內(nèi)襯玻璃防腐鋼管的制作工藝及焊接工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及內(nèi)襯玻璃防腐鋼管的制作工藝和焊接工藝，制作工藝為在鋼管管端端面至深度30-50毫米內(nèi)孔預先堆焊鎳基耐蝕合金層，厚度1.5-2毫米，使其熔融于母材上；堆焊預處理鋼管端面打坡口，鎳基堆焊層表面打磨平整；鋼管內(nèi)壁進行除銹、除塵處理；通過玻璃粉末熱噴覆在鋼管內(nèi)壁熔敷形成玻璃內(nèi)防腐層。本發(fā)明是在金屬管道內(nèi)壁熱融覆上一層玻璃內(nèi)防腐層，形成玻璃與金屬復合防腐結(jié)構(gòu)，其化學穩(wěn)定性高、內(nèi)壁光滑、流體阻力小，具有特殊的防腐、防結(jié)蠟、耐磨、減阻、節(jié)能等性能，可在石油、化工、天然氣、自來水、污水及市政建設等多種領域中使用。
【專利說明】內(nèi)襯玻璃防腐鋼管的制作工藝及焊接工藝
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼管制造領域，尤其涉及一種內(nèi)襯玻璃防腐鋼管的制作工藝及焊接工藝。
【背景技術】
[0002]提高管道防腐技術，延長管道使用壽命是全球性的技術難點之一，是科學技術與工程設計廣泛關注的熱點，具有很大的技術經(jīng)濟意義。目前，世界各國普遍采用的金屬管道防腐材料都是有機高分子化合物，如煤焦油涂料、浙青、環(huán)氧涂層、3層PE涂層等。由于老化變質(zhì)問題的存在，涂覆傳統(tǒng)有機涂料的管道在不同程度上壽命縮短。有機涂層的這種先天不足，常導致災難性的管道事故(如泄漏、火災、爆炸及環(huán)境污染)，可謂后患無窮。因此如何提高管道的防腐性能成為本行業(yè)一個難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的即提供一種內(nèi)襯玻璃防腐鋼管的制作工藝，以解決現(xiàn)有鋼管防腐效果差、使用壽命短的缺陷。
[0004]本工藝包括以下操作步驟:
(1)、采用下面其中任意一種方式對鋼管管端進行預防腐處理，其一在鋼管管端端面至深度30-50毫米內(nèi)孔預先堆焊鎳基耐蝕合金層，厚度1.5-2毫米，使其熔融于母材上；其二在鋼管兩端分別焊接不銹鋼接頭；
(2)、堆焊預處理鋼管端面打坡口，鎳基堆焊層表面打磨平整；或者焊接不銹鋼接頭的鋼管焊縫清理打磨至內(nèi)孔焊縫平滑；
(3)、鋼管內(nèi)壁進行除銹、除塵處理；
(4 )、將玻璃粉末熱噴覆在鋼管內(nèi)壁熔敷形成玻璃內(nèi)防腐層。
[0005]所述步驟(4)中玻璃內(nèi)防腐層覆蓋鎳基堆焊層并預留15_25mm焊接熱影響區(qū)，SP此區(qū)域不熔敷玻璃內(nèi)防腐層。
[0006]所述步驟(4)中的玻璃粉末熱噴覆采用以下生產(chǎn)線:包括貫穿生產(chǎn)線的鋼管輸送系統(tǒng)以及其前端設有的玻璃粉供料及噴覆系統(tǒng)、中部設有的鋼管加熱系統(tǒng)；所述噴覆系統(tǒng)上設有噴槍，且所述的噴槍能夠進入鋼管內(nèi)腔；所述的供料及噴覆系統(tǒng)包括軌道以及其上設有的可移動供料小車，供料小車上設有噴覆系統(tǒng)；所述的鋼管輸送系統(tǒng)為能夠使鋼管旋轉(zhuǎn)前進的輸送系統(tǒng)。所述的鋼管加熱系統(tǒng)為中頻感應加熱爐；所述的生產(chǎn)線還包括位于生產(chǎn)線前、后端的管架，且管架上設有舉升裝置。
