熱彎彎管扇形防腐作業裝置及防腐作業方法
2024-01-31 15:53:15 2
專利名稱：熱彎彎管扇形防腐作業裝置及防腐作業方法
技術領域：
本發明涉及石油石化行業中埋地鋼質管道彎管的防腐作業裝置及防腐作業方法 技術領域，同時本發明也適用於其他行業的埋地鋼質管道的防腐。
背景技術：
國內油氣埋地管道直管外防腐大量採用防腐性能好、機械強度高的三層結構PE 防腐技術，管道局、華龍、香港亞東三大防腐公司紛紛在國內各大油田和制管廠內建立了管 道直管三層結構PE防腐作業線，國內管道直管三層結構PE防腐技術正處於成熟的旺盛時 期。而由於彎管本身幾何形態的特殊性，彎管的外防腐主要採用浙青玻璃布包覆、熱收縮套 包覆、單層或雙層環氧粉末(或環氧樹脂)噴塗進行防腐作業，與迅速發展的管道直管三層 結構PE防腐及不相稱，目前國內外彎管三層結構PE防腐還處於空白狀態，並且沒有一條彎 管三層結構PE防腐作業線，隨著國家加大能源建設步伐，油氣管道建設全面鋪開，而對彎 管的需求大量增加，因此，研發與鋼質管道直管三層結構PE防腐性能相當的鋼質彎管三層 結構PE防腐工藝技術以及防腐生產作業線非常有必要，該工藝技術除適用於石油石化行 業的埋地鋼質管道彎管的防腐作業，也可適用於其他行業的埋地鋼質管道彎管的防腐，有 廣泛的市場空間。目前國內除中國石油集團總公司廊坊管道局建有一條彎管單層熔結環氧粉末防 腐生產線外，其餘生產廠家的彎管防腐工藝主要還是以手工噴塗液體環氧樹脂防腐或手工 烤制熱收縮套防腐工藝為主，防腐技術落後，經營和生產規模較小，生產速度低、原材料浪 費嚴重，防腐質量低且難以控制。國外目前也沒有彎管三層結構PE防腐作業線以及類似的 產品。美國、德國等國家均有管道直管三層結構PE防腐作業線，其防腐工藝與國內管道直 管三層結構PE防腐工藝相類似，均是採用直管沿生產線傳輸並轉動，中頻直管加熱，第一 層用採用靜電環氧粉末噴塗(或其他方式)，第二層採用熱擠塑粘膠帶纏繞，第三層採用熱 擠塑聚乙烯帶纏繞，形成三層結構PE防腐結構。針對這種情況，申請日為2010年2月11日，申請號為201010109340. x的中國發
明專利文獻公開了一種熱彎彎管防腐作業系統及其作業方法，參照圖1。該熱彎彎管防腐作業系統，包括上料升降平臺、卸料平臺、中頻加熱裝置1、粉末噴 塗裝置2、纏繞裝置3和冷卻裝置，還包括旋轉式懸臂，旋轉式懸臂包括繞迴轉軸4旋轉的旋 轉梁5和設置在旋轉梁5上的弧形懸臂6，旋轉梁5的一端安裝在迴轉軸4上，另一端支撐 在弧形軌道7上，熱彎彎管8固定設置在弧形懸臂6上，中頻加熱裝置1、粉末噴塗裝置2、 纏繞裝置3和冷卻裝置沿弧形懸臂6的運動軌跡設置，且熱彎彎管8依次與中頻加熱裝置 1、粉末噴塗裝置2、纏繞裝置3和冷卻裝置配合。即熱彎彎管8先通過中頻加熱裝置1進行 加熱，再通過粉末噴塗裝置2進行環氧粉末噴塗，然後通過纏繞裝置3進行纏繞，最後通過 冷卻裝置冷卻。