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1、环保型管道自动喷砂除锈装置的研制602011年第5期TIANJINSCIENCE&TECHNOL0GY环保前线刘明珠(中国石油集团工程技术研究院天津300451)环保型管道自动喷砂除锈装置的研制【摘要】针对当前管道铺设现场除锈存在的除锈效率低,原料消耗量大,环境污染严重等问题,开展了环保型管道自动喷砂除锈装置的研制.介绍了喷砂除锈的工作原理以及常规喷砂除锈作业中存在的问题;叙述了喷砂除锈装置的主要组成结构.【关冀词】管道喷砂除锈环保0引言随着我闰管道建设的迅速发展,管道施工技术取得了日新月异的进步,除锈方式逐渐由传统的钢丝刷除锈,电动钢丝刷除锈转变为喷砂除锈.多年来,管道铺设过程中外壁
2、防腐作业前的表面除锈清理一直采用人_r开放式的喷砂除锈作业.这种方法虽然能够满足管道表面清理质量的要求,但是施工效率极低,且由于砂料喷向管道表面后不回收,现场砂料消耗量很大,造成原料的较大浪费.更为严重的是,在喷砂过程中现场粉尘弥漫,环境污染非常严重,对操作]一人的生命安全和身体健康都造成极大威胁,同时会对周同其他作业T种的正常施工带来不利影响.随着我国管道建设步伐的加快,越来越多的管道需要进行现场除锈清理]二作.而多年来,管道自动喷砂除锈技术和产品一直被国外专业公司垄断,国内在这方面起步较晚,基本处于空白状态.针对管道除锈清理作业的特殊环境要求,研制了既可改善喷砂作业环境,减轻劳动强度,提高
3、喷砂除锈作业效率,又能降低原材料成本的环保型管道自动喷砂除锈装置.1喷砂除锈的工作原理及存在问题1.1喷砂除锈工作原理管道喷砂除锈是以压缩空气为动力,将磨料(喷丸玻璃珠,钢丸,钢砂,石英砂,金刚砂,铁砂,海ek-)高速喷射到需要处理的管道表面.由于磨料的冲击和切削作用,管道表面的机械性能得到了改善,管道的抗疲劳性提高,增加了管道表面和涂层之间的附着力,延长了涂膜的耐久性,也有利于涂料的平和装饰.在清除掉表面的杂质,杂色及氧化层的同时,使介质表面粗化,减少基材表面的残余应力,提高基材表面硬度.图1给出了常规喷砂除锈设备各部分的组成,在喷砂除锈过程中,空气通过车载式压缩机加至0.4～0.6MPa后
4、储存于储气罐中,开启阀门,储气罐中排的高压气体吹动车载式砂罐,从车载式砂罐中流出的石英砂形成高压粒子流,经高压软管和喷枪不断地喷射,依靠石英砂的冲击和摩擦作用除去钢管表面的污垢,氧化皮,铁锈,油漆涂层和泥土等附着物,使金属表面重现收稿日期:20l1—09—06光泽,并具有一定的粗糙度.管道图1管道野外喷砂除锈示意图1.2喷砂除锈作业中存在的问题喷砂除锈作业处5～10m的范同内布满了石英砂粉尘,影响了庄稼的生长,造成农作物的减产.噪音约有100dB,造成作业人员的听力受到损害.作业人员在施工时完全被粉尘包裹,尤其是在夏季施工,厚重的防护服会使作业人员严重失水,而发生中暑.常规喷砂除锈是开放式施工
5、作业,石英砂一般不回收.以一条直径为813mm,长为360km的管道为例,全线焊口数约为30000个,每个焊口消耗石英砂120kg,全线共需石英砂3600t,以500元/t计算,仅购买石英砂材料就需要花费180万元.2环保型管道自动喷砂除锈装置的结构原理针对常规喷砂除锈中存在的问题,设计了环保型管道自动喷砂除锈装置.该装置采用了直插式快速装卡机构和数字驱动控制技术,以及双喷头采用涡流负压回收技术同时作业,实现了高效环保的喷砂除锈,铁砂与粉尘等清理物的自动回收分选分离,铁砂的循环使用,锈污,毒害油漆的彻底清理等功能.如图2所示,环保型管道自动喷砂除锈装置由外框机构,旋转机构和摆动机构组成.其中,
6、外框机构起到整体的定位和支撑作用,两个外框机构之间通过旋转机构相连接.旋转机构安装在外框机构的导向轮槽中,通过其上的驱动电机作用可使旋转机构绕管道中心轴线进行240.旋转,以此来实现装置对管道周围的喷砂除锈功能.摆动机构固定在旋转机构的导轨上,其上安装有喷砂枪.在摆动电机的驱动下,可沿导轨轴向运动,实现装置对管道轴向的喷砂除锈功能.1231.夕框板2.齿圈3.导向轮4.定位支撑图2环保型管道自动喷砂除锈装置结构图2.1外框机构外框机构如图3所示,它是由外框板,齿圈,导向轮和定位支撑组成的.外框机构是整个装置的支撑体,其主要功能是支撑和联接各个部件,确保各部件间及各部件与管道的相对位置精度.其中
7、,齿圈通过螺栓连接固定在外框板上.每个外框板上均布了14个导向轮,内圈均布5个导向轮,外圈均布9个导向轮.其通过轴套安装在外框板上的安装孔内,轴套通过螺栓与外框板连接.同时,导向轮内部采用了偏心轴的结构设计,通过调整偏心可以调节导向轮与旋转机构的相对位置,确保其相切.两个定位支撑分别通过螺栓连接安装在外框板上的安装孔内,起到整体定位与支撑的作用.12341-夕框机构2.旋转机构3.摆动机构图3外框
