專利名稱：一種金屬管道聚乙烯防腐層補口施工機具以及施工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬管道防腐技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種對兩層或三層結(jié)構(gòu)的鋼質(zhì)管道
聚乙烯防腐層的現(xiàn)場補口施工機具以及施工方法。
背景技術(shù)：
目前，二層結(jié)構(gòu)的擠壓聚乙烯防腐層(2LPE)和三層結(jié)構(gòu)的擠壓聚乙烯防腐層 (3LPE)是應(yīng)用最廣、效果最好的埋地鋼質(zhì)管道外防腐技術(shù)。3LPE防腐層由內(nèi)至外三層依次 是環(huán)氧粉末涂料、聚乙烯膠粘劑及管道防腐專用高密度聚乙烯，而2LPE防腐層比前者少一 層環(huán)氧粉末涂料。3LPE和2LPE防腐技術(shù)只能應(yīng)用在直管上。直管長度有限，管與管之間需 要通過焊接才能成為輸送管線。為便于焊接，同時避免焊接時的高溫損壞防腐層，每根直管 端部會去除防腐層，預(yù)留150mm左右的裸管。焊接完成后再對裸管部分進行防腐，即所謂的 補口 。在管道外防腐工程中，防腐層現(xiàn)場補口十分重要，補口質(zhì)量的好壞對管道防腐工程整 體質(zhì)量有著舉足輕重的作用，直接影響到防腐層的壽命。目前，我國長輸管道3LPE防腐層 普遍采用輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶(套)或環(huán)氧樹脂底漆+輻射交聯(lián)聚乙烯熱收縮帶的方 式補口。 輻射交聯(lián)聚乙烯收縮帶(套)是由經(jīng)高能粒子輻射處理的輻射交聯(lián)聚乙烯基材和 熱熔膠復(fù)合而成的一種環(huán)狀或片狀補口材料。補口施工工藝包括噴砂除銹、鋼管預(yù)熱、噴涂 或刷涂環(huán)氧底漆、加熱安裝熱收縮帶(套)、檢驗補修等流程。輻射交聯(lián)聚乙烯收縮帶(套) 補口存在許多缺點，首先，補口過程采用手工操作，鋼管預(yù)熱和熱收縮帶(套)烘烤一般使 用火焰加熱，溫度準(zhǔn)確性和均勻性難以準(zhǔn)確控制，極大地影響了補口質(zhì)量，嚴(yán)重時甚至燒焦 損壞。其次，交聯(lián)聚乙烯基材加熱時彈性收縮力不大，對熱熔膠施加的壓力有限，粘接強度 遠小于3LPE或2LPE防腐層的水平，往往成為整個管線防腐的薄弱環(huán)節(jié)。最后，輻射交聯(lián)聚 乙烯熱收縮帶(套)須經(jīng)擠出成型、輻射交聯(lián)、擴徑、冷卻、涂膠等多道工序制得，成本極高， 且無法熱塑回收，對環(huán)境會造成一定破壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種金屬管道聚乙烯防腐層補口施工機具，補口過程能自 動完成，且能夠?qū)垡蚁┭a口帶在軟化粘接過程中施加巨大壓力，大幅提高粘接強度。
本發(fā)明的另一個目的在于提供上述補口施工機具的施工方法。 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明包括如下技術(shù)特征一種金屬管道聚乙烯防腐層補口 施工機具，包括管狀加壓套和能加壓膨脹的管狀氣囊，所述管狀氣囊貼附設(shè)置在管狀加壓 套內(nèi)壁，并且與管狀加壓套保持同一軸線，管狀氣囊與金屬管道之間預(yù)留有裝設(shè)聚乙烯補 口帶的空間。 本發(fā)明包括管狀加壓套和能加壓膨脹的管狀氣囊，將管狀加壓套套裝在管道后， 對管狀氣囊加壓，管道氣囊即能對聚乙烯補口帶在軟化粘接過程中施加巨大壓力，大幅提 高粘接強度，避免了輻射交聯(lián)聚乙烯收縮帶的缺陷。