該熱彎彎管作業方法，包括如下工藝步驟a、將拋丸除鏽後的熱彎彎管放置在上料升降平臺上，轉動旋轉式懸臂，使弧形懸臂的自由端從熱彎彎管內穿過，並將熱彎彎管固定在弧形懸臂上，再降下上料升降平臺；b、旋轉弧形懸臂，熱彎彎管隨弧形懸臂連續通過中頻加熱裝置、粉末噴塗裝置、PE 帶纏繞裝置和冷卻裝置處理，完成熱彎彎管的三層PE防腐；c、將防腐後的熱彎彎管冷卻至60°以下，並使熱彎彎管自由支撐在弧形懸臂上， 升起卸料平臺託起熱彎彎管，使熱彎彎管與弧形懸臂分離；d、旋轉弧形懸臂，將弧形懸臂從熱彎彎管中旋出。上述作業方法和作業系統可簡化熱彎彎管三層PE防腐傳動線，可以快速提高熱 彎彎管三層PE防腐生產作業的時間，提高熱彎彎管三層PE機械化防腐生產的效率，實現熱 彎彎管三層PE機械化高效率防腐生產，能滿足大規模熱彎彎管三層PE防腐生產的要求，並 且可提高熱彎彎管的防腐性能，增加熱彎彎管的使用壽命。但是，上述技術方案在實際使用過程中，具有如下缺點1、為了提高加工效率，通常採用多個彎頭套在弧形懸臂上同時進行防腐作業，而 每個彎頭的彎度是有誤差的，多個彎頭連接在一起就會形成很大的差別，圓度差別很大，導 致弧形懸臂在將彎頭送到中頻加熱裝置、粉末噴塗裝置、纏繞裝置和冷卻裝置進行處理時， 彎頭會碰到弧形軌道，且不利於彎頭剛好位於中頻加熱裝置、粉末噴塗裝置、纏繞裝置和冷 卻裝置的居中位置，這時就需要人工幹預才能使彎頭順利通過並完成防腐加工，造成加工 效率低下，產品的合格率也受到嚴重影響；2、同時，由於多個彎頭是套在弧形懸臂上的，彎頭加工完後，首先需要將彎頭與弧 形懸臂的固定裝置拆開，然後將弧形懸臂旋出彎頭，才能完成對已加工好彎頭的取出，這也 造成了加工效率的低下；3、另一方面，由於弧形懸臂通過一個旋轉梁繞迴轉軸旋轉，弧形懸臂在做圓周運 動時，弧形懸臂受到離心方向的分力，更加不利於彎頭按弧形懸臂的運動軌跡行進，彎頭會 碰到弧形軌道，且不利於彎頭剛好位於中頻加熱裝置、粉末噴塗裝置、纏繞裝置和冷卻裝置 的居中位置，需要人工幹預才能使彎頭順利通過並完成防腐加工，但這也更加造成了加工 效率的低下，通常一天只能加工4個彎頭，並且極大地影響了彎頭的防腐加工效果，影響產 品的合格率。
發明內容
為解決上述技術問題，本發明提出了一種適用於石油石化行業中埋地鋼質管道彎 管的扇形防腐作業裝置，採用本發明，可顯著提高彎頭防腐作業的效率，能達到每8小時生 產10隻以上，彎頭的裝卸快速、方便，彎頭不會碰到軌道，且能使彎頭始終保持在中頻加熱 裝置、粉末噴塗裝置、纏繞裝置和冷卻裝置的居中位置，保證了彎頭的防腐加工效果，提高 了產品的合格率。本發明同時還提供了熱彎彎管扇形防腐作業的方法。本發明是通過採用下述技術方案實現的一種熱彎彎管扇形防腐作業裝置，包括中頻加熱裝置、粉末噴塗裝置和纏繞裝置， 其特徵在於還包括迴轉軸，在迴轉軸上固定連接有由迴轉軸旋轉帶動的主動臂，在主動臂 上設置有第一弧形彎臂，在迴轉軸上鉸接有繞迴轉軸轉動的被動臂，在被動臂上設置有第 二弧形彎臂，彎管固定連接在第一弧形彎臂和第二弧形彎臂之間，所述第一弧形彎臂、第二弧形彎臂和彎管三者之間的彎曲倍率相同，中頻加熱裝置、粉末噴塗裝置和纏繞裝置沿所 述第一弧形彎臂的圓形運動軌跡下方布置，所述圓形運動軌跡下方對應設置有呈圓形的軌 道，第一弧形彎臂、彎管和第二弧形彎臂支承在軌道上並沿所述軌道運動，彎管依次與中頻 加熱裝置、粉末噴塗裝置和纏繞裝置配合。