专利名称：一种金属管道聚乙烯防腐层补口施工机具以及施工方法
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縮带(套)或环氧树脂底漆+辐射交联聚乙烯热收縮带的方 式补口。 辐射交联聚乙烯收縮带(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、加热安装热收縮带(套)、检验补修等流程。辐射交联聚乙烯收縮带(套) 补口存在许多缺点，首先，补口过程采用手工操作，钢管预热和热收縮带(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縮力不大，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 乙烯热收縮带(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縮带的缺陷。
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縮设备 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縮型聚乙烯补口带，聚乙烯补口带通电
热熔；所述气囊与空气压縮设备连接，通过空气加压。 另一种方案，聚乙烯补口带为外加热收縮型聚乙烯补口带；所述气囊与导热油泵 连接，通过150-25(TC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°C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。
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。
具体实施例方式
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—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。选用电热熔收縮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. Ol-lMpa ;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°C以下；最后进行检查。橡 胶气囊2可利用各类空气压縮设备加压。 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。选用外加热收縮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°C。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. Ol-lMpa ;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6(TC以下；最后进行检查。
权利要求
一种金属管道聚乙烯防腐层补口施工机具，其特征在于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。
2. 根据权利要求1所述的金属管道聚乙烯防腐层补口施工机具，其特征在于所述管状 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。
3. 根据权利要求2所述的金属管道聚乙烯防腐层补口施工机具，其特征在于贴附在管 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。
4. 根据权利要求1所述的金属管道聚乙烯防腐层补口施工机具，其特征在于所述管状 气囊通过空气压縮设备或导热油泵加压。
5. 根据权利要求l 4任一项所述的金属管道聚乙烯防腐层补口施工机具，其特征在 于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。
6. 根据权利要求5所述的金属管道聚乙烯防腐层补口施工机具，其特征在于所述管状 加压套其中一端的支撑臂长度大于聚乙烯补口带的宽度。
7. —种权利要求1所述金属管道聚乙烯防腐层补口施工机具的施工方法，其特征在于 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。
8. 根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于所述聚乙烯补口带为电热熔收縮型聚 乙烯补口带，聚乙烯补口带通电热熔；所述气囊与空气压縮设备连接，通过空气加压。
9. 根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于所述聚乙烯补口带为外加热收縮型聚 乙烯补口带；所述气囊与导热油泵连接，通过150-25(TC的导热油对气囊加压和对聚乙烯 补口带传热熔化。
10. 根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于在步骤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°C 以下。
全文摘要
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。
文档编号F16L58/00GK101737587SQ20091025426
公开日2010年6月16日 申请日期2009年12月10日 优先权日2009年12月10日
发明者何浏炜, 叶南飚, 王斌, 赵治国, 郑明嘉, 阳范文, 陈力 申请人:金发科技股份有限公司;上海金发科技发展有限公司;绵阳东方特种工程塑料有限公司