устройство для нанесения антикоррозионного материала на внутреннюю поверхность трубопровода

Формула изобретения

Устройство для нанесения антикоррозионного материала на внутреннюю поверхность трубопровода, содержащее смонтированный на штанге узел центробежного разбрызгивания материала покрытия в виде распылительной форсунки, установленной соосно к поверхности трубопровода с возможностью перемещения вдоль его оси, и центрирующие элементы, отличающееся тем, что смонтированный на основной штанге узел центробежного разбрызгивания антикоррозионного материала размещен на дополнительной штанге, снабженной механизмом возвратно-поступательного перемещения в виде длинноходового пневмоцилиндра с перепускными клапанами, основная штанга смонтирована в попарно установленных в горизонтальной и вертикальной плоскостях опорах качений и имеет привод возвратно-поступательного перемещения в виде бесконечной замкнутой ветви каната, соединенного узлом связи с основной штангой, ведущего реверсивного барабана и огибающих роликов, а трубопровод установлен на вращающихся опорах, снабженных возможностью изменения величины базы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственной и мелиоративной техники, в частности к устройствам для нанесения защитных покрытий в качестве антикоррозионной изоляции на внутреннюю поверхность стального трубопровода.

Известно устройство для нанесения текучего материала на внутреннюю поверхность полого тела, имеющего сквозное, по меньшей мере приблизительно цилиндрическое полое пространство, содержащее пропускной орган для нагруженного материалом потока газа-носителя, выполненный в виде размещенных в полости диффузора с наклоном к его оси направляющих лопаток, причем пропускной орган снабжен установленными на выходе из диффузора на направляющих лопатках соплами, сообщенными с источником подачи ненагруженного материалом газа и наклонными к оси полости диффузора в направлении наклона направляющих лопаток для придания нагруженному материалом потоку газа-носителя и ненагруженному потоку газа-носителя закрутку с одинаковым направлением вращения; диффузор своей входной частью установлен на расстоянии от выходного конца линии подачи нагруженного материалом потока газа-носителя; направляющие лопатки средства закрутки изогнуты в поперечном сечении в виде желоба с увеличивающимся в направлении потока радиусом кривизны с вогнутой стороной, направленной к вращающемуся потоку, при этом направляющие лопатки в продольном направлении к выходу диффузора изогнуты и имеют наклон, возрастающий к оси диффузора; направляющие лопатки выполнены с выступающими за выходную кромку диффузора пропускного органа участками, сужающимися в направлении перемещения потока и образующими центрирующие средства для центрирования пропускного органа относительно полого пространства обрабатываемого изделия; оно снабжено размещенным в полости диффузора полым, открытым на обоих концах, конически диффузорного конуса; диффузор имеет корпус с двойной стенкой для охладителя или теплоносителя; сопла выполнены в виде сопел Лаваля (SU патент № 1620042 A3, М.кл.⁵ С 7/02, В 05 В 7/10. Способ нанесения текучего материала на внутреннюю поверхность полого тела и устройство для его осуществления /Беат Экерт, Гвидо Хубер и Норберт Рихле (СГН). - № 4202893/05; Заявлено 03.07.1986; Опубл. 07.01.1991, Бюл. № 1/ Изобретения. - 1991. - № 1).

К недостаткам конструкции устройства для нанесения антикоррозионного покрытия относятся сложность конструкции и подача нагретого или охлажденного газа. Это сдерживает применение установки.

Близким аналогом к заявленному объекту относится устройство для нанесения покрытия на внутреннюю поверхность труб, содержащее узел центробежного разбрызгивания материала покрытия, приспособление для разглаживания покрытия и центрирующие элементы, в котором, с целью снижения энергозатрат, узел центробежного разбрызгивания выполнен в виде распылительной форсунки и установленного соосно ей с возможностью вращения экрана в виде обращенного вершиной в сторону выпускного отверстия распылительной форсунки конуса и равномерно закрепленных на его поверхности криволинейных лопостей, расширяющихся от вершины к периферии конуса (SU, авторское свидетельство № 1416203 А1, М.кл.⁴ В 05 С 7/02, В 05 В 13/16. Устройство для нанесения покрытия на внутренние поверхности труб/ В.Ф.Закржевский (СССР). - № 40822761/29/05; Заявлено 15.05.1986; Опубл. 15.08.1988, Бюл. № 30 // Открытия. Изобретения. - 1988. - № 30).

К недостаткам описанного устройства относятся сплошность конструкции узла центробежного разбрызгивания материала.

Наиболее близким аналогом к заявленному объекту, как в конструктивном исполнении, так и в части технологии нанесения антикоррозионного покрытия на внутреннюю поверхность стального трубопровода, является устройство для нанесения антикоррозионного материала на внутреннюю поверхность трубопровода, содержащее смонтированный на штанге узел центробежного разбрызгивания антикоррозионного материала покрытия в виде распылительной форсунки, установленной соосно к поверхности трубопровода с возможностью перемещения вдоль его оси, и центрирующие элементы (RU патент № 2179076 С2, МПК⁷ В 05 С 7/08 //Изобретения. Полезные модели. - 2002. - № 4).