在圓形運動軌跡下方布置有位於纏繞裝置外側的二次加熱裝置，所述彎管依次與 中頻加熱裝置、粉末噴塗裝置、纏繞裝置和二次加熱裝置配合。在圓形運動軌跡下方布置有位於二次加熱裝置外側的二次碾壓裝置，所述彎管依 次與中頻加熱裝置、粉末噴塗裝置、纏繞裝置、二次加熱裝置和二次碾壓裝置配合。在圓形運動軌跡下方布置有冷卻裝置。所述的二次加熱裝置為遠紅外加熱器。所述的二次碾壓裝置是彈簧輪。所述彎管與第一弧形彎臂和第二弧形彎臂扣合固定。並不限於扣合固定，還可以 採用固定接頭固定。所述主動臂和被動臂均為直臂形，主動臂和被動臂的形狀並不限於直臂形。所述迴轉軸經電機驅動帶動，也可以採用其他機構帶動或人工帶動。一種熱彎彎管扇形防腐作業方法，其特徵在於包括如下工藝步驟a、將拋丸除鏽後的彎管固定在防腐作業裝置上，即將彎管與第一弧形彎臂和第二 弧形彎臂連接固定；b、迴轉軸轉動，帶動主動臂上的第一弧形彎臂旋轉，彎管在第一弧形彎臂的驅動 下也跟著轉動，同時，使被動臂繞迴轉軸被動轉動，第一弧形彎臂、第二弧形彎臂和彎管均 在軌道上運動；c、將彎管依次通過中頻加熱裝置、粉末噴塗裝置和纏繞裝置，完成彎管的三層PE 防腐，通過中頻加熱時，控制溫差彡士 10°c ；d、將完成三層PE防腐的彎管送入冷卻裝置，將防腐後的熱彎彎管冷卻至60°以 下，形成成品，隨即迴轉軸反向旋轉，將彎管與第一弧形彎臂和第二弧形彎臂分離，由行吊 將彎管成品吊離，如此循環。所述c步驟後，將彎管送入二次加熱裝置，通過遠紅外加熱設備對纏繞後的防腐 層進行二次加熱。在二次加熱後，將彎管送入二次碾壓裝置，對整個纏繞後的防腐層進行二次碾壓。所述a步驟中，所述彎管與第一弧形彎臂和第二弧形彎臂扣合固定。並不限於扣 合固定，還可以採用固定接頭固定。所述c步驟中，通過測溫計進行連續測量彎管表面的溫度，以準確控制彎管表面 溫度誤差彡士 10°c。與申請號為201010109340. x專利申請文件為代表的現有技術相比，本發明的有
益效果表現在1、採用本發明，可顯著提高彎頭防腐作業的效率，能達到每8小時生產10隻以上， 彎頭的裝卸快速、方便，彎頭不會碰到軌道，且能使彎頭始終保持在中頻加熱裝置、粉末噴 塗裝置、纏繞裝置和冷卻裝置的居中位置，保證了彎頭的防腐加工效果，提高了產品的合格率。
2、採用「迴轉軸帶動主動臂，主動臂帶動第一弧形彎臂，在迴轉軸上鉸接有繞迴轉 軸轉動的被動臂，在被動臂上設置有第二弧形彎臂，彎管固定連接在第一弧形彎臂和第二 弧形彎臂之間」這樣的技術方案，當彎管在旋轉過程中受到離心方向上的分力時，被動臂會 提供反拉力來抵消，從而使彎頭不會碰到軌道，也更好地使彎頭剛好位於中頻加熱裝置、粉 末噴塗裝置、纏繞裝置和冷卻裝置等設備的居中位置，不需要人為幹預就能不間斷的自動 循環完成彎管防腐作業，提高了作業效率，使彎管能達到每8小時生產10隻以上，保證了彎 頭的防腐加工效果，提高了產品的合格率。3、採用「第一弧形彎臂、第二弧形彎臂和彎管三者之間的彎曲倍率相同」的方案， 當主動臂、第一弧形彎臂、彎頭、第二弧形彎臂、被動臂連接固定後就形成了一個扇形，彎曲 倍率相同就能使彎頭按主動臂所確定的迴轉半徑作迴轉運動，這時能進一步保證彎管通過 中頻加熱裝置、粉末噴塗裝置、纏繞裝置和冷卻裝置等設備的居中位置，使加熱、噴塗、纏繞 均勻，防腐作業效果更好。