管道3pe防腐层去除装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于去除管道3PE防腐层的装置。其目的是为了提供一种安全性高、作业效率高的管道3PE防腐层去除装置。本实用新型管道3PE防腐层去除装置包括剥刀风嘴(1)、手持式热风机(2)、风机(3)和电源(4)，所述剥刀风嘴设在手持式热风机的出风口上，所述风机的出风口通过风管(5)与手持式热风机的进风口连接，所述电源分别通过导线与风机和手持式热风机连接，所述手持式热风机上设有温控系统，所述温控系统用来控制手持式热风机的加热温度。
【专利说明】
管道3PE防腐层去除装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及管道防腐层去除领域，特别是涉及一种用于去除管道3PE防腐层的装置。
【背景技术】
[0002]在进行燃气管道维抢修作业时，为了给作业创造必要的条件或者提供便利，例如在对管道进行焊接前，有时需要对包覆在钢管表面的三层结构聚乙烯防腐层(3PE)进行去除。此外，随着管道服役年龄的增加，不可避免的带来防腐涂层粘接失效等现象，在修复涂敷新防腐层之前也需要对旧防腐层进行去除。
[0003]目前常见的防腐层去除技术主要分为火烧法、打磨法、红外加热法、感应加热法等几类:
[0004](I)火烧法:即用甲烷、乙炔、液化石油气等可燃气体喷枪火焰对管道外壁防腐层烘烤软化后再进行去除。该方法的优点为操作简单，成本低廉，主要缺点为安全性不可靠，尤其是在油气等可燃介质情况下抢修管道，或作业环境中存在可燃气体的情况下，极易发生安全事故。此外，该方法防腐层加热与去除的操作分别进行，在去除作业中会因防腐层降温硬化而需要多次进行防腐层烘烤，影响了作业效率。目前国内抢修中大多采用该方法。
[0005](2)打磨法:用高速旋转的钢刀与管道防腐层接触并进行机械打磨，从而将表面防腐层刮除。该技术的缺点是，未对防腐层进行加热软化导致剥除难度较大，工作效率较低；设备安装使用复杂，成本较高;打磨过程易产生大量粉尘，影响抢修作业环境。
[0006](3)红外加热法:采用红外加技术对管道进行由外向内辐射加热，在防腐层软化后进行去除。该方法的缺点是，工作效率不高，剥除1016mm管径管道的一圈防腐层需要2小时左右，且受环境因素影响较大，在冬季时使用效果不佳，因而该技术在油气管道行业没有得到推广。
[0007](4)感应加热法:采用电磁感应加热技术对管道进行加热，使管道外壁温度上升并由内向透热，在3PE防腐层表面软化后采用自动或手工方式去除防腐层。该技术具有加热效率高的优点，然而因其需要对钢管加热到较高温度，容易造成对管道的热处理，影响管道的力学性能和应变时效。同时感应加热设备安装使用复杂，功率较高，一般需要移动电站(工程车)作为供电设备和工程车吊钩配合起吊使用，参与抢修人员多，设备和人工成本高昂。故感应加热在对管道进行小范围局部防腐层剥离中使用效率较低，一般适用于大面积大规模的管道防腐层剥离作业，不适合燃气管道生产运营中的常见泄漏的小规模抢修作业。
[0008]综上所述，目前常见的防腐层去除技术大多设备安装使用复杂，效率提高不明显，成本高昂，并没有得到较好的推广，因而国内大多采用火烧法的方式，安全性堪忧，效率也不高。造成各种防腐层去除技术效率不高的关键因素在于，对防腐层进行加热软化和去除两项操作是分别先后进行的，由于环境散热的原因导致在去除过程中防腐层会逐渐降温硬化，一次作业中需要进行多次加热和去除，限制了作业效率，同时剥离刀具极易磨损钝化。【实用新型内容】
[0009]本实用新型要解决的技术问题是提供一种安全性高、作业效率高的管道3PE防腐层去除装置。
