集箱A5、收集箱B10，控制箱1由电缆2与除锈车7连接。

提供高压磨料的空气压缩机、磨料罐3及收集粉尘、锈尘的回收设备12、收集箱A5、收集箱B10均为常规技术和设备。

其中除锈车7(见图2)由车身支架13、限位开关14、高压胶管接头15、摆动电机16、主动车轮17、减速器18、行走电机19、除锈车外罩20、从动车轮21、电缆接头22组成，“L”形车身支架13的竖架中央穿过两根交叉的高压胶管接头15至竖架前(以喷砂枪8为前)接喷砂枪8，在两根高压胶管接头15交叉处安装有限位开关14，竖架下方安装摆动电机16；在车身支架13横架的前部安装有一对主动车轮17，行走电机19接减速器18再与主动车轮17转动连接，后部安装有一对从动车轮21；除锈车外罩20将车身支架13包封，在除锈车外罩20的尾部安装有电缆接头22及两根高压胶管4的入口。

这里的限位开关14是电感式接近开关，摆动电机16、行走电机19、减速器18、喷砂枪8均有市销产品可供选择，主动车轮17、从动车轮21选用胶轮。

控制箱1可控制除锈车7以不同速度前后行走，并可控制喷砂枪8旋转，受限位开关14的限制，喷砂枪8做180°摆动。空气压缩机提供压力将磨料罐3中磨料通过高压胶管4经喷砂枪8喷射到钢质弯管6的内壁进行除锈。除锈过程中，除锈车7匀速后退行走，喷砂枪8做180°摆动，除锈形成夹杂粉尘、锈尘的磨料经由收集装置回收，磨料收入收集箱A5和收集箱B10，可重复利用，粉尘、锈尘经回收风管9到达回收设备12进行净化和收集处理。除锈车7在弯管内行走时，弯管外侧内壁对贴紧内壁的车轮有向心侧压力，贴紧弯管内侧内壁的车轮对内壁有侧滑，于是就可不断改变除锈车7的行进方向，使其沿着弯管轴心线方向行进。

限位开关14由枪盘座51上水平成180°对称安装的电感接近开关A49、电感接近开关B53和喷砂枪盘52边缘安装的金属片50组成。电感接近开关能识别出有无金属接近，从而控制开关的通断。摆动电机16提供动力，带动喷砂枪盘52和安装在喷砂枪盘52上的喷砂枪8旋转，当安装在喷砂枪盘52上的金属片50逆时针方向转到电感接近开关A49处时，电感接近开关A49工作，改变摆动电机16的旋转方向，喷砂枪盘52顺时针方向旋转，当金属片50转到电感接近开关B53处时，电感接近开关B53工作，再次改变摆动电机16转向，从而形成了喷砂枪8的180°循环摆动(见图5)。除锈车7驱动力由行走电机19经减速器18提供。

液体涂料喷涂系统(见图3、图4)：管内壁喷涂采用内喷涂车旋杯式喷涂方式，主要包括导轨23(弯管安装平台)、旋喷车26(内喷涂装置)、控制箱33和电缆32(电控系统)、接收平台29(旋喷车回收装置)、过滤器27、回收风管30、回收设备31(净化处理和收集装置)。

置于导轨23上的钢质除锈弯管25一端由管端封堵器24封堵，旋喷车26从钢质除锈弯管25另一端置于钢质除锈弯管25中后，由置于接收平台29上的收集箱28堵于钢质除锈弯管25的另一端，收集箱28上端安装过滤器27经回收风管30接向回收设备31，控制箱33由电缆32与旋喷车26连接。

对悬浮于管中的雾状涂料和挥发气体进行净化的收集箱28、过滤器27、回收风管30和回收设备31为常规设备。

其中旋喷车26(见图4)有与行进电机44机械连接的减速器46后再连接的一对主动车轮48及一对从动车轮42，在旋喷车26的下部安装有供料电机43、与供料电机43机械连接的联轴器45、与联轴器45机械连接的料泵47，桶状的旋喷车外罩40将上述设备封装；旋喷车26的后上部(以安装旋杯34方向为后)安装有旋转电机36，旋转电机36的轴连接旋杯34，由出料管35将旋杯34与料泵47连接；在旋喷车外罩40上部安装有储料箱39，储料箱39上部有储料进口的储料箱盖38，下部有口用进料管37接向料泵47的入口。旋喷车26在弯管内行走时，弯管外侧内壁对贴紧内壁的车轮有向心侧压力，贴紧弯管内侧内壁的车轮对内壁有侧滑，于是就可不断改变旋喷车26的行进方向，使其沿着弯管轴心线方向行进。

