洛阳管道内涂覆工艺的生产设备

1．前言
　　内涂覆工艺的主要生产设备有：上管平台、预热设备、抛丸设备、涂覆设备和固化炉。由于内涂质量的要求严格，所以内涂覆工艺对设备的要求也很高，尤其是参数控制的准确性。在西气东输工程之前，国内曾三次引进国外设备，用于国内油田防蚀内涂用，这三条作业线分别在青县华北管厂(用于钻杆内潦)、大庆油田建材公司和胜利油田基建处。所用涂料有液体涂料、粉末涂料和双组分环氧树脂，为油田建设作出了贡献。
　　内涂的生产车间应适合所生产的管子长度、管子直径的内涂作业，生产串应在300～400m²/h，通常要采用喷(抛)射法表面处理，表面应达到Sa2．5，根据所选涂料一次无气喷涂可达50～80μm，为保证生产的连续性，生产厂房应具有枕恶劣天气和快速固化的条件。对于类似西气东输工程这种管径的管子，内涂生产线主要有：内抛丸除锈、磨料回收、内喷涂和快速固化等。
　　内涂工艺的摹本流程是：
　　(1)钢管由上管机构进入生产线；
　　(2)钢管通过预热装置预热，加热管体、除去水汽；
　　(3)进入除锈工位进行内抛丸处理，丸料进入底部的循环系统，粉尘回收净化处理，排出符合环保的气体；
　　(4)倒丸或吹扫工位，清理管内残余钢丸和浮尘，经分离净化后，钢丸返回料斗循环使用；
　　(5)钢管进入涂覆工位，使用高压无气喷涂系统，将液态的涂料按要求的厚度均匀涂到钢管的内表面；
　　(6)进入固化工位，可采用快速固化工艺，用干燥炉对涂覆过的钢管进行烘干。
　　书中的彩图2是荷兰Selmrs公司的先外后内工艺的生产线布置示意图。彩图3和彩图4是镇江防腐厂做完内覆盖层的管子。彩图5、彩图6、彩图7是新加坡BP公司的管内火焰加热和内喷涂的照片。彩图8是钢管内涂和接头保护的照片，彩图9是钢管内喷砂设备照片，彩图10是钢管内抛丸设备的照片。彩图11、彩图12、彩图13、彩图14是管道局镇扛防腐厂的表面处理内抛丸除锈机抛头、抛丸除锈机、内喷涂机喷头与微尘吹扫头、钢管内喷涂设备的照片。

2．上管平台

　　上管平台通常由两根带有支腿的工字钢组成，上面有一些保护性材料，防止损伤钢管表面或外防腐层。上管平台一般长20m左右，有的平台达30m以上。涂覆作业时，通过吊装或搬运机具将管子搬至上管平台上。

3．预热设备

　　预热方式主要有三种，中频感应加热、热风加热和火焰加热。中频感应加热和火焰加热方式加热速度快，调节方便，相对热风加热能耗低。具体的预热方式可根据生产速度和现场条件来选用。彩图8是采用火焰加热预热管子的照片。

4．内表面抛丸清理设备

　　对于大直径管子，用抛丸方法不仅可以除去钢管表面的锈迹、氧化皮，而且可使钢管表面强化，消除残余应力，提高耐疲劳性能和耐应力腐蚀性能，并具有磨料利用率高、速度快、成本低等优点。表面内抛丸清理设备主要部件如下^[2]：
　　(1)前后抛丸清理室 即钢管两端的护罩，一个为固定护罩，一个为移动护罩；
　　(2)带有内伸壁的行走小车 可分为前部小车(包括车体、清理室、行走电机、输送臂支撑等)和进给小车(包括车体、液压站、行走电机、控制台、输送臂支撑等)；
　　(3)输送臂 主要包括旋转支撑、伸臂、输送皮带及电机等；
　　(4)机械式内抛丸器 主要包括叶轮、叶片、分丸轮、定向套、主动轴、液压马达、皮带及带轮等；
　　(5)钢丸循环系境 主要包括提升机、分离器，、贮料斗、下料阀、底部输送皮带等；
　　(6)除尘回收系统 主要包括布袋除尘器、风机、管路等；
　　(7)液压系统和电气控制系统；
　　(8)转管台 用于钢管进入和退出清理工位以及驱动钢管旋转，主要包括车体、旋管电机、行走电机、液压上、下管机械手和转管机构等。
　　图4-1是内抛丸原理示意图。
　　下面介绍表面处理工艺中几个主要设备的作用。
　　(1)护罩 护罩是由钢板制成，塑钢加强，内衬锰钢减少磨损，易于更换。它的作用是对操作人员进行人身安全的保护、隔离粉尘并将粉尘送到除尘器、回收用过的磨料。
　　(2)抛丸室和抛头 抛丸室由型钢制作，一端和传送带连接并与行进小车相连，另一端和抛头相连。抛头是一个带有可旋转叶片的整体部件，通过螺栓固定并可接收传送带送来的磨料。工作时叶片旋转，将磨料抛向管子的内表面。抛丸室配有滑轮，确保转管时在管内行走。
　 　 　

　 　 　

图4-1 管子内抛丸原理示意图
1—离心叶轮抛头：2—钢管；
3—旋转钢管的辊轮

　　(3)磨料回收系统 主要作用是回收抛射过的磨料。通常由下面几部分构成，在导轨架下接收磨料；袋式提升机；磨料过滤分离器；磨料漏斗和带平台的供料装置；供料调节阀；布袋除尘器和引风系统。图4-2是内抛头的照片。图4—3是内抛丸除锈机的端部照片。
　　(4)行进小车 小车带着抛丸室和液压泵行走，液压泵输出可调，配有冷却系统，小车速度可调。
　　(5)除尘系统 通过大功率的引风系统对除锈用过的磨料和粉尘进行处理，主要组件有，引风罩、连接旋风器的引风挡板、大功率旋风分离器、引风管。通常500m²的除尘器的引风量为60000m³。
　　(6)转管平台 转管平台由一个底座构成安装在地面上，主要功能是旋转被处理的管子，它装有电动的转管轮，轮子角度可调，可将管子送进管罩或移回，它是通过控制台操作的。
　　典型的内抛丸清理装置构成示意图见图4—4。弹丸抛射的运动轨迹见图4—5。
　 　 　

　 　 　

图4-2 表面处理内抛头的照片
 
　 　 　

图4-3 内抛丸除锈机的端部