[0007]所述的噴覆系統(tǒng)包括噴料管以及其外部設有的冷卻水套；所述噴料管的前端伸出冷卻水套且端部設有噴槍；所述冷卻水套上分別設有冷卻水進水管和冷卻水回水管；所述的冷卻水套后端連接連接桿，所述的連接桿內(nèi)設有供料管并與所述噴料管連接；所述的連接桿內(nèi)還設有冷卻水進水管和冷卻水回水管，且分別與冷卻水套上的冷卻水進水管和冷卻水回水管連接；所述的冷卻水套內(nèi)還設有吹掃管，吹掃管的前端伸出冷卻水套壁且端部設有吹掃口。所述的連接桿外設有滾動支撐裝置；所述的冷卻水套為銅質(zhì)冷卻水套；所述的冷卻水套與連接桿通過絲扣連接，所述的冷卻水套內(nèi)噴料管與連接桿內(nèi)供料管通過快速接頭連接，所述的冷卻水套上的冷卻進水管、冷卻回水管分別與連接桿內(nèi)的冷卻進水管、冷卻回水管通過快速接頭連接。
[0008]所述的熱噴覆流程為:
a.將除銹、除塵處理合格的鋼管運至生產(chǎn)線前端的管架；
b.供料小車及噴覆系統(tǒng)置于軌道的遠端；
c.鋼管從生產(chǎn)線前端的管架經(jīng)舉升裝置落至鋼管輸送系統(tǒng)，并傳送鋼管至其前端位于中頻感應加熱爐的爐口前；
d.供料小車及噴覆系統(tǒng)前進至軌道的近端，此時噴覆系統(tǒng)的噴槍進入鋼管，槍頭與鋼管前端平齊；
e.啟動中頻感應加熱爐、噴覆系統(tǒng)以及鋼管輸送系統(tǒng)，噴槍噴出玻璃粉末的同時鋼管以一定的速度旋轉(zhuǎn)前進，并被中頻感應加熱爐加熱至玻璃粉末熔化溫度，玻璃粉末均勻噴覆并受熱熔覆于鋼管內(nèi)壁；
f.當鋼管末端與噴覆系統(tǒng)的噴槍分離，中頻感應加熱爐停止工作，供料小車及噴覆系統(tǒng)停止工作，鋼管經(jīng)鋼管輸送系統(tǒng)離開中頻感應加熱爐，并由舉升裝置運至生產(chǎn)線后端的管架自然冷卻；
g.供料小車及噴覆系統(tǒng)經(jīng)軌道回到軌道的遠端，進入下一根鋼管的噴覆流程。
[0009]上述工藝制作的內(nèi)襯玻璃防腐鋼管通過以下方式焊接:鋼管管端對焊接施工時，采用鎳基不銹鋼焊絲鎢極氬弧焊雙面保護焊打底，鎳基不銹鋼焊絲或焊條填充，使鎳基堆焊層與母材、焊料形成冶金結(jié)合。由于在焊縫的管內(nèi)孔表面形成了一層連續(xù)的鎳基合金防腐保護層，因此解決了焊縫內(nèi)表面防腐蝕的問題，達到內(nèi)防腐層的延續(xù)，無補口。
[0010]所述的鎳基耐蝕合金層為N1-Cr-Mo。
[0011]所述的鎳基不銹鋼焊絲為ERNiCrMo-3。
[0012]本發(fā)明是在金屬管道內(nèi)壁熱融覆上一層玻璃內(nèi)防腐層，形成玻璃與金屬復合防腐結(jié)構(gòu)，其化學穩(wěn)定性高、內(nèi)壁光滑、流體阻力小，具有特殊的防腐、防結(jié)蠟、耐磨、減阻、節(jié)能等性能，可在石油、化工、天然氣、自來水、污水及市政建設等多種領域中使用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為鋼管端部焊接后的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1.1、鋼管，1.2、玻璃內(nèi)防腐層，1.3、鎳基耐蝕合金層，1.4、打底層，1.5、填充層，1.6、焊接熱影響區(qū)。
[0014]圖2為內(nèi)襯玻璃防腐鋼管生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:2.1、下管架；2.2、上管架；2.3、供料及噴覆小車；2.4、軌道；2.5、鋼管；2.6、鋼管中頻加熱系統(tǒng)；2.7,2.8、舉升裝置；2.9、鋼管輸送系統(tǒng)。