[0010]本实用新型管道3PE防腐层去除装置，包括剥刀风嘴、手持式热风机、风机和电源，所述剥刀风嘴设在手持式热风机的出风口上，所述风机的出风口通过风管与手持式热风机的进风口连接，所述电源分别通过导线与风机和手持式热风机连接，所述手持式热风机上设有温控系统，所述温控系统用来控制手持式热风机的加热温度。
[0011]本实用新型管道3PE防腐层去除装置，其中所述剥刀风嘴包括相互连通的安装套筒和出风套筒，所述出风套筒的端口设有刀头，所述安装套筒通过紧固件固定设在手持式热风机的出风口上。
[0012]本实用新型管道3PE防腐层去除装置，其中所述紧固件为固定设在安装套筒上的夹箍以及拧紧所述夹箍的螺栓和螺母。
[0013]本实用新型管道3PE防腐层去除装置，其中所述安装套筒的横截面为圆形，所述出风套筒的横截面为方形。
[0014]本实用新型管道3PE防腐层去除装置，其中所述风机为涡流风机，其功率为750W。
[0015]本实用新型管道3PE防腐层去除装置，其中所述涡流风机的入风口处安装有入风过滤器。
[0016]本实用新型管道3PE防腐层去除装置，其中所述手持式热风机的功率为5KW，加热温度为300 °C。
[0017]本实用新型管道3PE防腐层去除装置，其中所述温控系统采用欧姆龙的E5CSL温控仪，在手持式热风机的出风口设置热电偶测温探头，检测出风口温度作为温度输入，采用PID控制器调节手持式热风机内的加热系统的输出功率，从而控制加热温度。
[0018]本实用新型管道3PE防腐层去除装置，其中所述涡流风机上设有流量调节阀。
[0019]本实用新型管道3PE防腐层去除装置，其中所述导线为电缆。
[0020]本实用新型管道3PE防腐层去除装置与现有技术不同之处在于本实用新型对管道表面防腐层采用热风为加热源的加热方式，即风机为手持式热风机提供风源，手持式热风机将风源加热后通过剥刀风嘴吹向管道表面的防腐层，这样能够避免明火出现，同时便于控制加热温度，也就是控制出风温度高于防腐层的软化点而低于燃气的燃点，保证安全作业。同时，安全的热源温度使去除装置能够采取加热与剥除同时进行的方式，剥刀风嘴可对管道防腐层加热的同时进行切削剥除，具体操作的时候，工作人员手持手持式热风机，使其上的剥刀风嘴朝向管道的防腐层吹风，同时工作人员操作剥刀风嘴剥除加热后的防腐层，作业效率高。
[0021]本实用新型管道3PE防腐层去除装置中涡流风机的入风口安装有入风过滤器，避免粉尘颗粒混入风机影响其正常工作。
[0022]下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
【附图说明】
[0023]图1为本实用新型管道3PE防腐层去除装置的结构示意图；
[0024]图2为本实用新型管道3PE防腐层去除装置的使用状态图；
[0025]图3为本实用新型管道3PE防腐层去除装置中的剥刀风嘴的结构示意图；
[0026]图4为本实用新型管道3PE防腐层去除装置中的剥刀风嘴的又一结构示意图；
[0027]图5为本实用新型管道3PE防腐层去除装置中的温控系统的原理图。
【具体实施方式】
[0028]如图1所示，本实用新型管道3PE防腐层去除装置包括剥刀风嘴1、手持式热风机2、风机3和电源4，所述剥刀风嘴I设在手持式热风机2的出风口上，所述风机3的出风口通过风管5与手持式热风机2的进风口连接，所述电源4分别通过导线与风机3和手持式热风机2连接，其中所述导线为电缆。所述手持式热风机2上设有温控系统，所述温控系统用来控制手持式热风机2的加热温度。