為了便于施工安裝和拆卸，所述管狀加壓套由兩個截面為半圓形的加壓套部件構(gòu) 成，所述兩個截面半圓形加壓套部件的一側(cè)鉸接，另一側(cè)可以鎖合。貼附在管狀加壓套內(nèi)壁 的管狀氣囊相應(yīng)分成兩個截面為半圓形的氣囊部件。 更進一步的，配合不同的聚乙烯補口帶的類型，所述管狀氣囊通過空氣壓縮設(shè)備 或?qū)嵊捅眉訅骸?所述管狀加壓套兩端沿金屬管道軸向設(shè)有若干個末端帶有滾輪的支撐臂，通過滾 輪和支撐臂的配合，使管狀加壓套和管狀氣囊與金屬管道保持同一軸線并能沿金屬管道滑 動。所述管狀加壓套其中一端的支撐臂長度大于聚乙烯補口帶的寬度。聚乙烯補口帶從較 長的支撐臂一端裝入管狀加壓套，靠自身彈力緊貼在管狀氣囊內(nèi)壁。 本發(fā)明還包括上述金屬管道聚乙烯防腐層補口施工機具的施工方法，至少包括如 下步驟 a、移動所述的補口施工機具到補口處； b、從補口施工機具的一端裝入繞成管形的聚乙烯補口帶，使聚乙烯補口帶位于氣 囊和補口處； C、加壓氣囊，使得聚乙烯補口帶緊貼在補口處裸管和兩端防腐層上； d、熱熔聚乙烯補口帶，同時氣囊逐步加壓至0. 01 1Mpa進行粘合； e、粘合完后，氣囊泄壓，移開補口施工機具，用冷水冷卻補口處。 其中一種方案，聚乙烯補口帶為電熱熔收縮型聚乙烯補口帶，聚乙烯補口帶通電
熱熔；所述氣囊與空氣壓縮設(shè)備連接，通過空氣加壓。 另一種方案，聚乙烯補口帶為外加熱收縮型聚乙烯補口帶；所述氣囊與導(dǎo)熱油泵 連接，通過150-25(TC的導(dǎo)熱油對氣囊加壓和對聚乙烯補口帶傳熱熔化。
更進一步的，在步驟a前對補口處進行預(yù)處理，包括噴砂除銹、預(yù)熱、噴/刷涂環(huán)氧 底漆；所述步驟e中用冷水噴淋補口處，使之降溫到60°C以下。 本發(fā)明具有如下有益效果1、通過專門的補口機具進行現(xiàn)場補口，其主要操作步 驟使用設(shè)備自動完成，施工質(zhì)量好；2、能夠?qū)垡蚁┭a口帶在軟化粘接過程中施加巨大壓 力，大幅提高粘接強度；聚乙烯補口帶無須輻射交聯(lián)，成本低廉。3、氣囊內(nèi)表面柔軟，能夠適 應(yīng)不規(guī)則的工作曲面，可以用于鋼質(zhì)彎管防腐。4、可以針對不同的聚乙烯補口帶類型選擇 加熱加壓方式，方便靈活，適用不同場合的具體需要。5、通過滾輪和支撐臂的配合和調(diào)整， 能使補口機具在不同狀況下的金屬管道上滑動，并保持補口機具處于合適的工作狀態(tài)，適 應(yīng)多種補口管道的工作需要。


圖1是管道間焊接處的剖面構(gòu)造圖。
圖2是補口機具處于工作狀態(tài)的示意圖。
具體實施例方式
在圖1和圖2中，補口機具主體由管狀加壓套1和貼附在內(nèi)壁的橡膠管狀氣囊2 組成。管狀氣囊2的材料可以為一般的耐高溫高壓的彈性材料，這里優(yōu)選橡膠。管狀氣囊 2與管狀加壓套1同一軸線，并且在安裝到金屬管道時，也與金屬管道的軸線重合。