採用兩弧形彎臂，在安裝彎管時可起到調整作用。4、採用「彎管固定連接在第一弧形彎臂和第二弧形彎臂之間」的技術方案，只需取 下該固定接頭即可實現彎管的分離，不需旋出，節省了工序和時間。5、圓形運動軌跡下方對應設置有呈圓形的軌道，第一弧形彎臂、彎管和第二弧形 彎臂支承在軌道上並沿所述軌道運動，這樣，彎管、第一弧形彎臂、第二弧形彎臂甚至主動 臂和被動臂的重量都直接由軌道來承受，主動臂只需提供行進驅動力即可，不受重力方向 的彎矩，能保證運行的精確度，應用到本發明中能進一步保證三層PE防腐的質量。6、在圓形運動軌跡下方布置有位於纏繞裝置外側的二次加熱裝置，以保證外層復 合帶與內層複合帶融潤並粘接在一起。7、在圓形運動軌跡下方布置有位於二次加熱裝置外側的二次碾壓裝置，能使得防 腐層表面更加平整，層間粘接更加牢固。8、彎管與第一弧形彎臂和第二弧形彎臂扣合固定，這樣的連接方式最為簡單且比 較容易安裝和拆卸，節省了防腐作業時間。9、主動臂和被動臂均為直臂形，使主動臂、第一弧形彎臂、彎頭、第二弧形彎臂、 被動臂連接固定時就真正形成了一個扇形，能進一步保證彎管通過中頻加熱裝置、粉末噴 塗裝置、纏繞裝置和冷卻裝置等設備的居中位置，使加熱、噴塗、纏繞均勻，防腐作業效果更 好。10、本方法中，通過中頻加熱時，控制溫差< 士 10°C，能保證後續工序即環氧粉末 噴塗效果更好。
下面將結合說明書附圖和具體實施方式
對本發明作進一步的詳細說明，其中圖1為本扇形防腐作業裝置在彎頭防腐加工前的結構示意2為本扇形防腐作業裝置在彎頭加工完成後的結構示意中標記1、中頻加熱裝置，2、粉末噴塗裝置，3、纏繞裝置，4、二次加熱裝置，5、二次碾壓裝 置，6、固定接頭，7、彎管，8、第一弧形彎臂，9、主動臂，10、迴轉軸，11、軌道，12、被動臂，13、 第二弧形彎臂，14、冷卻裝置。
具體實施例方式實施例1本發明公開了一種熱彎彎管7扇形防腐作業裝置，包括中頻加熱裝置1、粉末噴塗 裝置2和纏繞裝置3，還包括迴轉軸10，在迴轉軸10上固定連接有由迴轉軸10旋轉帶動的 主動臂9，在主動臂9上設置有第一弧形彎臂8，在主動臂9的帶動下，第一弧形彎臂8的運 動軌跡為圓形，即以迴轉軸10為圓心，主動臂9為半徑，弧形彎臂的運動軌跡為圓周在迴轉 軸10上鉸接有繞迴轉軸10轉動的被動臂12，在被動臂12上設置有第二弧形彎臂13，彎管 7固定連接在第一弧形彎臂8和第二弧形彎臂13之間，所述第一弧形彎臂8、第二弧形彎臂 13和彎管7三者之間的彎曲倍率相同，主動臂9、被動臂12、第一弧形彎臂8、彎管7和第二 弧形彎臂13構成扇形結構中頻加熱裝置1、粉末噴塗裝置2和纏繞裝置3沿所述第一弧形 彎臂8的圓形運動軌跡下方布置，所述圓形運動軌跡下方對應設置有呈圓形的軌道11，第 一弧形彎臂8、彎管7和第二弧形彎臂13支承在軌道11上並沿所述軌道11運動，彎管7依 次與中頻加熱裝置1、粉末噴塗裝置2和纏繞裝置3配合，即彎管7先通過中頻加熱裝置1 進行加熱，再通過粉末噴塗裝置2進行環氧粉末噴塗，然後通過纏繞裝置3進行纏繞。