CN204477602U - 一种补口机具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种补口机具，机具从内至外依次为金属内衬板、钢箍和电热装置，金属内衬板成圆筒形状，头尾部分重叠；钢箍包裹在金属内衬板外，钢箍头尾通过机械锁紧装置锁紧；电热装置覆盖在钢箍外层，与钢箍贴合紧密。本实用新型的补口机具简单可靠，成本低廉，施工费用低；采用钢箍锁紧加压，能够对补口片在软化粘接过程中施加巨大压力，大幅提高对环氧层的粘接强度；23℃的剥离强度可达到250N/cm以上，50℃的剥离强度达到100N/cm以上，分别为热收缩套（带）补口的2倍和5倍以上。

Description

一种补口机具

技术领域

本实用新型属于输气、输油管道施工技术领域，具体涉及一种补口机具。

背景技术

油气输送管道施工中所使用的钢制管道，必须预先经过防腐处理，3LPE、3LPP 防腐层是管道外防腐中普遍采用的防腐结构。而在管道防腐过程中往往会预留焊接口，一般宽度为100-150mm, 对接钢管在预留的焊口处相互焊接，两端预制防腐层裹覆在对接钢管上。钢制管道焊接口的防腐是在施工现场完成的，其采用的管道补口技术对管线的整体防腐效果具有重大的影响，因为它关系到整条管线的最终防腐质量。无论预制工厂内3LPE、3LPP防腐层质量如何优良，如果现场补口效果不好就会导致钢制管道产生严重腐蚀，使埋地管道的使用寿命缩短，甚至造成泄漏等严重后果。

3LPE、3LPP 防腐管道的焊接口防腐普遍采用热缩套（带）补口技术，该技术的施工方法为：对补口底材进行处理后涂刷上环氧底漆，底漆表干后包覆收缩套（带），烘烤热收缩套（带）使其收缩，同时使热收缩套上的热熔胶熔化，达到合适程度后停止加热，待热收缩套自然冷却后固定在补口处。这种传统的热缩套补口技术在使用中存在如下缺点：

1. 热缩套（带）一般由人工手持烤把用火焰烘烤，温度准确性和均匀性难以准确控制。温度偏低保证不了粘接效果，局部过热容易使热缩套（带）发生炭化，加热不均匀时收缩不一致导致气泡及褶皱，补口质量难以保证。

2. 热缩套（带）所用的热熔胶极性强，分子量低，与直管防腐层表面的PE或PP相容性不好，加之交联聚乙烯基材受热时弹性收缩力不大，对热熔胶施加的压力有限，热熔胶与直管防腐层之间无法形成可靠粘接，埋地后极易发生脱粘开裂现象，导致补口失效。

3. 辐射交联聚乙烯热收缩带（套）须经挤出成型、辐射交联、扩径、冷却、涂胶等多道工序制得，成本极高，且无法热塑回收，对环境会造成一定破坏。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、操作方便的补口机具。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种补口机具，从内至外依次为金属内衬板、钢箍和电热装置，金属内衬板成圆筒形状，头尾部分重叠；钢箍包裹在金属内衬板外，钢箍头尾通过机械锁紧装置锁紧；电热装置覆盖在钢箍外层，与钢箍贴合紧密。

金属内衬板的长度比两端预制防腐层周长长20~120mm，宽度比补口片宽20~240mm，厚度为0.2~1.0mm。金属内衬板材质选自不锈钢、镀锌钢、镀锡钢、镀铝钢、镀镍钢、镀铬钢、纯铝、铝合金、纯铜或铜合金中的一种或几种。

钢箍厚度0.5~1.5mm，宽度比金属内衬板窄20~100mm；长度比两端预制防腐层周长短5~50mm，在补口施工时不至于发生头尾重叠。钢箍材料为碳钢、合金钢或不锈钢。

钢箍头尾通过机械锁紧装置锁紧，机械锁紧装置为螺纹锁紧机构、偏心轮锁紧机构、斜面锁紧机构或四杆锁紧机构，优选使用螺纹锁紧机构。采用螺纹锁紧机构锁紧钢箍时，钢箍头尾分别外卷包住一个连接杆，连接杆可以绕轴自由转动，方便内六角螺栓连接锁紧，螺栓数量为3~9个，均匀分布在钢箍的宽度方向上。总的锁紧力按以下公式计算范围：锁紧力=（0.25~2.0）×钢管直径×钢箍宽度，公式中锁紧力的单位为kgf，钢管直径和钢箍宽度的单位为cm。确定锁紧力后，应根据选定的螺栓数量、螺纹表面状态、润滑情况及相关设计规范确定内六角螺栓规格和拧紧扭矩。施工中补口片受热软化后锁紧力可能变小，为尽量保持锁紧力，可使用弹簧垫圈或弹簧。