[0029]所述温控系统采用欧姆龙的E5CSL温控仪，在手持式热风机2的出风口设置热电偶测温探头，检测出风口温度作为温度输入，采用PID控制器调节手持式热风机2内的加热系统的输出功率，从而控制加热温度。
[0030]电源4采用单相220V，便于在抢修现场周边获取电源。如因作业现场难以获取电源，可采用工程车移动电站或备用的UPS电源以获得单相220V的电源输出。
[0031]如图2所示，本实用新型采用风机3提供风源，作业现场用手持式热风机2对风源进行加热，电源4与作业现场分离，保证了作业安全，同时减少入坑作业设备的重量，无需现场安装设备，操作灵活。
[0032]如图3所示，所述剥刀风嘴I包括相互连通的安装套筒101和出风套筒102，所述出风套筒102的端口设有刀头103，所述安装套筒101通过紧固件固定设在手持式热风机2的出风口上。所述安装套筒101的横截面为圆形，所述出风套筒102的横截面为方形，该方形呈长方形，其长度为30mm，宽度为15皿1。
[0033]所述紧固件为固定设在安装套筒101上的夹箍104以及拧紧所述夹箍104的螺栓和螺母。具体安装如下，将夹箍104套在手持式热风机2的出风口上，之后将螺栓穿过夹箍104上的通孔，之后再用螺母旋在螺栓上将夹箍104拧紧，这样通过夹箍104、螺栓以及螺母就可以方便地将剥刀风嘴I固定设在手持式热风机2的出风口上，并且可以方便地对剥刀风嘴I进行更换。
[0034]剥刀风嘴I设计了多个规格，可根据抢修现场管道7直径、待剥位置、待剥面积等因素选择最合适的风嘴。如图4所示，所述安装套筒101的横截面为圆形，所述出风套筒102的横截面为方形，该方形呈长方形，其长度为50mm，宽度为15皿1。
[0035]本实用新型管道3PE防腐层去除装置，其中所述风机3为涡流风机，其功率为750W。所述涡流风机上设有流量调节阀。所述涡流风机的入风口处安装有入风过滤器6，避免粉尘颗粒混入风机3影响其正常工作。
[0036]本实用新型管道3PE防腐层去除装置，其中所述手持式热风机2的功率为5KW，加热温度为300 °C。
[0037]风源采用涡流风机的形式，具有风量大、风压高、噪音低、使用方便等优点，非常适用于抢修现场。涡流风机的功率选择750W，最高可提供2m3/min的风量，并根据实际需要通过流量调节阀调节风量。同时在涡流风机的入风口位置安装入风过滤器6，避免抢修作业环境的粉尘颗粒混入风源影响设备。
[0038]手持式热风机2(简称为热风机)对风源进行加热再通过出风口送出，实现对管道7防腐层的热风烘烤加热，同时热风机2出风口安装有剥刀风嘴I，可控制热风加热范围并在加热的同时用刀具剥除防腐层。
[0039]手持式热风机2为现有技术，其内部设有加热系统和温控系统，其控制界面包括三档调节开关203、温控表201、状态指示灯202三部分。
[0040]状态指示灯202可显示热风机2当前的工作状态，用以检查设备情况。
[0041 ]三档调节开关203提供风机3和加热系统处于关闭、送风、热风三档，实现待机、送冷风、送热风三种功能。关闭档可使设备通电后处于待机状态，此时检查设备通电情况和仪表状态，确定设备正常后方可使用。送风档可使涡流风机工作而加热系统不工作，出风口出冷风，可用于抢修环境吹扫等功能，同时也是加热和关闭风源前的过渡档，加热风源前先保持一段时间送冷风档以改善作业环境，结束防腐层剥除作业后也先保持一段时间送冷风档以使电热丝冷却，保证作业安全。热风档即使加热系统工作，对风源进行加热。
