油管外壁双金属连续热喷涂装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种油管外壁双金属连续热喷涂装置，是为保证油管外壁双金属涂层质量而设计的。本喷涂装置由油管搬运机构、各级传送机构、自回收循环喷砂机、丝扣清洗机构、热清洗干燥装置及两台连续热喷涂控制装置顺序连接组成，其中丝扣清洗机构、热清洗干燥装置和连续热喷涂控制装置均与连接储气罐，储气罐、空气过滤器和螺杆空压机连接。本喷涂装置举放和搬运油管平稳，无冲击，摩擦传送平稳，速度可调，喷涂控制装置具有排风、降低有害气体、热量和强光对环境及人体伤害、提供时时观测和在线监测等功能。本喷涂装置能实现油管双金属复合涂层的自动化连续高效热喷涂加工，整个过程全自动化生产，无需人工干预，效率高，涂层结合强度高且厚度均匀。
【专利说明】油管外壁双金属连续热喷涂装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种油管外壁双金属连续热喷涂装置，属于管件防护层喷涂技术领 域。
【背景技术】
[0002] 热喷涂技术是利用某种热源如电弧、等离子弧及燃烧火焰等将粉末状或丝状的金 属或非金属材料加热到熔融或半熔融状态，然后借助焰流的动力和外加的高速气流雾化， 以一定的速度喷射到经过预处理的基体材料表面，与基体材料结合，形成具有耐磨、耐蚀、 耐热和抗高温氧化等功能的表面覆盖涂层。目前，双金属复合涂层油管的加工主要采用手 工或半手工小批量生产，管件较长，操作要求高，加工难度大，运动稳定性差，容易产生跳动 和摆动，同一截面上的涂层厚度不均，生产效率低。对于双金属复合涂层而言，底层的厚度 和质量会直接影响到面层，若底层出现质量问题，涂层会出现厚度不均、露点或局部堆积等 现象，影响整个涂层的性能，增加废品率，浪费表层热喷涂材料。此外，热喷涂加工普遍在开 放式的车间内进行，劳动条件较差，热喷涂释放的大量气、热和光严重污染环境，威胁工人 健康。上述问题均会弱化双金属复合涂层技术在气井油管防腐方面的推广应用，影响热喷 涂技术的长远发展。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种油管外壁双金属连续热喷涂装置，其能很好的解决上 述问题，具有油管搬运平稳、喷涂安全环保和自动在线检测等特点。
[0004] 本发明的具体技术内容如下：
[0005] 本喷涂装置由对称设置的油管搬运机构和第一传送机构、自回收循环喷砂机、第 二传送机构、丝扣清洗机构、第三传送机构、热清洗干燥装置、第四传送机构、并排设置的两 台连续热喷涂控制装置和第五传送机构顺序连接组成，其中丝扣清洗机构、热清洗干燥装 置和连续热喷涂控制装置均与连接储气罐，储气罐、空气过滤器和螺杆空压机通过高压气 管连接。
[0006] 油管搬运机构的搬运支架固定于地面，支架顶端连接设有轨道的横板；横板上设 有固定框架，框架两端分别设有前挡板和后挡板，框架内设有行走小车，小车滚轮嵌在轨道 上；行走小车上设有立式气缸，立式气缸顶面通过支撑杆和调节螺母连接托盘；水平气缸 两端分别连接前挡板和立式气缸侧面。
[0007] 传送机构的支架固定于地面，支架平台下方设有固定于地面的电机座，电机通过 地脚螺栓固定在电机座上。支架平台上设有左、中、右三根横梁，横梁上的轴承支撑两纵由 斜向涂层滚轮、连接轴和万向连轴节连成的传动装置，传动装置端部通过链轮和链条连接 传动轴，传动轴另一端连接电机。
[0008] 连续热喷涂控制装置的密闭式的喷涂箱上设有排气通风管和护目观察窗，箱侧壁 上设有供油管通过的孔，箱内固定有双丝电弧喷涂枪和连接主机的高速摄像头。喷涂箱箱 外设有连接双丝电弧喷涂枪的自动送丝机构，箱外靠近油管处设有超声波测厚仪。自动送 丝机构、超声波测厚仪和主机均通过导线连接可编程逻辑控制器PLC。
[0009] 本油管外壁双金属连续热喷涂装置的有益效果如下：
[0010] 油管搬运机构举放和搬运平稳，无冲击，能避免滚轮损伤或油管变形，降低劳动强 度，提高涂层加工效率。传送机构的摩擦传送结构简单，速度可调，传送平稳，斜向涂层滚轮 能耐高温氧化、耐磨损及增大摩擦力。连续热喷涂控制装置具有排风、降低喷涂中的有害气 体、热量及强光对环境及人体伤害等功能，能时时进行观测和在线监测，及时调整不当工艺 参数，降低废品率和表层原材料浪费，显著提高整体涂层的性能。本喷涂装置能实现油管双 金属复合涂层的连续热喷涂加工，喷涂过程全自动化生产，无需人工干预，效率高，涂层厚 度均匀，结合强度高。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1为油管外壁双金属连续热喷涂装置示意图。
[0012] 图2为油管搬运机构示意图。
[0013] 图3为传送机构示意图。
[0014] 图4为连续热喷涂控制装置示意图。
【具体实施方式】
[0015] 实施例：
[0016] 参照图1至4对本发明的实施例进一步说明：