为了更好地传递压力，防止金属内衬板在钢箍头尾连接处凸起变形，可在钢箍头尾之一的内壁焊接延伸出长50~100mm、宽度与钢箍相同，厚0.5~1.0mm的压片，安装时伸入对面钢箍与金属内衬板之间。

电热装置可为电热片或电热圈，优选电热片。

电热片覆盖在钢箍外层，与钢箍贴合紧密。电热片的宽度与钢箍宽度相同，厚度为3~20mm。电热片可以是一块整体，也可以沿圆周分成2-10片，相邻两片间隔2-10mm。钢箍在包裹金属内衬板以及完工后被拆除的过程中，曲率会发生较大变化，分成多片的电热片不易损坏。电热片为不锈钢云母加热圈、铸铝加热圈、铸铜加热圈或不锈钢陶瓷加热圈。电热片的总功率按以下公式确定：总功率=钢管直径×（0.02~0.06），公式中钢管直径单位为mm，总功率单位为kW。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

1. 本实用新型的补口机具，为环氧底漆和补口片的物理化学转化提供稳定可控的温度和压力条件，施工质量好，品质稳定性高；

2. 本实用新型的补口机具简单可靠，成本低廉，施工费用低；

3、金属内衬板防锈能力强，且与补口片牢固粘接为一体，极大提高了补口层对可见光、紫外光、水、氧气及水蒸气的阻隔性，对尖锐物体机械损伤的抵抗力也得到加强，补口层寿命大幅提升；

4. 本实用新型采用钢箍锁紧加压，能够对补口片在软化粘接过程中施加巨大压力，大幅提高对环氧层的粘接强度；23℃的剥离强度可达到250N/cm以上，50℃的剥离强度达到100 N/cm以上，分别为热收缩套（带）补口的2倍和5倍以上。

附图说明

图1为本实用新型的补口机具处于工作状态的示意图;

其中，1 电热装置  2螺纹锁紧机构   3 钢箍   4金属内衬板  5 补口片。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明，以下实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受下述实施例的限制。

实施例1：

一种Ф610的3LPP管道，防腐层厚度3mm，补口片宽度400mm，厚度3.3mm，补口机具及施工方法如下：

补口机具从内至外依次为金属内衬板4、钢箍3和电热装置1。

金属内衬板4包裹在补口片5外成圆筒形状，头尾部分重叠。金属内衬板4长度为2000mm，宽度500mm，厚度0.3mm，材质选用304-1/2H不锈钢冷轧板。

钢箍3包裹在金属内衬板4外呈圆筒状，钢箍3厚度0.5mm，宽度450mm；长度1920mm。材料为304-1/2H不锈钢冷轧板。钢箍3头尾之一的内壁焊接延伸出长75mm、宽度与钢箍3相同，厚0.6mm的压片，安装时伸入对面钢箍3与金属内衬板4之间。

钢箍3头尾通过螺纹锁紧机构2锁紧，螺栓数量为5个，均匀分布在钢箍3的宽度方向上。螺纹性能等级选6.8级，表面氧化处理，涂有含钼润滑脂，公称直径M8，每个螺栓配一个弹簧垫圈。总的锁紧力为3500kgf，每个内六角螺栓锁紧力为700kgf，拧紧扭矩为12Nm。

电热装置1覆盖在钢箍3外层，与钢箍3贴合紧密。电热装置1为电热片，电热片由两块半圆电热片组成，半圆电热片之间间隔6mm。半圆电热片的宽度450mm，厚度为5mm。