實施例2在實施例1的基礎上，本發明更優選的技術方案是在圓形運動軌跡下方布置有 位於纏繞裝置3外側的二次加熱裝置4，所述彎管7依次與中頻加熱裝置1、粉末噴塗裝置 2、纏繞裝置3和二次加熱裝置4配合。在圓形運動軌跡下方布置有位於二次加熱裝置4外 側的二次碾壓裝置5，所述彎管7依次與中頻加熱裝置1、粉末噴塗裝置2、纏繞裝置3、二次 加熱裝置4和二次碾壓裝置5配合。在圓形運動軌跡下方布置有冷卻裝置，冷卻裝置為常 見的水淋器或其他形式。所述的二次加熱裝置4為遠紅外加熱器。所述的二次碾壓裝置5 是彈簧輪，還可以採用其他機構進行二次碾壓。所述彎管7與第一弧形彎臂8和第二弧形 彎臂13扣合固定。並不限於扣合固定，還可以採用固定接頭6固定。所述主動臂9和被動 臂12均為直臂形，主動臂9和被動臂12的形狀並不限於直臂形。所述迴轉軸10經電機驅 動帶動，也可以採用其他機構帶動或人工帶動。實施例3本發明同時還提供了一種熱彎彎管扇形防腐作業方法，其包括如下工藝步驟a、將拋丸除鏽後的彎管固定在防腐作業裝置上，即將彎管與第一弧形彎臂和第二 弧形彎臂連接固定；b、迴轉軸轉動，帶動主動臂上的第一弧形彎臂旋轉，彎管在第一弧形彎臂的驅動 下也跟著轉動，同時，使被動臂繞迴轉軸被動轉動，第一弧形彎臂、第二弧形彎臂和彎管均 在軌道上運動；c、將彎管依次通過中頻加熱裝置、粉末噴塗裝置和纏繞裝置，完成彎管的三層PE 防腐，通過中頻加熱時，控制溫差彡士 10°c ；d、將完成三層PE防腐的彎管送入冷卻裝置，將防腐後的熱彎彎管冷卻至60°以 下，形成成品，隨即迴轉軸反向旋轉，將彎管與第一弧形彎臂和第二弧形彎臂分離，由行吊 將彎管成品吊離，如此循環。所述c步驟後，將彎管送入二次加熱裝置，通過遠紅外加熱設備對纏繞後的防腐層進行二次加熱。在二次加熱後，將彎管送入二次碾壓裝置，對整個纏繞後的防腐層進行二 次碾壓。所述a步驟中，所述彎管與第一弧形彎臂和第二弧形彎臂扣合固定。並不限於扣 合固定，還可以採用固定接頭固定。所述c步驟中，通過測溫計進行連續測量彎管表面的溫 度，以準確控制彎管表面溫度誤差< 士 io°c。 上述，僅是針對本發明的原理所提供的優選實施方式，需要說明的是，通過閱讀本 說明書，在不脫離本發明所能解決的技術問題和所達到的技術效果的前提下，本領域技術 人員還可能會想到採用一些本領域常見設備或步驟來替換本發明所說的設備或步驟，但這 些簡單的替換應當屬於慣用手段的直接置換，仍然屬於本發明的保護範圍。
權利要求
一種熱彎彎管扇形防腐作業裝置，包括中頻加熱裝置、粉末噴塗裝置和纏繞裝置，其特徵在於還包括迴轉軸，在迴轉軸上固定連接有由迴轉軸旋轉帶動的主動臂，在主動臂上設置有第一弧形彎臂，在迴轉軸上鉸接有繞迴轉軸轉動的被動臂，在被動臂上設置有第二弧形彎臂，彎管固定連接在第一弧形彎臂和第二弧形彎臂之間，所述第一弧形彎臂、第二弧形彎臂和彎管三者之間的彎曲倍率相同，中頻加熱裝置、粉末噴塗裝置和纏繞裝置沿所述第一弧形彎臂的圓形運動軌跡下方布置，所述圓形運動軌跡下方對應設置有呈圓形的軌道，第一弧形彎臂、彎管和第二弧形彎臂支承在軌道上並沿所述軌道運動，彎管依次與中頻加熱裝置、粉末噴塗裝置和纏繞裝置配合。