為便于機具的安裝和拆卸，一種方案是，管狀加壓套1和貼附在內(nèi)壁的橡膠管狀 氣囊2均分成兩個截面為半圓形的部件，管狀加壓套1的兩個半圓形部件的上側(cè)用鉸鏈連 接，下側(cè)在扣合后用螺栓鎖緊。另一種方案是，管狀加壓套1分為兩個截面為半圓形的部 件，但橡膠的管狀氣囊2為貼附在管狀加壓套1內(nèi)壁的上的一體式氣囊，并能跟隨加壓套1 的打開和鎖合貼附在加壓套的內(nèi)壁。 管狀加壓套1兩端沿管道軸向各有四個支撐臂6，支撐臂6的末端為橡膠滾輪7， 支撐臂6和橡膠滾輪7的長度、高度和角度可以調(diào)節(jié)并固定。通過調(diào)節(jié)支撐臂6和橡膠滾 輪7的高度和角度，管狀加壓套1和貼附在內(nèi)壁的橡膠氣囊2與管道5保持同軸，且可以方 便地沿著管道5表面滑動到操作工位。配合柔軟的橡膠氣囊使用，還可以適用在不規(guī)則的 工作曲面上。所述管狀加壓套1其中一端的支撐臂6長度大于聚乙烯補口帶的寬度。聚乙 烯補口帶從較長的支撐臂6—端裝入管狀加壓套1，靠自身彈力緊貼在管狀氣囊2內(nèi)壁。
實施例1 :補口處裸管4經(jīng)噴砂除銹、預(yù)熱、噴涂或刷涂環(huán)氧底漆后，補口機具 滑動到正對補口處的位置。選用電熱熔收縮類型的聚乙烯補口帶3，為了使加熱熔化的 效果更好，保證工作開始時聚乙烯補口帶3是緊貼裸管處的，應(yīng)先將橡膠氣囊2加壓至 0. 001-0. 1Mpa，使聚乙烯補口帶3抄緊后貼合在補口處裸管4及兩端防腐層上；聚乙烯補口 帶3通電熱熔后，橡膠氣囊2逐步加壓至0. Ol-lMpa ;保持壓力1-10分鐘。粘合完成后，橡 膠氣囊2泄壓，移開補口機具，立即用冷水噴淋補口處，降溫至60°C以下；最后進行檢查。橡 膠氣囊2可利用各類空氣壓縮設(shè)備加壓。 實施例2 :補口處裸管4經(jīng)噴砂除銹、預(yù)熱、噴涂或刷涂環(huán)氧底漆后，補口機具滑動 到正對補口處的位置。選用外加熱收縮類型的聚乙烯補口帶3，使用導(dǎo)熱油泵給橡膠氣囊2 充油加壓，導(dǎo)熱油使用前應(yīng)加熱到150-250°C。為了保證工作開始時，聚乙烯補口帶3是緊 貼裸管處的，使加熱熔化的效果更好，橡膠氣囊2加壓至0. 001-0. 1Mpa，使聚乙烯補口帶3 抄緊后貼合在補口處裸管4及兩端防腐層上；聚乙烯補口帶3受導(dǎo)熱油傳熱熔化后，橡膠氣 囊2逐步加壓至0. Ol-lMpa ;粘合完成后，橡膠氣囊2泄壓，移開補口機具，立即用冷水噴淋 補口處，降溫至6(TC以下；最后進行檢查。
權(quán)利要求
一種金屬管道聚乙烯防腐層補口施工機具，其特征在于包括管狀加壓套和能加壓膨脹的管狀氣囊，所述管狀氣囊貼附設(shè)置在管狀加壓套內(nèi)壁，并且與管狀加壓套保持同一軸線，管狀氣囊與金屬管道之間預(yù)留有裝設(shè)聚乙烯補口帶的空間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬管道聚乙烯防腐層補口施工機具，其特征在于所述管狀 加壓套由兩個截面為半圓形的加壓套部件構(gòu)成，所述兩個截面半圓形加壓套部件的一側(cè)鉸 接，另一側(cè)可以鎖合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的金屬管道聚乙烯防腐層補口施工機具，其特征在于貼附在管 狀加壓套內(nèi)壁的管狀氣囊相應(yīng)分成兩個截面為半圓形的氣囊部件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬管道聚乙烯防腐層補口施工機具，其特征在于所述管狀 氣囊通過空氣壓縮設(shè)備或?qū)嵊捅眉訅骸?br> 5. 