电热片为不锈钢云母电热片，总功率为18kW，内外表面平整光滑。电源为220V或380V普通工频交流电。

施工方法包括以下步骤：

a.表面处理：对管道补口部位的钢管表面进行除污和喷砂除锈，钢管表面质量应达到 Sa2.5级，喷砂除锈后随即用压缩空气将钢管表面灰尘清除干净；

b.钢管预热：将管道补口部位的钢管预热到65℃；

c.涂刷底漆：将环氧底漆均匀涂覆在补口部位钢管的整个表面；

d.补口片5裹覆：在环氧底漆的表面裹覆补口片5，补口片5的材质为聚丙烯与马来酸酐接枝聚丙烯共聚物的4:1共混物，补口片5宽度方向（沿管道轴向方向）中间有圆弧形凹槽，凹槽最深处为1.5mm，其宽度比焊口处环形焊道宽度小2mm；补口片5宽度方向平直部分的长度与焊口处裸露钢管最小长度一致，平直部分两端为均匀减薄区，每端宽度为80mm；补口片5长度方向（沿管道周向方向）平直部分的长度大于管道周长50mm，平直部分两端同样为均匀减薄区，每端长度为50mm；

e.包裹金属内衬板4：将金属内衬板4包裹在补口片5上，金属内衬板4的外表面预先粘附有胶粘剂薄膜，厚度0.1mm。薄膜的一边与内层金属板端部齐平，其余三边比重叠区域窄10mm；胶粘剂薄膜的材质为聚丙烯与马来酸酐接枝聚丙烯共聚物的4:1共混物；

f.包裹并锁紧钢箍3和电热装置1：将钢箍3包裹在金属内衬板4外，钢箍3头尾通过螺纹锁紧机构2锁紧，电热装置1覆盖在钢箍3外层，与钢箍3贴合紧密；

g.程序加温：接通电源，第一阶段温控仪设定值调至75℃，保持8min，让环氧底漆表干。第二阶段温控仪设定值上调至220℃，保持20min。切断加热电源，缓慢冷却至50℃以下；

h.拆除机具：松开内六角螺栓，拆除电热装置1和钢箍3。

Claims (14)

1.一种补口机具，其特征在于：从内至外依次为金属内衬板、钢箍和电热装置，金属内衬板成圆筒形状，头尾部分重叠；钢箍包裹在金属内衬板外，钢箍头尾通过机械锁紧装置锁紧；电热装置覆盖在钢箍外层，与钢箍贴合紧密。

2.根据权利要求1所述的补口机具，其特征在于：金属内衬板的长度比两端预制防腐层周长长20~120mm，宽度比补口片宽20~240mm，厚度为0.2~1.0mm。

3.根据权利要求1所述的补口机具，其特征在于：金属内衬板材质选自不锈钢、镀锌钢、镀锡钢、镀铝钢、镀镍钢、镀铬钢、纯铝、铝合金、纯铜或铜合金中的一种或几种。

4.根据权利要求1所述的补口机具，其特征在于：钢箍厚度0.5~1.5mm，宽度比金属内衬板窄20~100mm；长度比两端预制防腐层周长短5~50mm。

5.根据权利要求4所述的补口机具，其特征在于：钢箍材料为碳钢、合金钢或不锈钢。

6.根据权利要求1所述的补口机具，其特征在于：机械锁紧装置为螺纹锁紧机构、偏心轮锁紧机构、斜面锁紧机构或四杆锁紧机构。

7.根据权利要求6所述的补口机具，其特征在于：机械锁紧装置为螺纹锁紧机构。

8.根据权利要求7所述的补口机具，其特征在于：采用螺纹锁紧机构锁紧钢箍时，钢箍头尾分别外卷包住一个连接杆，连接杆可以绕轴自由转动，方便内六角螺栓连接锁紧，螺栓数量为3~9个，均匀分布在钢箍的宽度方向上。

9.根据权利要求8所述的补口机具，其特征在于：内六角螺栓连接时可使用弹簧垫圈或弹簧。

10.根据权利要求1-9任一项所述的补口机具，其特征在于：在钢箍头尾之一的内壁焊接延伸出长50~100mm、宽度与钢箍相同，厚0.5~1.0mm的压片，安装时伸入对面钢箍与金属内衬板之间。

11.根据权利要求1所述的补口机具，其特征在于：所述电热装置为电热片或电热圈。

12.根据权利要求1所述的补口机具，其特征在于：所述电热装置为电热片。

13.根据权利要求12所述的补口机具，其特征在于：电热片的宽度与钢箍宽度相同，厚度为3~20mm；电热片为一块整体或沿圆周分成2~10片，相邻两片间隔2~10mm。

14.根据权利要求12所述的补口机具，其特征在于：电热片为不锈钢云母加热片、铸铝加热片、铸铜加热片或不锈钢陶瓷加热片。