一种金属管道聚乙烯防腐层补口施工机具以及施工方法

摘要

本发明为一种金属管道聚乙烯防腐层补口施工机具以及施工方法。补口施工机具主体由管状加压套和贴附在内壁的管状橡胶气囊组成，加压套两侧沿管道轴向各有的四个支撑臂及末端的橡胶滚轮使加压套和橡胶气囊与管道保持同轴，聚乙烯补口带从较长的支撑臂一方手工装入加压套，靠自身回弹力紧贴在橡胶气囊内壁。聚乙烯补口带可选择电热熔收缩类型或外加热收缩类型两种，橡胶气囊相应分别选用空气压缩设备和导热油泵加压，聚乙烯补口带或通电热熔，或受导热油传热熔化之后，橡胶气囊逐步加压至0.01-1MPa，完成粘合。本发明补口过程主要操作步骤使用设备自动完成，施工质量好；能够对聚乙烯补口带在软化粘接过程中施加巨大压力，大幅提高粘接强度，成本低廉。

说明书

技术领域

本发明涉及金属管道防腐技术领域，特别涉及一种对两层或三层结构的钢质管道聚乙烯防腐层的现场补口施工机具以及施工方法。

背景技术

目前，二层结构的挤压聚乙烯防腐层(2LPE)和三层结构的挤压聚乙烯防腐层(3LPE)是应用最广、效果最好的埋地钢质管道外防腐技术。3LPE防腐层由内至外三层依次是环氧粉末涂料、聚乙烯胶粘剂及管道防腐专用高密度聚乙烯，而2LPE防腐层比前者少一层环氧粉末涂料。3LPE和2LPE防腐技术只能应用在直管上。直管长度有限，管与管之间需要通过焊接才能成为输送管线。为便于焊接，同时避免焊接时的高温损坏防腐层，每根直管端部会去除防腐层，预留150mm左右的裸管。焊接完成后再对裸管部分进行防腐，即所谓的补口。在管道外防腐工程中，防腐层现场补口十分重要，补口质量的好坏对管道防腐工程整体质量有着举足轻重的作用，直接影响到防腐层的寿命。目前，我国长输管道3LPE防腐层普遍采用辐射交联聚乙烯热收缩带(套)或环氧树脂底漆+辐射交联聚乙烯热收缩带的方式补口。

辐射交联聚乙烯收缩带(套)是由经高能粒子辐射处理的辐射交联聚乙烯基材和热熔胶复合而成的一种环状或片状补口材料。补口施工工艺包括喷砂除锈、钢管预热、喷涂或刷涂环氧底漆、加热安装热收缩带(套)、检验补修等流程。辐射交联聚乙烯收缩带(套)补口存在许多缺点，首先，补口过程采用手工操作，钢管预热和热收缩带(套)烘烤一般使用火焰加热，温度准确性和均匀性难以准确控制，极大地影响了补口质量，严重时甚至烧焦损坏。其次，交联聚乙烯基材加热时弹性收缩力不大，对热熔胶施加的压力有限，粘接强度远小于3LPE或2LPE防腐层的水平，往往成为整个管线防腐的薄弱环节。最后，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

本发明的目的在于提供一种金属管道聚乙烯防腐层补口施工机具，补口过程能自动完成，且能够对聚乙烯补口带在软化粘接过程中施加巨大压力，大幅提高粘接强度。

本发明的另一个目的在于提供上述补口施工机具的施工方法。

为了实现上述目的，本发明包括如下技术特征：一种金属管道聚乙烯防腐层补口施工机具，包括管状加压套和能加压膨胀的管状气囊，所述管状气囊贴附设置在管状加压套内壁，并且与管状加压套保持同一轴线，管状气囊与金属管道之间预留有装设聚乙烯补口带的空间。

本发明包括管状加压套和能加压膨胀的管状气囊，将管状加压套套装在管道后，对管状气囊加压，管道气囊即能对聚乙烯补口带在软化粘接过程中施加巨大压力，大幅提高粘接强度，避免了辐射交联聚乙烯收缩带的缺陷。

为了便于施工安装和拆卸，所述管状加压套由两个截面为半圆形的加压套部件构成，所述两个截面半圆形加压套部件的一侧铰接，另一侧可以锁合。贴附在管状加压套内壁的管状气囊相应分成两个截面为半圆形的气囊部件。

更进一步的，配合不同的聚乙烯补口带的类型，所述管状气囊通过空气压缩设备或导热油泵加压。

所述管状加压套两端沿金属管道轴向设有若干个末端带有滚轮的支撑臂，通过滚轮和支撑臂的配合，使管状加压套和管状气囊与金属管道保持同一轴线并能沿金属管道滑动。所述管状加压套其中一端的支撑臂长度大于聚乙烯补口带的宽度。聚乙烯补口带从较长的支撑臂一端装入管状加压套，靠自身弹力紧贴在管状气囊内壁。