[0042]温控表201是温控系统的显示和操作部分。如图5所示，温控系统选用欧姆龙的E5CSL温控仪，在出风口设置热电偶测温探头，检测出风口温度作为温度输入，采用PID控制器调节加热系统的输出功率，从而控制加热温度，具体为控制风源加热至设定温度并维持稳定输出。加热温度一般设置为高于防腐层软化点而低于燃气燃点的安全温度。查询相关温度数据可知，天然气的燃点为650°C;液化气的燃点为534°C;抢修中常用的浸泡阻燃剂后的楔子的燃点为340°C左右(加温时间控制0.5h内)；聚乙烯的软化点为110?130°C，燃点为340°C左右;防腐层粘接热熔胶的软化点在180?220°C左右。故可控制热风机出风口的热风温度为300摄氏度左右，即可使防腐层软化并高效地剥除，同时不存在引发燃烧的安全隐患，相比传统剥除防腐层采用的火烧法极大的提高了安全性，并创造了加热与剥除同时进行的条件。
[0043]热风机2的加热采用镍铬电热丝的形式，忽略空气定压比热容随温度变化的影响近似为1KJ/Kg.K，常温定为20 °C，标准状态下空气密度为1.29Kg/m3，根据作业需要确定出风口风量为lm3/min、温度为300°C，可计算得加热空气所需的功率为:考虑热风机2加热系统中电热丝的换热效率以及环境影响，确定热风机2的功率为5KW。
[0044]本实用新型完成了样机的制造工作，并开展了防腐层剥除测试实验，设定加热温度为300摄氏度，在常规环境下对管道7表面防腐层进行加热并剥除，测试结果表明，本实用新型使用效果良好，操作简便灵活，特别适用于如管道7泄漏抢修等局部防腐层剥除作业，能够快速将待剥离防腐层烘烤软化并在短时间内完成管道表面局部防腐层剥除，不会引发任何明火，安全性高。同时设备可根据环境温度等因素适当调节风机风量、出风口温度等参数，提高装置的使用效率。
[0045]本实用新型具有如下特点:
[0046](I)采用热风为加热源，PID控制器调节控制，可以避免明火出现，同时便于控制加热温度，控制出风温度高于防腐层软化点而低于燃气的燃点，保证作业安全。
[0047](2)对防腐层的加热与剥除操作同时进行，避免防腐层在剥除过程中冷却硬化提高剥除难度，可连续作业无需分多次加热剥除，不易钝刀，效率高。
[0048](3)分体式设计，风源与电源4安置于外围安全场所(即作业坑外安全位置)，并通过风管5和电缆与作业现场的加热剥除装置连接，保证待加热的风源纯净不可燃，保证作业安全。同时分体式的设计形式可以减少入坑作业的设备重量，使作业更加方便灵活。
[0049](4)使用方便灵活，即插即用，电源要求低，无需繁复的安装，局部抢修效率高。
[0050](5)可根据环境温度等因素适当调节风机3风量、出风口温度等参数，提高装置的使用效率。
[0051](6)剥刀风嘴I可根据抢修现场管道直径、待剥位置、待剥面积等因素更换最合适的风嘴。
[0052](7)可根据作业需要选择冷风、热风档，一机多用。由于抢修作业有时会面临作业现场环境恶劣，坑内空气中含有较多泄漏燃气等情况工作人员难以下坑作业，需要用风机对现场进行吹扫改善作业环境，因此吹扫用风机可以与剥除装置风机共用。此外，除了带压焊接堵漏作业，其他作业如管道防腐层补口修复等作业也可以使用该装置进行防腐层剥除或管道局部加热，实现“一机多用”的效果，减少抢修所需携带的设备数量，为设备存储使用提供方便。
[0053](8)设备制造、使用、储运成本较低，需要的作业人数少。
[0054]使用本实用新型的工作流程如下:
[0055](I)清理作业现场，准备好设备器械，确定作业目标，现场达到作业条件，选择并更换合适的剥刀风嘴。
[0056](2)在作业坑外安全位置接通电源，放置风机，设定加热温度。
[0057](3)携带手持式热风机进入作业现场。
[0058](4)先打开冷风档，用冷风对现场和待剥管道表面适当吹扫，保证作业安全。
[0059](5)准备完毕后调至热风档，带出风口温度达到设定温度后将风嘴对准待剥位置，烘烤软化防腐层同时用风嘴的刀具结构将防腐层铲除。