根據(jù)權(quán)利要求l 4任一項所述的金屬管道聚乙烯防腐層補口施工機具，其特征在 于所述管狀加壓套兩端沿金屬管道軸向設(shè)有若干個末端帶有滾輪的支撐臂，通過滾輪和支 撐臂的配合，使管狀加壓套和管狀氣囊與金屬管道保持同一軸線并能沿金屬管道滑動。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的金屬管道聚乙烯防腐層補口施工機具，其特征在于所述管狀 加壓套其中一端的支撐臂長度大于聚乙烯補口帶的寬度。
7. —種權(quán)利要求1所述金屬管道聚乙烯防腐層補口施工機具的施工方法，其特征在于 至少包括如下步驟a、 移動所述的補口施工機具到補口處；b、 從補口施工機具的一端裝入繞成管形的聚乙烯補口帶，使聚乙烯補口帶位于氣囊和 補口處；C、加壓氣囊，使得聚乙烯補口帶緊貼在補口處裸管和兩端防腐層上；d、 熱熔聚乙烯補口帶，同時氣囊逐步加壓至0.01 1Mpa進行粘合；e、 粘合完后，氣囊泄壓，移開補口施工機具，用冷水冷卻補口處。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的施工方法，其特征在于所述聚乙烯補口帶為電熱熔收縮型聚 乙烯補口帶，聚乙烯補口帶通電熱熔；所述氣囊與空氣壓縮設(shè)備連接，通過空氣加壓。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的施工方法，其特征在于所述聚乙烯補口帶為外加熱收縮型聚 乙烯補口帶；所述氣囊與導(dǎo)熱油泵連接，通過150-25(TC的導(dǎo)熱油對氣囊加壓和對聚乙烯 補口帶傳熱熔化。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的施工方法，其特征在于在步驟a前對補口處進行預(yù)處理，包 括噴砂除銹、預(yù)熱、噴/刷涂環(huán)氧底漆；所述步驟e中用冷水噴淋補口處，使之降溫到60°C 以下。
全文摘要
本發(fā)明為一種金屬管道聚乙烯防腐層補口施工機具以及施工方法。補口施工機具主體由管狀加壓套和貼附在內(nèi)壁的管狀橡膠氣囊組成，加壓套兩側(cè)沿管道軸向各有的四個支撐臂及末端的橡膠滾輪使加壓套和橡膠氣囊與管道保持同軸，聚乙烯補口帶從較長的支撐臂一方手工裝入加壓套，靠自身回彈力緊貼在橡膠氣囊內(nèi)壁。聚乙烯補口帶可選擇電熱熔收縮類型或外加熱收縮類型兩種，橡膠氣囊相應(yīng)分別選用空氣壓縮設(shè)備和導(dǎo)熱油泵加壓，聚乙烯補口帶或通電熱熔，或受導(dǎo)熱油傳熱熔化之后，橡膠氣囊逐步加壓至0.01-1MPa，完成粘合。本發(fā)明補口過程主要操作步驟使用設(shè)備自動完成，施工質(zhì)量好；能夠?qū)垡蚁┭a口帶在軟化粘接過程中施加巨大壓力，大幅提高粘接強度，成本低廉。
文檔編號F16L58/00GK101737587SQ20091025426
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月10日
發(fā)明者何瀏煒, 葉南飚, 王斌, 趙治國, 鄭明嘉, 陽范文, 陳力 申請人:金發(fā)科技股份有限公司;上海金發(fā)科技發(fā)展有限公司;綿陽東方特種工程塑料有限公司