CN202087889U - 易燃易爆介质管道在线切割焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种易燃易爆介质管道在线切割焊接设备，采用本实用新型处理工艺，可直接利用环形旋转切割装置对钢管进行低温切割，采用双盘封堵器和隔热冷却装置，切割过程中压力在线检测仪和温度检测仪可以实时检测和监控，防止火花、高温产生而使管道着火爆炸，采用这样的工艺处理步骤和封堵装置，可整体避免易燃易爆介质管道需要停运、清洗，企业停产及清洗造成的经济损失，在线的进行技术改造和升级。

Description

易燃易爆介质管道在线切割焊接设备

【技术领域】

本实用新型涉及石油化工工程施工领域，具体涉及易燃易爆介质管道切割焊接设备。

【背景技术】

对于石油化工企业的易燃易爆介质管道，在进行技术升级改造过程中，需要对钢制管道进行切割增加三通的接头或设孔与其他管道连接，常规的做法是管道清洗干净后，达到动火作业要求才能进行施工，一般情况下，企业要停产，清洗管道内的物料需要大量的水或其它清洗剂，而停业和清洗给企业带来巨大的经济损失，另外还附带污水处理费用和排放等环境影响，所以对于石油化工企业，如何提高带气管道切割的安全性和施工过程的快速有效，是目前石油化工企业普遍面临的行业问题，研究开发易燃易爆管道非清洗在线切割、焊接技术和装置，迫切成为需要，以避免产生上述经济损失，创造良好的经济效益和社会效益。

【实用新型内容】

本实用新型提供一种结构简单、控制方便、安全可靠的易燃易爆介质管道非清洗切割焊接设备。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种易燃易爆介质管道在线切割焊接设备，它包括：

一安装在易燃易爆介质的钢管上可对钢管进行切割的旋转切割装置；

一设置在易燃易爆介质钢管切割口处内侧的双盘封堵器，所述双盘封堵器包括设置在钢管外的惰性充气装置、连接管，压力在线检测仪、感压气管、内侧封堵盘和外侧封堵盘，内、外侧封堵盘与钢管内壁形成封闭空间，充气装置通过连接管与封闭空间连通，压力在线检测仪通过感压气管与封闭空间连通；

所述内、外侧封堵盘由阶梯形的底板、密封膨胀圈、连接两个底板的锁紧件组成，所述密封膨胀圈处于两个底板之间并由锁紧件锁紧后弹性预紧于钢管内壁；

一设置在钢管切割口与所述双盘封堵器之间的隔热冷却装置，所述隔热冷却装置包括缠绕在钢管外壁上的冷却石棉绳和多组均匀分布在钢管外圆周壁上的焊接温度检测仪。

进一步的技术方案，所述旋转切割装置包括固定在钢管上的旋转驱动装置、环形刀架、定位螺栓和多组对称布置在所述环形刀架上的切割刀，所述旋转驱动装置驱动环形刀架及其上的切割刀转动切割钢管，所述环形刀架外侧还固定有冷却水管。

进一步的技术方案，所述冷却石棉绳侧还设有对冷却石棉绳供水的冷却水管和供水装置。

进一步的技术方案，所述隔热装置还包括设置在钢管内部腔体的耐高温隔热布和弹性支架，所述弹性支架支撑耐高温隔热布于管道内壁。

进一步的技术方案，所述惰性气体充气装置为氮气瓶。

进一步的技术方案，所述压紧件为螺纹结构的预紧装置。

再进一步的技术方案，所述底板和面板采用铝质材料制成。

本实用新型优点：

本实用新型解决了石油化工企业技术改造升级过程中，易燃易爆介质管道需要停运、清洗，企业停产及清洗造成的经济损失，以及增加改造成本；采用本实用新型的处理工艺，可直接利用环形旋转切割装置对钢管进行低温切割，采用双盘封堵器和隔热冷却装置，切割过程中压力在线检测仪和温度检测仪可以实时检测和监控，防止火花、高温产生而使管道着火爆炸，采用这样的工艺处理步骤和封堵装置，可整体避免停产、大面积的清洗管道，在线的进行技术改造和升级。