[0060](6)重复步骤5直至将需要剥除的防腐层全部剥除。
[0061](7)调至冷风档，使用冷风再次对现场和待剥管道表面适当吹扫，同时使风嘴和电热丝降温至安全温度。
[0062](8)关闭设备，清理现场，断开电源，撤去设备。
[0063]本实用新型对管道表面防腐层采用热风为加热源的加热方式，即风机为手持式热风机提供风源，手持式热风机将风源加热后通过剥刀风嘴吹向管道表面的防腐层，这样能够避免明火出现，同时便于控制加热温度，也就是控制出风温度高于防腐层的软化点而低于燃气的燃点，保证安全作业。同时，安全的热源温度使去除装置能够采取加热与剥除同时进行的方式，剥刀风嘴可对管道防腐层加热的同时进行切削剥除，具体操作的时候，工作人员手持手持式热风机，使其上的剥刀风嘴朝向管道的防腐层吹风，同时工作人员操作剥刀风嘴剥除加热后的防腐层，作业效率高。
[0064]以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种管道3PE防腐层去除装置，其特征在于:包括剥刀风嘴(I)、手持式热风机(2)、风机(3)和电源(4)，所述剥刀风嘴设在手持式热风机的出风口上，所述风机的出风口通过风管(5)与手持式热风机的进风口连接，所述电源分别通过导线与风机和手持式热风机连接，所述手持式热风机上设有温控系统，所述温控系统用来控制手持式热风机的加热温度。2.根据权利要求1所述的管道3PE防腐层去除装置，其特征在于:所述剥刀风嘴(I)包括相互连通的安装套筒(101)和出风套筒(102)，所述出风套筒的端口设有刀头(103)，所述安装套筒通过紧固件固定设在手持式热风机(2)的出风口上。3.根据权利要求2所述的管道3PE防腐层去除装置，其特征在于:所述紧固件为固定设在安装套筒(101)上的夹箍(104)以及拧紧所述夹箍的螺栓和螺母。4.根据权利要求3所述的管道3PE防腐层去除装置，其特征在于:所述安装套筒(101)的横截面为圆形，所述出风套筒(102)的横截面为方形。5.根据权利要求4所述的管道3PE防腐层去除装置，其特征在于:所述风机(3)为涡流风机，其功率为750W。6.根据权利要求5所述的管道3PE防腐层去除装置，其特征在于:所述涡流风机的入风口处安装有入风过滤器(6)。7.根据权利要求6所述的管道3PE防腐层去除装置，其特征在于:所述手持式热风机(2)的功率为5KW，加热温度为300°C。8.根据权利要求7所述的管道3PE防腐层去除装置，其特征在于:所述温控系统采用欧姆龙的E5CSL温控仪，在手持式热风机(2)的出风口设置热电偶测温探头，检测出风口温度作为温度输入，采用PID控制器调节手持式热风机内的加热系统的输出功率，从而控制加热温度。9.根据权利要求8所述的管道3PE防腐层去除装置，其特征在于:所述涡流风机上设有流量调节阀。10.根据权利要求9所述的管道3PE防腐层去除装置，其特征在于:所述导线为电缆。
【文档编号】B08B9/023GK205673301SQ201620562794
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月13日 公开号201620562794.5, CN 201620562794, CN 205673301 U, CN 205673301U, CN-U-205673301, CN201620562794, CN201620562794.5, CN205673301 U, CN205673301U
【发明人】颜丹平, 韩赞东, 李夏喜, 廖如超, 段蔚, 车子萍
【申请人】北京市燃气集团有限责任公司, 清华大学