这里的行进电机44、减速器46、旋转电机36、旋杯34、供料电机43、联轴器45、料泵47均可选市销产品。

控制箱33可控制旋喷车26以不同速度前后行走，并可控制泵料供给量，喷涂过程中，旋喷车前端旋杯34高速旋转，并输入一定流量的涂料，涂料从旋杯34的小孔中甩出，呈雾状，与此同时旋喷车26匀速后退行走，涂料均匀喷涂到钢质除锈弯管25的内壁。钢质除锈弯管25一端由管端封堵器24密封，另一端是通过收集装置(过滤器27和回收设备31)对悬浮于管中的雾状涂料和挥发气体进行回收、净化处理。接收平台29可对旋喷车26进行接收，用于旋喷车26的涂料添加、车体清洗和维修作业。

行走电机44提供旋喷车26行走驱动力，供料电机43通过减速器46给料泵47提供动力，使料泵47工作，涂料从储料箱39经进料管37进入料泵47，然后通过出料管35送到旋杯34处。旋杯34在旋转电机36带动下高速旋转将涂料旋甩喷出。

电控系统

弯管内行走机构控制、除锈喷嘴旋转电机和内涂敷旋喷电机的控制均采用交流变频调速控制技术，变频调速电机控制精度高，抗干扰能力强，行走车运行平稳，旋转喷枪调节简便，可以方便的在弯管内壁上形成厚度可调的均匀涂层，控制系统可采用多级滤波等电磁抗干扰技术，使系统工作稳定可靠。这些都是电控系统中常用的技术，本装置只是采用而已，故不再详述。

由上可见，本装置完整性好，质量稳定、可靠、且符合安全环保要求，工作效率和经济效益大大提高。

附图说明

图1弯管内壁除锈系统构成图

图2弯管内壁除锈车主视图

图3液体涂料喷涂系统构成图

图4液体涂料喷涂车主视图

图5摆动机构示意图

其中1-控制箱     2-电缆

3-磨料罐         4-高压胶管

5-收集箱A        6-钢质弯管

7-除锈车         8-喷砂枪

9-回收风管       10-收集箱B

11-导轨          12-回收设备

13-车身支架      14-限位开关

15-高压胶管接头  16-摆动电机

17-主动车轮      18-减速器

19-行走电机       20-除锈车外罩

21-从动车轮       22-电缆接头

23-导轨           24-管端封堵器

25-钢质除锈弯管   26-旋喷车

27-过滤器         28-收集箱

29-接收平台       30-回收风管

31-回收设备       32-电缆

33-控制箱         34-旋杯

35-出料管         36-旋转电机

37-进料管         38-储料箱盖

39-储料箱         40-旋喷车外罩

41-电缆接头       42-从动车轮

43-供料电机       44-行进电机

45-联轴器         46-减速器

47-料泵           48-主动车轮

49-电感接近开关A  50-金属片

51-枪盘座         52-喷砂枪盘

53-电感接近开关B

具体实施方式

实施例.以此实施例具体说明本实用新型的具体实施方式。本例是一工业试验样机系统，适用于φ800mm～1220mm大口径钢质弯管内除锈和减阻材料内涂敷。其构成如图1、图2、图3、图4、图5所示，即由弯管内壁除锈系统和液体涂料喷涂系统两部分组成。其中弯管内壁除锈系统的气源由W-3.0/7活塞式空气压缩机提供，排气压力0.7MPa，排气量3.0m3/min；高压胶管4选用直径为φ25mm夹布胶管；磨料罐3外形尺寸为φ600×1150mm；回收设备12选用MX-II型脉冲袋式除尘器，外形尺寸为1490×1678×3667mm；回收风管9由2mm厚钢板加工而成，直径为φ320mm；除锈车7工作机的外形尺寸为1060×480×550mm，除锈车外罩20外形尺寸为960×480mm；旋转电机16选用90YSJ三相异步电动机；行走电机19选用1.5Kw耐高温特种WTS系列蜗轮减速电机，配有减速器18，两车轮距为455mm；液体涂料喷涂系统回收系统与弯管内壁除锈回收系统基本相同，旋喷车26由接收平台29接收，其外形尺寸为1490×1678×3667mm，旋喷车26外形尺寸为1080×580×550mm，旋喷车外罩40外形尺寸为800×390×350mm；储料箱39外形尺寸为550×300×350mm；料泵47选用CB-B4型齿轮泵，流量为4L/min；旋转电机36选用YD系列三相变极高速异步电动机；供料电机43选用YVP系列变频调速异步电动机；行走电机44选用WTS系列蜗轮减速电机；供料电机43与行走电机4之间水平距离为168mm，两车轮中心距为460mm。