【附图说明】

图1是本实用新型管道非清洗切割焊接设备的爆炸结构示意图；

图2是本实用新型管道非清洗切割焊接设备装配结构放大示意图；

图3是本实用新型中旋转切割装置的放大结构示意图。

【具体实施方式】

本实用新型的易燃易爆介质管道非清洗切割焊接设备，如图1至图3所示，该设备包括：如图1至图3所示，该设备包括：一安装在钢管1上可对钢管1进行切割的旋转切割装置2；一设置在旋转切割装置2对钢管1切割后的切割口处内壁的双盘封堵器3，所述双盘封堵器3包括设置在钢管1外侧的高压氮气瓶30、压力在线检测仪31(压力表)、充气气管32、感压气管33、内侧封堵盘34和外侧封堵盘35，内、外侧封堵盘(34、35)与钢管1内壁形成封闭空间36，高压氮气瓶30通过气管与封闭空间36连通并对其充氮气，压力在线检测仪31通过感压气管33与封闭空间36连通；所述内、外侧封堵盘(34、35)由铝质阶梯形的底板340、采用EVA橡胶材料制成的密封膨胀圈341、铝质阶梯形的面板342、连接底板340与面板342的压紧件343组成，所述压紧件343为螺纹结构的预紧装置，所述密封膨胀圈341处于底板340与面板342之间并由压紧件343锁紧后弹性预紧于钢管1内壁，防止封闭空间36漏气；一设置在钢管1切割口与所述双盘封堵器3之间的隔热装置4，所述隔热装置4包括设置在钢管1内部腔体的耐高温隔热布40、缠绕在钢管1外壁上的冷却石棉绳41，通过弹性支架支撑耐高温隔热布于管道内壁，起到焊接飞溅的热固体对外侧封堵盘35的密封影响；在冷却石棉绳41侧还设有对冷却石棉绳41供水的冷却水管410和供水装置，通过水管410不断的加水来进行冷却降温，防止热量传递到外侧封堵盘35位置，影响外侧封堵盘35的密封效果。

环形旋转切割装置2包括固定在钢管1上两半对接的旋转驱动装置20、两半对接的环形刀架21、定位螺栓22和一组对称布置在所述环形刀架21上的切割刀23，通过螺栓25将形刀架21连接成一整体，定位螺栓22和一组对称布置在所述环形刀架21上的切割刀23，通过定位螺栓22将旋转切割装置2固定在钢管1上，利用旋转驱动装置20驱动环形刀架21及其上的切割刀23转动切割钢管1，并利用环形刀架21外侧固定的冷却水管24对切割口实时进行冷却。

本实用新型的在线切割焊接设备是通过专用工艺实现的，实施时包括以下工艺步骤：

1)、首先，对需要作业的钢管1截流并进行物料清空，使需要作业加工的管道处于空载状态；

2)、对需要切割作业加工的钢管1，从钢管1的排空点(图中未示)冲入惰性气体(氮气)，使钢管1内的含氧量在0.1％以下；

3)如图3所示，在需要切割作业加工的钢管1处安装环形旋转切割装置2，进行第一切割口的环形切割时，首先，将环形刀架21卡在在钢管1上，由螺栓25锁紧，通过调节定位螺栓22使环形刀架21与钢管1抱紧，并与钢管1垂直，启动旋转驱动装置20旋转，在旋转中调节切割刀23的进刀量，使之均匀与钢管1接触，开启冷却水管24的冷却水管阀，进行切割作业，同时用利用红外温度检测仪(图上未示)实时监控环形旋转切割装置2切割刀23切割管道时切口处的温度，并通过控制环形旋转切割装置2切割刀23的转速，监控切割口温度低于物料闪点的8～10度以下，在切割过程中，从钢管1排空点(图中未示)不断的充入惰性气体(氮气)，保证作业的管道始终处于正压状态；

