油管外壁雙金屬連續(xù)熱噴涂裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種油管外壁雙金屬連續(xù)熱噴涂裝置，是為保證油管外壁雙金屬涂層質(zhì)量而設(shè)計的。本噴涂裝置由油管搬運機(jī)構(gòu)、各級傳送機(jī)構(gòu)、自回收循環(huán)噴砂機(jī)、絲扣清洗機(jī)構(gòu)、熱清洗干燥裝置及兩臺連續(xù)熱噴涂控制裝置順序連接組成，其中絲扣清洗機(jī)構(gòu)、熱清洗干燥裝置和連續(xù)熱噴涂控制裝置均與連接儲氣罐，儲氣罐、空氣過濾器和螺桿空壓機(jī)連接。本噴涂裝置舉放和搬運油管平穩(wěn)，無沖擊，摩擦傳送平穩(wěn)，速度可調(diào)，噴涂控制裝置具有排風(fēng)、降低有害氣體、熱量和強光對環(huán)境及人體傷害、提供時時觀測和在線監(jiān)測等功能。本噴涂裝置能實現(xiàn)油管雙金屬復(fù)合涂層的自動化連續(xù)高效熱噴涂加工，整個過程全自動化生產(chǎn)，無需人工干預(yù)，效率高，涂層結(jié)合強度高且厚度均勻。
【專利說明】油管外壁雙金屬連續(xù)熱噴涂裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種油管外壁雙金屬連續(xù)熱噴涂裝置，屬于管件防護(hù)層噴涂技術(shù)領(lǐng) 域。

【背景技術(shù)】
[0002] 熱噴涂技術(shù)是利用某種熱源如電弧、等離子弧及燃燒火焰等將粉末狀或絲狀的金 屬或非金屬材料加熱到熔融或半熔融狀態(tài)，然后借助焰流的動力和外加的高速氣流霧化， 以一定的速度噴射到經(jīng)過預(yù)處理的基體材料表面，與基體材料結(jié)合，形成具有耐磨、耐蝕、 耐熱和抗高溫氧化等功能的表面覆蓋涂層。目前，雙金屬復(fù)合涂層油管的加工主要采用手 工或半手工小批量生產(chǎn)，管件較長，操作要求高，加工難度大，運動穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生跳動 和擺動，同一截面上的涂層厚度不均，生產(chǎn)效率低。對于雙金屬復(fù)合涂層而言，底層的厚度 和質(zhì)量會直接影響到面層，若底層出現(xiàn)質(zhì)量問題，涂層會出現(xiàn)厚度不均、露點或局部堆積等 現(xiàn)象，影響整個涂層的性能，增加廢品率，浪費表層熱噴涂材料。此外，熱噴涂加工普遍在開 放式的車間內(nèi)進(jìn)行，勞動條件較差，熱噴涂釋放的大量氣、熱和光嚴(yán)重污染環(huán)境，威脅工人 健康。上述問題均會弱化雙金屬復(fù)合涂層技術(shù)在氣井油管防腐方面的推廣應(yīng)用，影響熱噴 涂技術(shù)的長遠(yuǎn)發(fā)展。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種油管外壁雙金屬連續(xù)熱噴涂裝置，其能很好的解決上 述問題，具有油管搬運平穩(wěn)、噴涂安全環(huán)保和自動在線檢測等特點。
[0004] 本發(fā)明的具體技術(shù)內(nèi)容如下：
[0005] 本噴涂裝置由對稱設(shè)置的油管搬運機(jī)構(gòu)和第一傳送機(jī)構(gòu)、自回收循環(huán)噴砂機(jī)、第 二傳送機(jī)構(gòu)、絲扣清洗機(jī)構(gòu)、第三傳送機(jī)構(gòu)、熱清洗干燥裝置、第四傳送機(jī)構(gòu)、并排設(shè)置的兩 臺連續(xù)熱噴涂控制裝置和第五傳送機(jī)構(gòu)順序連接組成，其中絲扣清洗機(jī)構(gòu)、熱清洗干燥裝 置和連續(xù)熱噴涂控制裝置均與連接儲氣罐，儲氣罐、空氣過濾器和螺桿空壓機(jī)通過高壓氣 管連接。
[0006] 油管搬運機(jī)構(gòu)的搬運支架固定于地面，支架頂端連接設(shè)有軌道的橫板；橫板上設(shè) 有固定框架，框架兩端分別設(shè)有前擋板和后擋板，框架內(nèi)設(shè)有行走小車，小車滾輪嵌在軌道 上；行走小車上設(shè)有立式氣缸，立式氣缸頂面通過支撐桿和調(diào)節(jié)螺母連接托盤；水平氣缸 兩端分別連接前擋板和立式氣缸側(cè)面。