[0015]圖3為內(nèi)襯玻璃防腐鋼管噴覆系統(tǒng)前半部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為內(nèi)襯玻璃防腐鋼管噴覆系統(tǒng)后半部結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:3.1、銅質(zhì)冷卻水套；3.2、冷卻水進水管；3.3、噴料管；3.4、接箍；3.5、冷卻水回水管；3.6、滾動支撐裝置；3.7、冷卻水進水管；3.8、供料管；3.9、連接桿；3.10、冷卻水回 水管；3.11、噴槍；3.12、連接頭；3.13、吹掃管；3.14、吹掃口。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實例對本發(fā)明作進一步說明，但不作為本發(fā)明的限定。
[0017]實施例1
參見圖1，首先提供一種內(nèi)襯玻璃防腐鋼管的制作工藝，包括以下操作步驟:
(I)、利用自動堆焊機在鋼管1.1端端面至深度30-50毫米內(nèi)孔預先堆焊鎳基耐蝕合金層1.3，厚度1.5-2毫米，使其熔融于母材上，以獲得管口堆焊層的耐蝕性能；
(2 )、堆焊預處理鋼管端面打坡口，用內(nèi)孔磨光機將鎳基堆焊層表面打磨平整；
(3)、采用鋼管內(nèi)壁噴丸除銹設備對鋼管內(nèi)壁除銹處理，要求符合Sa2.5級；用干燥清潔壓縮空氣對除銹后的鋼管內(nèi)壁進行吹掃除塵，要求無鋼砂鋼丸殘留，無浮沉；
(4)、通過玻璃粉末熱噴覆在鋼管內(nèi)壁熔敷形成玻璃內(nèi)防腐層1.2 ;玻璃內(nèi)防腐層1.2覆蓋鎳基耐蝕合金層1.3，并預留15-25mm焊接熱影響區(qū)1.6。
[0018]參見圖2，以下提供一種內(nèi)襯玻璃防腐鋼管生產(chǎn)線，包括分別位于生產(chǎn)線前、后端的上、下管架2.1,2.2和貫穿生產(chǎn)線的鋼管輸送系統(tǒng)2.9 ;上、下管架2.1和2.2分別設有舉升裝置2.7,2.8 ;鋼管輸送系統(tǒng)2.9前端設有供料及噴覆系統(tǒng)、中部設有鋼管中頻加熱爐
2.6 ;供料及噴覆系統(tǒng)包括軌道2.4以及軌道2.4上設有的可移動的供料及噴覆小車2.3，供料及噴覆小車2.3上設有噴槍，且噴槍能夠進入鋼管內(nèi)腔；
工作流程:①供料及噴覆小車2.3位于初始位置A ；(2)鋼管2.5從上管架2.1經(jīng)舉升
裝置2.7落至鋼管輸送系統(tǒng)2.9并傳送至鋼管2.5前端位于鋼管中頻加熱爐2.6的爐口 ；
@供料及噴覆小車2.3前進至位置B，此時噴覆系統(tǒng)噴槍進入鋼管2.5，槍頭與鋼管2.5前
端平齊;?鋼管中頻加熱爐2.6工作，鋼管輸送系統(tǒng)2.9工作，供料及噴覆系統(tǒng)開始工作。
鋼管2.5以一定的速度旋轉(zhuǎn)前進，并加熱至玻璃粉末熔化溫度，噴槍在原位不動，玻璃粉末
以一定量均勻噴覆并受熱熔覆于鋼管內(nèi)壁。馨鋼管2.5末端與噴槍頭分離，鋼管中頻加熱
爐2.6停止工作，供料及噴覆系統(tǒng)停止工作，鋼管輸送系統(tǒng)2.9繼續(xù)工作，鋼管2.5離開鋼管中頻加熱爐2.6，由舉升裝置2.8運至下管架2.2自然冷卻。供料及噴覆小車2.3回到初始位置A，進入下一根鋼管的噴覆流程。
[0019]參見圖3，提供一種優(yōu)選的噴覆系統(tǒng)，包括噴料管3.3以及其外部設有的銅質(zhì)冷卻水套3.1，根據(jù)鋼管管徑不同，銅質(zhì)冷卻水套3.1可以為外徑# 32- f 76，長度I到2米；噴料管3.3的前端伸出銅質(zhì)冷卻水套3.1且端部設有噴槍3.11，其噴料口優(yōu)選為內(nèi)壁光滑的扇形；銅質(zhì)冷卻水套3.1上分別設有冷卻水進水管3.2和冷卻水回水管3.5 ;銅質(zhì)冷卻水套
3.1后端通過接箍3.4絲扣連接連接桿3.9的連接頭3.12，連接桿3.9內(nèi)設有供料管3.8并與噴料管3.3通過快速接頭連接；連接桿3.9內(nèi)還設有冷卻水進水管3.7和冷卻水回水管3.10，且分別與銅質(zhì)冷卻水套上3.1的冷卻水進水管3.2和冷卻水回水管3.5通過快速接頭連接。連接桿3.9內(nèi)設有吹掃管3.13，吹掃管3.13的前端伸出連接桿壁且端部設有吹掃口 3.14 ;連接桿3.9外設有滾動支撐裝置3.6。