4)、在完成第一切割口后，切第二切割口时，为了继续维持管道内的惰性(氮气)气体处于正压状态，使用胶带和石棉板对第一切割口处进行封堵，保证需要作业的管道始终处于正压状态，然后采用步骤3)方法对第二切割口进行切割；

5)、第二切割口切割完毕后，将第一切割口与第二切割口之间切割后的钢管移除；

6)、如图1，然后使用专用清洗剂，清洗切割口处每侧内的管道物料，再进行水洗和擦干，在钢管1切割口处内安装带有压力在线检测仪31的双盘封堵器3，先将双盘封堵器3的内侧封堵盘34通过螺纹结构的压紧件343固定在钢管1内侧，再将外侧封堵盘35压紧在管道外侧，内、外侧封堵盘(34、35)与钢管1内壁形成封闭空间36，然后，充气装置30通过连接管32与封闭空间36连通，压力在线检测仪31通过感压气管33与封闭空间36连通，充气装置30冲入氮气到封闭空间36中，在内、外侧封堵盘间的封闭空间36微正压达到在2～5K帕之间时停止充气，监控压力变化，如果不能维持压力稳定，证明两个堵盘有一个或两个有漏气，拆下重新安装，直至能够保持压力在恒定位置不变为止；

7)、接着关闭连接管32上的氮气阀，移除充气装置30，在切割口处的管道内部腔体铺设起隔热冷却作用的耐高温隔热布40，在钢管1对应外侧封堵盘35位置的外壁安装焊接温度检测仪42，在钢管1切割口至外侧封堵盘35之间的外壁缠绕冷却石棉绳41，在切割口处装设连通钢管1的三通管，同时开启供水管410冷却水阀，连续淋水到冷却石棉绳41上；

8)、焊接，对切割口处三通管道进行动火焊接，焊接期间通过压力在线检测仪31，实时监控内、外侧封堵盘(34、35)之间封闭空间36的惰性气体压力是否变化，以防止内、外侧封堵盘(34、35)对钢管1密封的失效，同时在封堵盘35位置外侧钢管壁上的多组温度检测仪42检测管道焊接时的温度，通过设置在外侧钢管壁上的触点、与触点连接的导线、将测量到的时时显示在焊接温度检测仪42的温度表盘上，在钢管1外壁上缠绕的冷却石棉绳41也不断的通过水管410加水来进行冷却降温，控制钢管1在外侧封堵盘35位置的温度在摄氏90度以下，阻隔焊接热量传递到封堵盘3的密封处，保证双盘封堵器3上的密封膨胀圈(340、341)在焊接过程中能够正常保持密封状态；

9)、焊接完毕后，待焊口自然冷却至常温，从三通管处取出耐高温隔热布40和双盘封堵器3，连接其他管道或安装设备。

使用时，通过定位螺栓22将旋转切割装置2固定在钢管1上，利用旋转驱动装置20驱动环形刀架21及其上的切割刀23转动切割钢管1，并利用环形刀架21外侧固定的水管24对切割口实时喷水进行冷却，同时利用红外温度检测仪(图中未示)监控切割管道切口的温度，并通过控制环形旋转切割装置2切割刀23的进刀量和转速、以及冷却水的喷冷降温使切割钢管1切口温度低于物料闪点的8～10度以下，另外在第一切割口切割过程中，从钢管1排空点不断的充入惰性气体，在完成第一切割口后，切第二切割口时，将第一切割口处用胶带、石棉板封堵，继续维持管道内的惰性气体(氮气)处于正压状态，同样采用切割第一切割口的方法切割第二切割口。