[0007] 傳送機(jī)構(gòu)的支架固定于地面，支架平臺下方設(shè)有固定于地面的電機(jī)座，電機(jī)通過 地腳螺栓固定在電機(jī)座上。支架平臺上設(shè)有左、中、右三根橫梁，橫梁上的軸承支撐兩縱由 斜向涂層滾輪、連接軸和萬向連軸節(jié)連成的傳動裝置，傳動裝置端部通過鏈輪和鏈條連接 傳動軸，傳動軸另一端連接電機(jī)。
[0008] 連續(xù)熱噴涂控制裝置的密閉式的噴涂箱上設(shè)有排氣通風(fēng)管和護(hù)目觀察窗，箱側(cè)壁 上設(shè)有供油管通過的孔，箱內(nèi)固定有雙絲電弧噴涂槍和連接主機(jī)的高速攝像頭。噴涂箱箱 外設(shè)有連接雙絲電弧噴涂槍的自動送絲機(jī)構(gòu)，箱外靠近油管處設(shè)有超聲波測厚儀。自動送 絲機(jī)構(gòu)、超聲波測厚儀和主機(jī)均通過導(dǎo)線連接可編程邏輯控制器PLC。
[0009] 本油管外壁雙金屬連續(xù)熱噴涂裝置的有益效果如下：
[0010] 油管搬運機(jī)構(gòu)舉放和搬運平穩(wěn)，無沖擊，能避免滾輪損傷或油管變形，降低勞動強 度，提高涂層加工效率。傳送機(jī)構(gòu)的摩擦傳送結(jié)構(gòu)簡單，速度可調(diào)，傳送平穩(wěn)，斜向涂層滾輪 能耐高溫氧化、耐磨損及增大摩擦力。連續(xù)熱噴涂控制裝置具有排風(fēng)、降低噴涂中的有害氣 體、熱量及強光對環(huán)境及人體傷害等功能，能時時進(jìn)行觀測和在線監(jiān)測，及時調(diào)整不當(dāng)工藝 參數(shù)，降低廢品率和表層原材料浪費，顯著提高整體涂層的性能。本噴涂裝置能實現(xiàn)油管雙 金屬復(fù)合涂層的連續(xù)熱噴涂加工，噴涂過程全自動化生產(chǎn)，無需人工干預(yù)，效率高，涂層厚 度均勻，結(jié)合強度高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1為油管外壁雙金屬連續(xù)熱噴涂裝置示意圖。
[0012] 圖2為油管搬運機(jī)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖3為傳送機(jī)構(gòu)示意圖。
[0014] 圖4為連續(xù)熱噴涂控制裝置示意圖。

【具體實施方式】
[0015] 實施例：
[0016] 參照圖1至4對本發(fā)明的實施例進(jìn)一步說明：
[0017] 如圖1所示，本油管外壁雙金屬連續(xù)熱噴涂裝置由對稱設(shè)置的油管搬運機(jī)構(gòu)1和 第一傳送機(jī)構(gòu)2、自回收循環(huán)噴砂機(jī)3、第二傳送機(jī)構(gòu)2、絲扣清洗機(jī)構(gòu)4、第三傳送機(jī)構(gòu)2、熱 清洗干燥裝置5、第四傳送機(jī)構(gòu)2、并排設(shè)置的兩臺連續(xù)熱噴涂控制裝置6和第五傳送機(jī)構(gòu) 2順序連接組成，其中絲扣清洗機(jī)構(gòu)4、熱清洗干燥裝置5和連續(xù)熱噴涂控制裝置6均連接 儲氣罐7,儲氣罐7、空氣過濾器8和螺桿空壓機(jī)9通過高壓氣管連接。
[0018] 如圖2所示，油管搬運機(jī)構(gòu)1的搬運支架1. 3固定于地面，支架頂端連接設(shè)有軌道 的橫板1. 5 ;橫板1. 5上設(shè)有固定框架1. 7,框架兩端分別設(shè)有前擋板1. 2和后擋板1. 6,框 架內(nèi)設(shè)有行走小車1. 4,小車滾輪嵌在軌道上；行走小車1. 4上設(shè)有立式氣缸1. 11，立式氣 缸I. 11頂面通過支撐桿1. 9和調(diào)節(jié)螺母1. 10連接弧形的托盤1. 8 ;水平氣缸I. 1兩端分 別連接前擋板1. 2和立式氣缸I. 11側(cè)面。
[0019] 如圖3所示，傳送機(jī)構(gòu)2的支架2. 1固定于地面，支架平臺下方設(shè)有固定于地面的 電機(jī)座2. 4,電機(jī)2. 5通過地腳螺栓2. 6固定在電機(jī)座2. 4上。支架平臺上設(shè)有左、中、右 三根橫梁，橫梁上的軸承2. 11支撐兩縱由斜向涂層滾輪2. 2 (SiC熱噴涂層滾輪)、連接軸 2. 3和萬向連軸節(jié)2. 8連成的傳動裝置，傳動裝置端部通過鏈輪2. 10和鏈條2. 9連接傳動 軸2. 7,傳動軸2. 7另一端連接電機(jī)2. 5。