本发明还包括上述金属管道聚乙烯防腐层补口施工机具的施工方法，至少包括如下步骤：

a、移动所述的补口施工机具到补口处；

b、从补口施工机具的一端装入绕成管形的聚乙烯补口带，使聚乙烯补口带位于气囊和补口处；

c、加压气囊，使得聚乙烯补口带紧贴在补口处裸管和两端防腐层上；

d、热熔聚乙烯补口带，同时气囊逐步加压至0.01～1Mpa进行粘合；

e、粘合完后，气囊泄压，移开补口施工机具，用冷水冷却补口处。

其中一种方案，聚乙烯补口带为电热熔收缩型聚乙烯补口带，聚乙烯补口带通电热熔；所述气囊与空气压缩设备连接，通过空气加压。

另一种方案，聚乙烯补口带为外加热收缩型聚乙烯补口带；所述气囊与导热油泵连接，通过150-250℃的导热油对气囊加压和对聚乙烯补口带传热熔化。

更进一步的，在步骤a前对补口处进行预处理，包括喷砂除锈、预热、喷/刷涂环氧底漆；所述步骤e中用冷水喷淋补口处，使之降温到60℃以下。

本发明具有如下有益效果：1、通过专门的补口机具进行现场补口，其主要操作步骤使用设备自动完成，施工质量好；2、能够对聚乙烯补口带在软化粘接过程中施加巨大压力，大幅提高粘接强度；聚乙烯补口带无须辐射交联，成本低廉。3、气囊内表面柔软，能够适应不规则的工作曲面，可以用于钢质弯管防腐。4、可以针对不同的聚乙烯补口带类型选择加热加压方式，方便灵活，适用不同场合的具体需要。5、通过滚轮和支撑臂的配合和调整，能使补口机具在不同状况下的金属管道上滑动，并保持补口机具处于合适的工作状态，适应多种补口管道的工作需要。

附图说明

图1是管道间焊接处的剖面构造图。

图2是补口机具处于工作状态的示意图。

具体实施方式

在图1和图2中，补口机具主体由管状加压套1和贴附在内壁的橡胶管状气囊2组成。管状气囊2的材料可以为一般的耐高温高压的弹性材料，这里优选橡胶。管状气囊2与管状加压套1同一轴线，并且在安装到金属管道时，也与金属管道的轴线重合。

为便于机具的安装和拆卸，一种方案是，管状加压套1和贴附在内壁的橡胶管状气囊2均分成两个截面为半圆形的部件，管状加压套1的两个半圆形部件的上侧用铰链连接，下侧在扣合后用螺栓锁紧。另一种方案是，管状加压套1分为两个截面为半圆形的部件，但橡胶的管状气囊2为贴附在管状加压套1内壁的上的一体式气囊，并能跟随加压套1的打开和锁合贴附在加压套的内壁。

管状加压套1两端沿管道轴向各有四个支撑臂6，支撑臂6的末端为橡胶滚轮7，支撑臂6和橡胶滚轮7的长度、高度和角度可以调节并固定。通过调节支撑臂6和橡胶滚轮7的高度和角度，管状加压套1和贴附在内壁的橡胶气囊2与管道5保持同轴，且可以方便地沿着管道5表面滑动到操作工位。配合柔软的橡胶气囊使用，还可以适用在不规则的工作曲面上。所述管状加压套1其中一端的支撑臂6长度大于聚乙烯补口带的宽度。聚乙烯补口带从较长的支撑臂6一端装入管状加压套1，靠自身弹力紧贴在管状气囊2内壁。

实施例1：补口处裸管4经喷砂除锈、预热、喷涂或刷涂环氧底漆后，补口机具滑动到正对补口处的位置。选用电热熔收缩类型的聚乙烯补口带3，为了使加热熔化的效果更好，保证工作开始时聚乙烯补口带3是紧贴裸管处的，应先将橡胶气囊2加压至0.001-0.1Mpa，使聚乙烯补口带3抄紧后贴合在补口处裸管4及两端防腐层上；聚乙烯补口带3通电热熔后，橡胶气囊2逐步加压至0.01-1Mpa；保持压力1-10分钟。粘合完成后，橡胶气囊2泄压，移开补口机具，立即用冷水喷淋补口处，降温至60℃以下；最后进行检查。橡胶气囊2可利用各类空气压缩设备加压。

实施例2：补口处裸管4经喷砂除锈、预热、喷涂或刷涂环氧底漆后，补口机具滑动到正对补口处的位置。选用外加热收缩类型的聚乙烯补口带3，使用导热油泵给橡胶气囊2充油加压，导热油使用前应加热到150-250℃。为了保证工作开始时，聚乙烯补口带3是紧贴裸管处的，使加热熔化的效果更好，橡胶气囊2加压至0.001-0.1Mpa，使聚乙烯补口带3抄紧后贴合在补口处裸管4及两端防腐层上；聚乙烯补口带3受导热油传热熔化后，橡胶气囊2逐步加压至0.01-1Mpa；粘合完成后，橡胶气囊2泄压，移开补口机具，立即用冷水喷淋补口处，降温至60℃以下；最后进行检查。