К недостаткам описанного устройства, принятого нами в качестве ближайшего аналога, относятся малая производительность, низкое качество антикоррозионного покрытия на внутренние поверхности стальных трубопроводов, узкий диапазон диаметра трубопроводов.

Сущность заявленного изобретения заключается в следующем.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение - повышение качества антикоррозионного покрытия на внутренние поверхности стальных трубопроводов.

Технический результат - повышение срока службы стальных магистральных трубопроводов, укладка на всей поверхности покрытия с равной толщиной и снижение расхода антикоррозионного материала, а также расширение номенклатуры диаметра трубопроводов.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для нанесения антикоррозионного материала на внутреннюю поверхность трубопровода, содержащем смонтированный на штанге узел центробежного разбрызгивания антикоррозионного материала покрытия в виде распылительной форсунки, установленной соосно к поверхности трубопровода с возможностью перемещения вдоль ее оси, и центрирующие элементы, согласно изобретению, смонтированный на основной штанге узел центробежного разбрызгивания антикоррозионного материала размещен на дополнительной штанге, снабженной механизмом возвратно-поступательного перемещения длинноходового пневмоцилиндра с перепускными клапанами, основная штанга смонтирована в попарно установленных в горизонтальной и вертикальной плоскостях опорах качения и имеет привод возвратно-поступательного перемещения.

За счет того, что узел центробежного разбрызгивания смонтирован на дополнительной штанге и имеет возможность возвратно-поступательного перемещения, достигается нормализация толщины покрытия защитного покрытия.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 схематично изображено устройство для нанесения антикоррозионного материала на внутреннюю поверхность стального трубопровода, продольно-вертикальный разрез.

На фиг.2 - сечение А-А на фиг.1, поперечно-вертикальный разрез окрашиваемого трубопровода, основной и дополнительной штанг, механизма возвратно-поступательного перемещения и центрирующих штангу элементов.

На фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1, положения вращающихся опор при изменении диаметра стальных трубопроводов.

Сведения, подтверждающие возможность реализации заявленного изобретения, заключаются в следующем.

Нанесение антикоррозионного материала на внутреннюю поверхность трубопровода реализуют следующим образом.

В предложенной технологии предусматривают подачу материала покрытия под давлением 0,05-0,08 МПа (5-8 кгс/см²). Далее на внутренней поверхности трубопровода одним из известных приемов формируют тонкий равномерный слой покрытия. Слой покрытия наносят на предварительно подготовленную поверхность. Перед нанесением защитного покрытия внутреннюю поверхность стального трубопровода покрывают преобразователем ржавчины, который вступает в химическую реакцию с продуктами коррозии и образует первый защитный слой. Преобразователь ржавчины наносят распылом жидкости с диаметром капель 30-80 мкм. Этим достигается обезжиривание и полное преобразование окислов металла в сдуваемую воздушным потоком пыль. Окислы металлов удерживаются на обезжиренной поверхности трубопровода в виде стекловидной пленки. Далее на подготовленную поверхность трубопровода наносят защитный слой из антикоррозионного материала при возвратно-поступательном перемещении на скоростях подач от 0,5 до 1,0 м/с. Этим достигается полное заполнение микротрещин и выбоин изоляционным материалом, крепкое на малекулярном уровне сцепление антикоррозионного материала с поверхностью трубопровода, равномерная без потеков укладка и равная толщина покрытия, минимальный расход материала и гарантированный срок службы покрытия трубопровода.

Устройство для нанесения антикоррозионного материала на внутреннюю поверхность стального трубопровода (см. фиг.1-3) содержит фундаментное основание 1, эстакаду для последовательной раскатки трубопроводов 2, сформированных по партиям в зависимости от величины внешних диаметров d₁, d₂,..., d_n попарно установленных на основании 1 вращающихся опор 3 и 4. По крайней мере хотя бы одна опора (4) имеет привод в виде электродвигателя 5, цилиндрического редуктора 6 с передаточным отношением i=31,5 и соединительной муфты 7. Выходной тихоходной вал редуктора 6 размещен в полой части оси опоры 4. Пары опор 3 (4) имеют возможность изменять величину продольной базы посредством ходового вала 8 с левой и правой резьбами на конусах. Основание опор 3 (4) размещены в направляющих 9.

Устройство для нанесения антикоррозионного материала на внутреннюю поверхность трубопровода содержит узел 10 центробежного разбрызгивания материала покрытия в виде распылительной форсунки, установленной соосно к поверхности трубопровода 2 с возможностью перемещения вдоль его оси, и центрирующие элементы 11, 12, 13. Устройство снабжено аппаратами для индивидуальной подачи под рабочим давлением материала покрытия и преобразователя ржавчины. Названные аппараты гидравлически соединены с распылительной форсункой узла 10. Кроме этого, к узлу 10 подведен рукав пневмопровода.