[0020] 如圖4所示，連續(xù)熱噴涂控制裝置6密閉式的噴涂箱6. 1后壁上設(shè)有排氣通風(fēng)管 6. 3,箱頂設(shè)有護(hù)目觀察窗6. 2,箱側(cè)壁上設(shè)有供油管10通過的孔，箱內(nèi)壁固定有連接主機(jī) 6. 9的高速攝像頭6. 6,箱內(nèi)固定有雙絲電弧噴涂槍6. 4。噴涂箱1箱外設(shè)有連接雙絲電弧 噴涂槍6. 4的自動送絲機(jī)構(gòu)6. 5,箱外靠近油管10處設(shè)有超聲波測厚儀6. 7。自動送絲機(jī) 構(gòu)6. 5、超聲波測厚儀6. 7和主機(jī)6. 9均通過導(dǎo)線連接可編程邏輯控制器PLC6. 8。
[0021] 油管外壁雙金屬連續(xù)熱噴涂裝置的工作過程如下：
[0022] 由螺桿空壓機(jī)9生產(chǎn)的壓縮氣體經(jīng)空氣過濾器8過濾和干燥后儲存在儲氣罐7 中，儲氣罐7通過高壓氣管分別連接自回收循環(huán)噴砂機(jī)3、熱清洗干燥裝置5和箱式連續(xù)熱 噴涂過程控制裝置6,為三個連續(xù)熱噴涂工序提供干燥的高壓氣源。
[0023] 油管搬運機(jī)構(gòu)1平行固定于油管擺放區(qū)，立式氣缸I. 11帶動托盤1. 8上升，將鋼 架11上最前端的油管10舉離鋼架11，緊鄰的油管10會依重力自動補缺。水平氣缸1. 1 推動立式氣缸I. 11和托盤1. 8后移，將油管10卸在第一傳送機(jī)構(gòu)2上，然后帶動立式氣缸 1. 11回到初始位置。第一傳送機(jī)構(gòu)2的電機(jī)2. 5開啟，由傳動軸2. 7帶動鏈條2. 9、鏈輪 2. 10、萬向聯(lián)軸節(jié)2. 8、連接軸2. 3和斜向涂層滾輪2. 2勻速轉(zhuǎn)動，使油管10在自重和摩擦 力作用下一邊旋轉(zhuǎn)，一邊勻速地直線前移。
[0024] 為增加涂層結(jié)合力，油管10首先被送至自回收循環(huán)噴砂機(jī)3進(jìn)行噴砂處理，除去 表面漆皮，打毛，然后被第二傳送機(jī)構(gòu)2送入絲扣清洗機(jī)構(gòu)4,清除絲扣中的油泥或污垢；然 后油管10被第三傳送機(jī)構(gòu)2送入熱清洗干燥裝置5,進(jìn)行熱噴涂前的熱洗和干燥準(zhǔn)備工作； 然后油管10被第四傳送機(jī)構(gòu)2送入連續(xù)熱噴涂控制裝置6,加工雙金屬復(fù)合涂層。
[0025] 連續(xù)熱噴涂控制裝置6的噴涂箱6. 1通過排氣通風(fēng)管6. 3排出熱噴涂釋放的大量 有害氣體和熱能，屏蔽強光；操作人員通過觀察窗用肉眼時時觀測電弧放電和金屬絲融化， 對熱噴涂操作進(jìn)行調(diào)整和控制；油管10勻速穿過噴涂箱6. 1時，雙絲電弧噴涂槍6. 4與自 動送絲機(jī)構(gòu)6. 5執(zhí)行連續(xù)熱噴涂工藝，同時，高速攝像頭6. 6進(jìn)行遠(yuǎn)程時時觀測和圖像采 集，為調(diào)整和控制設(shè)備提供信息；底層熱噴涂開始后，可編程邏輯控制器PLC6. 8會發(fā)出檢 測信號，測量涂層厚度，若檢測合格，油管10繼續(xù)前進(jìn)，否則，會根據(jù)不合格因素自動調(diào)整 參數(shù)，并發(fā)報警信號給主機(jī)；油管10底層噴涂完成后被送入待檢區(qū)接受復(fù)檢，若復(fù)檢合格， 則油管10進(jìn)入面層熱噴涂工序，否則，進(jìn)入不合格品存放區(qū)待處理。
[0026] 油管10的雙金屬復(fù)合涂層的底層為馬氏體或奧氏體不銹鋼材料，厚度為100-150 微米。表層為鋁合金材料，厚度為100-150微米。
【權(quán)利要求】