2.根據權利要求1所述的熱彎彎管扇形防腐作業裝置，其特徵在於在圓形運動軌跡 下方布置有位於纏繞裝置外側的二次加熱裝置，所述彎管依次與中頻加熱裝置、粉末噴塗 裝置、纏繞裝置和二次加熱裝置配合。
3.根據權利要求2所述的熱彎彎管扇形防腐作業裝置，其特徵在於在圓形運動軌跡 下方布置有位於二次加熱裝置外側的二次碾壓裝置，所述彎管依次與中頻加熱裝置、粉末 噴塗裝置、纏繞裝置、二次加熱裝置和二次碾壓裝置配合。
4.根據權利要求3所述的熱彎彎管扇形防腐作業裝置，其特徵在於所述彎管與第一 弧形彎臂和第二弧形彎臂扣合固定。
5.根據權利要求3所述的熱彎彎管扇形防腐作業裝置，其特徵在於所述主動臂和被 動臂均為直臂形。
6.根據權利要求1所述的熱彎彎管扇形防腐作業裝置的防腐作業方法，其特徵在於包 括如下工藝步驟a、將拋丸除鏽後的彎管固定在防腐作業裝置上，即將彎管與第一弧形彎臂和第二弧形 彎臂連接固定；b、迴轉軸轉動，帶動主動臂上的第一弧形彎臂旋轉，彎管在第一弧形彎臂的驅動下也 跟著轉動，同時，使被動臂繞迴轉軸被動轉動，第一弧形彎臂、第二弧形彎臂和彎管均在軌 道上運動；c、將彎管依次通過中頻加熱裝置、粉末噴塗裝置和纏繞裝置，完成彎管的三層PE防 腐，通過中頻加熱時，控制溫差彡士 10°C ；d、將完成三層PE防腐的彎管送入冷卻裝置，將防腐後的熱彎彎管冷卻至60°以下，形 成成品，隨即迴轉軸反向旋轉，將彎管與第一弧形彎臂和第二弧形彎臂分離，由行吊將彎管 成品吊離，如此循環。
7.根據權利要求6所述的防腐作業方法，其特徵在於所述c步驟後，將彎管送入二次 加熱裝置，通過遠紅外加熱設備對纏繞後的防腐層進行二次加熱。
8.根據權利要求7所述的防腐作業方法，其特徵在於在二次加熱後，將彎管送入二次 碾壓裝置，對整個纏繞後的防腐層進行二次碾壓。
9.根據權利要求8所述的防腐作業方法，其特徵在於所述a步驟中，所述彎管與第一 弧形彎臂和第二弧形彎臂扣合固定。
10.根據權利要求8所述的防腐作業方法，其特徵在於所述c步驟中，通過測溫計進 行連續測量彎管表面的溫度。全文摘要
本發明公開了一種熱彎彎管扇形防腐作業裝置及防腐作業方法，裝置包括中頻加熱裝置、粉末噴塗裝置和纏繞裝置，還包括迴轉軸，在迴轉軸上固定連接有由迴轉軸旋轉帶動的主動臂，在主動臂上設置有第一弧形彎臂，在迴轉軸上鉸接有繞迴轉軸轉動的被動臂，在被動臂上設置有第二弧形彎臂，彎管固定連接在第一弧形彎臂和第二弧形彎臂之間，中頻加熱裝置、粉末噴塗裝置和纏繞裝置沿所述第一弧形彎臂的圓形運動軌跡下方布置，彎管依次與中頻加熱裝置、粉末噴塗裝置和纏繞裝置配合。採用本發明，可顯著提高彎頭防腐作業的效率，彎頭的裝卸快速、方便，保證了彎頭的防腐加工效果，提高了產品的合格率。
文檔編號F16L58/16GK101865351SQ20101019567
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月9日 優先權日2010年6月9日
發明者何洪勇, 劉斌, 毛希元, 毛斌, 田華, 陸其祥, 陳仕清, 黎方偉, 龍江川 申請人:四川石油天然氣建設工程有限責任公司