Узел 10 центрального разбрызгивания антикоррозионного материала смонтирован на основной штанге 14 посредством дополнительной штанги 15. Дополнительная штанга 15 размещена в полости основной штанги 14. Дополнительная штанга 15 снабжена механизмом 16 возвратно-поступательного перемещения в виде длинноходового пневмоцилиндра с перепускными клапанами 17. К перепускным клапанам 17 подведен рукав пневмопровода, соединенный с источником сжатого воздуха. Сжатым воздухом достигается подача под давлением в узел 10 преобразователя ржавчины и антикоррозионного материала.

Основная штанга 14 смонтирована в попарно установленных в горизонтальной и вертикальной плоскостях опор качений 18 и 19. Основная штанга 14 имеет провод возвратно-поступательного перемещения. Этот провод выполнен в виде бесконечной замкнутой ветви каната 20 (диаметром до 5 мм), соединенного узлом 21 связи с основной штангой 14. Канат 20 многократно охватывает огибающие ролики 22 и 23 и ведущий барабан 24. Барабан 24 имеет привод от электродвигателя, электрически связанного с кнопочным постом управления. Узел 21 связи поочередно размыкает электрическую цепь посредством концевых выключателей. Опоры качения 18 и 19 вместе с приводом основной штанги 14 смонтированы на колоннах 25 и 26. Колонны 25 и 26 имеют возможность изменения высоты относительно основания 1.

Устройство для нанесения антикоррозионного материала на внутреннюю поверхность стального трубопровода работает следующим образом.

Из транспортных емкостей (из металлических бочек) через заливные горловины посредством специальных крышек в устройство через полые штанги 14 и 15 могут быть последовательно поданы преобразователь ржавчины или антикоррозионное покрытие. Одновременно с ними в механизм 16 подается сжатый воздух под давлением 0,06 МПа. После разгрузки вагона или автотранспорта на эстакаде покрываемые трубопроводы 2 формируют в группы по их номинальному диаметру. Далее с эстакады каждый трубопровод 2 скатывают или при наличии крана их укладывают на пары опор 3 и 4. Затем включают привод опоры 4. При вращении трубопровода 2 на опорах 3 и 4 пыль и минеральный сор скатываются вниз на внутренней поверхности. Затем механизмом возвратно-поступательного перемещения вводят основную штангу 14 в полость трубопровода. При касании центрирующих элементов 11-13 кромки трубопровода 2 через узел 10 подают сжатый воздух и выдувают из его полости окалину, пыль, ржавчину и другие включения. При достижении узла 10 второго среза трубопровода привод штанги 14 выключают. Открыв двухходовой кран из металлической бочки под давлением 5...8 кгс/см², подают по гибкому рукаву в полости штанги 14 преобразователь ржавчины. При обратном перемещении штанги 14 преобразователь ржавчины наносится тонким распылом на внутреннюю поверхность трубопровода 2. Ржавчина, жиры и окислы преобразуются в мелкодисперсный твердый порошок, который на стальной обнаженной поверхности имеет вид серого налета. Повторно включают привод подачи штанги 14 в полость трубопровода 2. При достижении узла 10 дальнего среза трубопровода 2 включают в работу механизм 16, шток пневмоцилиндра, дополнительную штангу 15, привод в возвратно-поступательные движения с ходом не менее 0,6-1,2 м. Второй двухходовой кран, размещенный на крышке бочки с антикоррозионным материалом, приводят в положение "Открыто". Материал под давлением 5-8 кгс/см² по рукаву поступает в узел 10 центробежного разбрызгивания. При равномерном обратном перемещении штанги 14 со скоростью в диапазоне 0,5-1,0 м/с материал в мелкодисперсном состоянии наносится на очищенную поверхность трубопровода 2. Подвижная штанга 15 при вращении штока пневмоцилиндра механизма 16 узел 10 перемещает в обратную сторону, нанося повторный слой, заполняя микронеровности, а затем догоняет основную штангу 14. Такие возвратно-поступательные перемещения сопла 10 по отношению к основной штанге 14 и поверхности покрываемого трубопровода позволяют равномерно и качественно нанести тонким слоем защитный, антикоррозионный материал.

При изменении диаметра труб с d₁ на d₂ пары опор 3 и 4 раздвигают, увеличивая базу в направляющих. Этим достигается устойчивое положение трубопровода 2. Затем изменением высот колонн 25 и 26 добиваются соосного положения штанги 14 относительно оси симметрии трубопровода. Процесс нанесения защитного покрытия осуществляется в вышеописанной последовательности.

Описанное устройство обеспечивает предварительную обработку внутренней поверхности стального трубопровода, качественное покрытие антикоррозионного материала и длительный его срок службы.