第一切割口和第二切割口切割完毕后，钢管1排空点停止充入惰性气体，并将切割口处的胶带、石棉板拆除，将第一切割口与第二切割口之间切割后的钢管1移除；然后利用清洗剂，清洗切割口处每侧内的管道物料，再进行水洗和擦干，在钢管1切割口处内安装内、外侧封堵盘(34、35)。连接外侧封堵盘35上的充气气管32至高压氮气瓶30，将感压气管33与压力在线检测仪31(压力表)连接，冲入氮气到封闭空间36，压力稳定不变后，关闭氮气阀，在切割口处的管道内部腔体铺设耐高温隔热布40，在钢管1对应外侧封堵盘35位置的外壁，安装焊接温度检测仪42，之后在钢管1切口至外侧封堵盘35之间的外壁缠绕冷却石棉绳41；开启冷却水管410的冷却水阀，连续淋水到冷却石棉绳41上。

然后，在切割口处装设连通钢管1的三通管，开始焊接作业；对切割口处三通管道进行动火焊接，焊接期间通过压力在线检测仪31，实时监控内、外侧封堵盘(34、35)之间封闭空间36的氮气压力是否变化，以防止内、外侧封堵盘(34、35)对钢管1密封的失效，同时在外封堵盘35位置外侧，通过焊接温度检测仪42检测管道焊接后的温度，钢管1外壁上缠绕的冷却石棉绳41也不断的通过冷却水管410加水来对钢管1进行冷却降温，控制外封堵盘35位置处的钢管1温度在摄氏90度以下；焊接完毕后，待焊口自然冷却至常温，从三通管处取出耐高温隔热布40和双盘封堵器35、34，连接其他管道或安装设备，就可完成管道在线改造和升级。

本实用新型的保护不限于此，根据上述实施例的提示而做显而易见的变动，以及其他凡是不脱离本实用新型实质的改动，均应包括在权利要求所述的范围之内。

Claims (7)

1.一种易燃易爆介质管道在线切割焊接设备，其特征在于，它包括：

一安装在易燃易爆介质的钢管上可对钢管进行切割的旋转切割装置；

一设置在易燃易爆介质钢管切割口处内侧的双盘封堵器，所述双盘封堵器包括设置在钢管外的惰性充气装置、连接管，压力在线检测仪、感压气管、内侧封堵盘和外侧封堵盘，内、外侧封堵盘与钢管内壁形成封闭空间，充气装置通过连接管与封闭空间连通，压力在线检测仪通过感压气管与封闭空间连通；

所述内、外侧封堵盘由阶梯形的底板、密封膨胀圈、连接两个底板的锁紧件组成，所述密封膨胀圈处于两个底板之间并由锁紧件锁紧后弹性预紧于钢管内壁；

一设置在钢管切割口与所述双盘封堵器之间的隔热冷却装置，所述隔热冷却装置包括缠绕在钢管外壁上的冷却石棉绳和多组均匀分布在钢管外圆周壁上的焊接温度检测仪。

2.根据权利要求1所述的一种易燃易爆介质管道在线切割焊接设备，其特征在于，所述旋转切割装置包括固定在钢管上的旋转驱动装置、环形刀架、定位螺栓和多组对称布置在所述环形刀架上的切割刀，所述旋转驱动装置驱动环形刀架及其上的切割刀转动切割钢管，所述环形刀架外侧还固定有冷却水管。

3.根据权利要求2所述的一种易燃易爆介质管道在线切割焊接设备，其特征在于，所述冷却石棉绳侧还设有对冷却石棉绳供水的冷却水管和供水装置。

4.根据权利要求2所述的一种易燃易爆介质管道在线切割焊接设备，其特征在于，所述隔热装置还包括设置在钢管内部腔体的耐高温隔热布和弹性支架，所述弹性支架支撑耐高温隔热布于管内壁。

5.根据权利要求2所述的一种易燃易爆介质管道在线切割焊接设备，其特征在于，所述惰性气体充气装置为氮气瓶。

6.根据权利要求2所述的一种易燃易爆介质管道在线切割焊接设备，其特征在于，所述压紧件为螺纹结构的预紧装置。

7.根据权利要求2所述的一种易燃易爆介质管道在线切割焊接设备，其特征在于，所述底板和面板采用铝质材料制成。

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