主要技术指标

内除锈、内涂敷装置主要技术参数：

a适用弯管管径：     φ800～φ1200mm；

b适用弯管曲率半径： ＞5D；

c适用弯管角度：     11°～90°；

d表面除锈等级：     Sa2.5级；

e生产效率：除锈     0.5～1m2/min；

           涂敷     1.5～3m2/min；

f涂料种类：         双组份液体环氧涂料；

g喷砂(丸)供气压力： 0.4～0.6Mpa；

h涂膜厚度：         ≥65μm；

i总功率：           ≤40kw。

本例施工工艺

施工工艺是本装置的重要组成内容，对涂层质量和生产效率起着决定性作用。施工工艺如下所示：

弯管就位→除锈车进入管内→除锈车定位→除锈车倒退→内表面清理→锈尘回收→除锈车退出→内表面吹扫→涂敷车进入管内→涂敷车定位→涂敷车倒退→涂敷作业→漆料回收→涂敷车退出→结束作业

本装置首先将钢质弯管6安装到导轨11上，由弯管内壁除锈系统加工处理后，将弯管安装到液体涂料喷涂系统导轨23上，经过液体涂料喷涂系统加工处理，最终形成成品弯管。经多次工业试验，证明整条作业线系统完整性好，加工质量符合指标要求，工作效率和经济效益大大提高。

Claims (4)

1.一种钢质弯管内的除锈、涂敷防腐层或减阻层的钢质弯管内涂敷装置，其特征是由弯管内壁除锈系统和液体涂料喷涂系统两大部分组成，弯管内壁除锈系统主要包括导轨[11]、磨料罐[3]、除锈车[7]和喷砂枪[8]、控制箱[1]和电缆[2]、回收风管[9]、收集箱A[5]、收集箱B[10]和回收设备[12]及为喷砂提供所需压力的空气压缩机；磨料罐[3]的底部出口由高压胶管[4]接向装有喷砂枪[8]的除锈车[7]，回收设备[12]由回收风管[9]分别接置于钢质弯管[6]两端的收集箱A[5]、收集箱B[10]，控制箱[1]由电缆[2]与除锈车7连接；液体涂料喷涂系统主要包括导轨[23]、旋喷车[26]、控制箱[33]和电缆[32]、接收平台[29]、过滤器[27]、回收风管[30]、回收设备[31]；置于导轨[23]上的钢质除锈弯管[25]一端由管端封堵器[24]封堵，旋喷车[26]置于钢质除锈弯管[25]中，由置于接收平台[29]上的收集箱[28]堵于钢质除锈弯管[25]的另一端，收集箱[28]上端安装过滤器[27]经回收风管[30]接向回收设备[31]，控制箱[33]由电缆[32]与旋喷车[26]连接。

2.根据权利要求1所述的钢质弯管内涂敷装置，其特征是所述除锈车[7]由车身支架[13]、限位开关[14]、高压胶管接头[15]、摆动电机[16]、主动车轮[17]、减速器[18]、行走电机[19]、除锈车外罩[20]、从动车轮[21]、电缆接头[22]组成，“L”形车身支架[13]的竖架中央穿过两根交叉的高压胶管接头[15]至竖架前接喷砂枪[8]，在两根高压胶管接头[15]交叉处安装有限位开关[14]，竖架下方安装摆动电机[16]；在车身支架[13]横架的前部安装有一对主动车轮[17]，行走电机[19]接减速器[18]再与主动车轮[17]转动连接，后部安装有一对从动车轮[21]；除锈车外罩[20]将车身支架[13]包封，在除锈车外罩[20]的尾部安装有电缆接头[22]及两根高压胶管[4]的入口。

3.根据权利要求2所述的钢质弯管内涂敷装置，其特征是限位开关[14]采用电感式接近开关，限位开关[14]由枪盘座[51]上水平成180°对称安装的电感接近开关A[49]、电感接近开关B[53]和喷砂枪盘[52]边缘安装的金属片[50]组成。

4.根据权利要求1所述的钢质弯管内涂敷装置，其特征是所述旋喷车[26]有与行进电机[44]机械连接的减速器[46]后再连接的一对主动车轮[48]及一对从动车轮[42]，在旋喷车[26]的下部安装有供料电机[43]、与供料电机[43]机械连接的联轴器[45、与联轴器[45]机械连接的料泵[47]，桶状的旋喷车外罩[40]将上述设备封装；旋喷车[26]的后上部安装有旋转电机[36]，旋转电机[36]的轴连接旋杯[34]，由出料管[35]将旋杯[34]与料泵[4]7连接；在旋喷车外罩[40]上部安装有储料箱[39]，储料箱[39]上部有储料进口的储料箱盖[38]，下部有口用进料管[37]接向料泵[47]的入口。

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