[0020]使用時將連接桿3.9內(nèi)供料管3.8、冷卻水進水管3.7、冷卻水回水管3.10以及吹掃管3.13的另一端分別與供料系統(tǒng)、循環(huán)水供水系統(tǒng)、回水系統(tǒng)以及供氣系統(tǒng)連接。
[0021]實施例2
參見圖1-3，在實施例1的基礎上，保持其他步驟和裝置結(jié)構(gòu)不變，僅僅將步驟(I)和
(2)分別改為以下步驟:
(I)、鋼管兩端焊接不銹鋼接頭:采用與加工鋼管外徑、壁厚規(guī)格相同的耐腐蝕性能良好的304及以上牌號不銹鋼管預先加工接頭(短節(jié)長度符合GB50235-2010《工業(yè)金屬管道施工規(guī)范》要求)；采用摩擦焊或者手工電弧焊將不銹鋼接頭焊接于鋼管兩端。
[0022]( 2 )、焊接不銹鋼接頭的鋼管焊縫清理打磨，要求內(nèi)孔焊縫平滑。
[0023]實施例3
實施例1和2制作的內(nèi)襯玻璃防腐鋼管通過以下方式焊接:
現(xiàn)場管線組對焊接施工時，采用與鎳基耐蝕合金層1.3 (鎳基耐蝕合金優(yōu)選為N1-Cr-Mo)相應的鎳基不銹鋼焊絲鎢極氬弧焊雙面保護焊打底(形成打底層1.4)，然后用鎳基不銹鋼焊絲(鎳基不銹鋼焊絲優(yōu)選為AWS A5.14 ERNiCrMo-3)或耐蝕性與之對應的焊條填充(形成填充層1.5)，使鎳基堆焊層與母材和焊料形成冶金結(jié)合，保證焊接質(zhì)量的同時，在焊縫的管內(nèi)孔表面形成了一層連續(xù)的鎳基合金防腐保護層，解決了焊縫內(nèi)表面防腐蝕的問題，達到內(nèi)防腐層的延續(xù)，無補口。
[0024]除本說明書所述的技術特征外，均為本專業(yè)技術人員的已知技術。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)襯玻璃防腐鋼管的制作工藝，包括以下操作步驟: (1)、采用下面其中任意一種方式對鋼管管端進行預防腐處理，其一在鋼管管端端面至深度30-50毫米內(nèi)孔預先堆焊鎳基耐蝕合金層，厚度1.5-2毫米，使其熔融于母材上；其二在鋼管兩端分別焊接不銹鋼接頭； (2)、堆焊預處理鋼管端面打坡口，鎳基堆焊層表面打磨平整；或者焊接不銹鋼接頭的鋼管焊縫清理打磨至內(nèi)孔焊縫平滑； (3)、鋼管內(nèi)壁進行除銹、除塵處理； (4 )、將玻璃粉末熱噴覆在鋼管內(nèi)壁熔敷形成玻璃內(nèi)防腐層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)襯玻璃防腐鋼管的制作工藝，其特征在于，所述步驟(4)中玻璃內(nèi)防腐層覆蓋鎳基堆焊層并預留15_25mm焊接熱影響區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)襯玻璃防腐鋼管的制作工藝，其特征在于，所述步驟(4)中的玻璃粉末熱噴覆采用以下生產(chǎn)線:包括貫穿生產(chǎn)線的鋼管輸送系統(tǒng)以及其前端設有的玻璃粉供料及噴覆系統(tǒng)、中部設有的鋼管加熱系統(tǒng)；所述噴覆系統(tǒng)上設有噴槍，且所述的噴槍能夠進入鋼管內(nèi)腔；所述的供料及噴覆系統(tǒng)包括軌道以及其上設有的可移動供料小車，供料小車上設有噴覆系統(tǒng)；所述的鋼管輸送系統(tǒng)為能夠使鋼管旋轉(zhuǎn)前進的輸送系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)襯玻璃防腐鋼管的制作工藝，其特征在于:所述的鋼管加熱系統(tǒng)為中頻感應加熱爐；所述的生