1. 一種油管外壁雙金屬連續(xù)熱噴涂裝置，其特征在于： 本噴涂裝置由對稱設(shè)置的油管搬運機(jī)構(gòu)（1)和第一傳送機(jī)構(gòu)（2)、自回收循環(huán)噴砂機(jī) (3)、第二傳送機(jī)構(gòu)（2)、絲扣清洗機(jī)構(gòu)（4)、第三傳送機(jī)構(gòu)（2)、熱清洗干燥裝置（5)、第四 傳送機(jī)構(gòu)（2)、并排設(shè)置的兩臺連續(xù)熱噴涂控制裝置（6)及第五傳送機(jī)構(gòu)（2)順序連接組 成，其中絲扣清洗機(jī)構(gòu)（4)、熱清洗干燥裝置（5)和連續(xù)熱噴涂控制裝置（6)均連接儲氣罐 (7)，儲氣罐（7)、空氣過濾器（8)和螺桿空壓機(jī)（9)通過高壓氣管連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油管外壁雙金屬連續(xù)熱噴涂裝置，其特征在于油管搬運機(jī)構(gòu) (1) 的搬運支架（1.3)固定于地面，支架頂端連接設(shè)有軌道的橫板（1.5)，橫板（1.5)上設(shè) 有固定框架（1.7)，框架兩端分別設(shè)有前擋板（1.2)和后擋板（1.6)，框架內(nèi)設(shè)有行走小車 (1.4)，小車滾輪嵌在軌道上；行走小車（1.4)上設(shè)有立式氣缸（1. 11)，立式氣缸（1. 11)頂 面通過支撐桿（1. 9)和調(diào)節(jié)螺母（1. 10)連接托盤（1. 8);水平氣缸（I. 1)兩端分別連接前 擋板（1. 2)和立式氣缸（1. 11)側(cè)面。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油管外壁雙金屬連續(xù)熱噴涂裝置，其特征在于傳送機(jī)構(gòu) (2) 的支架（2.1)固定于地面，支架（2.1)平臺下方設(shè)有固定于地面的電機(jī)座（2.4)，電 機(jī)（2. 5)通過地腳螺栓（2. 6)固定在電機(jī)座（2. 4)上；支架（2. 1)平臺上設(shè)有左、中、右三 根橫梁，橫梁上的軸承（2. 11)支撐兩縱由斜向涂層滾輪（2. 2)、連接軸（2.3)和萬向連軸 節(jié)（2.8)連接而成的傳動裝置，傳動裝置端部通過鏈輪（2. 10)和鏈條（2.9)連接傳動軸 (2. 7)，傳動軸（2. 7)另一端連接電機(jī)（2. 5)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油管外壁雙金屬連續(xù)熱噴涂裝置，其特征在于斜向涂層滾輪 (2.2)設(shè)有SiC熱噴涂層。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油管外壁雙金屬連續(xù)熱噴涂裝置，其特征在于連續(xù)熱噴涂 控制裝置￠)的密閉式的噴涂箱（6. 1)后壁設(shè)有排氣通風(fēng)管￠.3)，箱頂設(shè)有護(hù)目觀察窗 (6. 2)，箱兩側(cè)壁上設(shè)有供油管10勻速通過的壁孔，箱內(nèi)壁裝有連接主機(jī)（6.9)的高速攝 像頭￠.6)，箱內(nèi)設(shè)有雙絲電弧噴涂槍￠.4);箱外設(shè)有連接雙絲電弧噴涂槍（6.4)的自動 送絲機(jī)構(gòu)￠. 5)，箱外油管旁設(shè)有超聲波測厚儀￠. 7);自動送絲機(jī)構(gòu)￠. 5)、超聲波測厚儀 (6. 7)和主機(jī)（6. 9)均通過導(dǎo)線連接可編程邏輯控制器PLC (6. 8)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油管外壁雙金屬連續(xù)熱噴涂裝置，其特征在于油管雙金屬復(fù) 合涂層的底層為馬氏體或奧氏體不銹鋼材料，厚度為100-150微米，表層為鋁合金材料，厚 度為100-150微米。
【文檔編號】C23C4/06GK104213068SQ201310219482
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2013年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月5日
【發(fā)明者】奚運濤, 慕立俊, 楊全安, 李瓊瑋, 楊立華, 李慧, 何淼, 付彩利, 古正富 申請人:中國石油天然氣股份有限公司