產(chǎn)線還包括位于生產(chǎn)線前、后端的管架，且管架上設有舉升裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的內(nèi)襯玻璃防腐鋼管的制作工藝，其特征在于:所述的噴覆系統(tǒng)包括噴料管以及其外部設有的冷卻水套；所述噴料管的前端伸出冷卻水套且端部設有噴槍；所述冷卻水套上分別設有冷卻`水進水管和冷卻水回水管；所述的冷卻水套后端連接連接桿，所述的連接桿內(nèi)設有供料管并與所述噴料管連接；所述的連接桿內(nèi)還設有冷卻水進水管和冷卻水回水管，且分別與冷卻水套上的冷卻水進水管和冷卻水回水管連接；所述的冷卻水套內(nèi)還設有吹掃管，吹掃管的前端伸出冷卻水套壁且端部設有吹掃口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的內(nèi)襯玻璃防腐鋼管的制作工藝，其特征在于:所述的連接桿外設有滾動支撐裝置；所述的冷卻水套為銅質(zhì)冷卻水套；所述的冷卻水套與連接桿通過絲扣連接，所述的冷卻水套內(nèi)噴料管與連接桿內(nèi)供料管通過快速接頭連接，所述的冷卻水套上的冷卻進水管、冷卻回水管分別與連接桿內(nèi)的冷卻進水管、冷卻回水管通過快速接頭連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的內(nèi)襯玻璃防腐鋼管的制作工藝，其特征在于:所述的熱噴覆流程為: a.將除銹、除塵處理合格的鋼管運至生產(chǎn)線前端的管架； b.供料小車及噴覆系統(tǒng)置于軌道的遠端； c.鋼管從生產(chǎn)線前端的管架經(jīng)舉升裝置落至鋼管輸送系統(tǒng)，并傳送鋼管至其前端位于中頻感應加熱爐的爐口前； d.供料小車及噴覆系統(tǒng)前進至軌道的近端，此時噴覆系統(tǒng)的噴槍進入鋼管，槍頭與鋼管前端平齊； e.啟動中頻感應加熱爐、噴覆系統(tǒng)以及鋼管輸送系統(tǒng)，噴槍噴出玻璃粉末的同時鋼管以一定的速度旋轉(zhuǎn)前進，并被中頻感應加熱爐加熱至玻璃粉末熔化溫度，玻璃粉末均勻噴覆并受熱熔覆于鋼管內(nèi)壁； f.當鋼管末端與噴覆系統(tǒng)的噴槍分離，中頻感應加熱爐停止工作，供料小車及噴覆系統(tǒng)停止工作，鋼管經(jīng)鋼管輸送系統(tǒng)離開中頻感應加熱爐，并由舉升裝置運至生產(chǎn)線后端的管架自然冷卻； g.供料小車及噴覆系統(tǒng)經(jīng)軌道回到軌道的遠端，進入下一根鋼管的噴覆流程。
8.權(quán)利要求1-7所述制作工藝制作的內(nèi)襯玻璃防腐鋼管的焊接工藝，其特征在于:鋼管管端對焊接施工時，采用鎳基不銹鋼焊絲鎢極氬弧焊雙面保護焊打底，鎳基不銹鋼焊絲或焊條填充，使鎳基堆焊層與母材、焊料形成冶金結(jié)合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的內(nèi)襯玻璃防腐鋼管的焊接工藝，其特征在于:所述的鎳基耐蝕合金為N1-Cr-Mo。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的內(nèi)襯玻璃防腐鋼管的焊接工藝，其特征在于:所述的鎳基不銹鋼焊絲為ERNi CrMo-3。
【文檔編號】C23C24/10GK103822031SQ201310160107
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2013年5月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月3日
【發(fā)明者】梁龍旭, 蒲寶林, 陳輝, 高生偉, 蓋發(fā)賓, 李傳明 申請人:勝利油田金島工程安裝有限責任公司