[0017] 如图1所示，本油管外壁双金属连续热喷涂装置由对称设置的油管搬运机构1和 第一传送机构2、自回收循环喷砂机3、第二传送机构2、丝扣清洗机构4、第三传送机构2、热 清洗干燥装置5、第四传送机构2、并排设置的两台连续热喷涂控制装置6和第五传送机构 2顺序连接组成，其中丝扣清洗机构4、热清洗干燥装置5和连续热喷涂控制装置6均连接 储气罐7,储气罐7、空气过滤器8和螺杆空压机9通过高压气管连接。
[0018] 如图2所示，油管搬运机构1的搬运支架1. 3固定于地面，支架顶端连接设有轨道 的横板1. 5 ;横板1. 5上设有固定框架1. 7,框架两端分别设有前挡板1. 2和后挡板1. 6,框 架内设有行走小车1. 4,小车滚轮嵌在轨道上；行走小车1. 4上设有立式气缸1. 11，立式气 缸I. 11顶面通过支撑杆1. 9和调节螺母1. 10连接弧形的托盘1. 8 ;水平气缸I. 1两端分 别连接前挡板1. 2和立式气缸I. 11侧面。
[0019] 如图3所示，传送机构2的支架2. 1固定于地面，支架平台下方设有固定于地面的 电机座2. 4,电机2. 5通过地脚螺栓2. 6固定在电机座2. 4上。支架平台上设有左、中、右 三根横梁，横梁上的轴承2. 11支撑两纵由斜向涂层滚轮2. 2 (SiC热喷涂层滚轮)、连接轴 2. 3和万向连轴节2. 8连成的传动装置，传动装置端部通过链轮2. 10和链条2. 9连接传动 轴2. 7,传动轴2. 7另一端连接电机2. 5。
[0020] 如图4所示，连续热喷涂控制装置6密闭式的喷涂箱6. 1后壁上设有排气通风管 6. 3,箱顶设有护目观察窗6. 2,箱侧壁上设有供油管10通过的孔，箱内壁固定有连接主机 6. 9的高速摄像头6. 6,箱内固定有双丝电弧喷涂枪6. 4。喷涂箱1箱外设有连接双丝电弧 喷涂枪6. 4的自动送丝机构6. 5,箱外靠近油管10处设有超声波测厚仪6. 7。自动送丝机 构6. 5、超声波测厚仪6. 7和主机6. 9均通过导线连接可编程逻辑控制器PLC6. 8。
[0021] 油管外壁双金属连续热喷涂装置的工作过程如下：
[0022] 由螺杆空压机9生产的压缩气体经空气过滤器8过滤和干燥后储存在储气罐7 中，储气罐7通过高压气管分别连接自回收循环喷砂机3、热清洗干燥装置5和箱式连续热 喷涂过程控制装置6,为三个连续热喷涂工序提供干燥的高压气源。
[0023] 油管搬运机构1平行固定于油管摆放区，立式气缸I. 11带动托盘1. 8上升，将钢 架11上最前端的油管10举离钢架11，紧邻的油管10会依重力自动补缺。水平气缸1. 1 推动立式气缸I. 11和托盘1. 8后移，将油管10卸在第一传送机构2上，然后带动立式气缸 1. 11回到初始位置。第一传送机构2的电机2. 5开启，由传动轴2. 7带动链条2. 9、链轮 2. 10、万向联轴节2. 8、连接轴2. 3和斜向涂层滚轮2. 2匀速转动，使油管10在自重和摩擦 力作用下一边旋转，一边匀速地直线前移。
[0024] 为增加涂层结合力，油管10首先被送至自回收循环喷砂机3进行喷砂处理，除去 表面漆皮，打毛，然后被第二传送机构2送入丝扣清洗机构4,清除丝扣中的油泥或污垢；然 后油管10被第三传送机构2送入热清洗干燥装置5,进行热喷涂前的热洗和干燥准备工作； 然后油管10被第四传送机构2送入连续热喷涂控制装置6,加工双金属复合涂层。
[0025] 连续热喷涂控制装置6的喷涂箱6. 1通过排气通风管6. 3排出热喷涂释放的大量 有害气体和热能，屏蔽强光；操作人员通过观察窗用肉眼时时观测电弧放电和金属丝融化， 对热喷涂操作进行调整和控制；油管10匀速穿过喷涂箱6. 1时，双丝电弧喷涂枪6. 4与自 动送丝机构6. 5执行连续热喷涂工艺，同时，高速摄像头6. 6进行远程时时观测和图像采 集，为调整和控制设备提供信息；底层热喷涂开始后，可编程逻辑控制器PLC6. 8会发出检 测信号，测量涂层厚度，若检测合格，油管10继续前进，否则，会根据不合格因素自动调整 参数，并发报警信号给主机；油管10底层喷涂完成后被送入待检区接受复检，若复检合格， 则油管10进入面层热喷涂工序，否则，进入不合格品存放区待处理。
[0026] 油管10的双金属复合涂层的底层为马氏体或奥氏体不锈钢材料，厚度为100-150 微米。表层为铝合金材料，厚度为100-150微米。
【权利要求】
1. 一种油管外壁双金属连续热喷涂装置，其特征在于： 本喷涂装置由对称设置的油管搬运机构（1)和第一传送机构（2)、自回收循环喷砂机 (3)、第二传送机构（2)、丝扣清洗机构（4)、第三传送机构（2)、热清洗干燥装置（5)、第四 传送机构（2)、并排设置的两台连续热喷涂控制装置（6)及第五传送机构（2)顺序连接组 成，其中丝扣清洗机构（4)、热清洗干燥装置（5)和连续热喷涂控制装置（6)均连接储气罐 (7)，储气罐（7)、空气过滤器（8)和螺杆空压机（9)通过高压气管连接。
2. 根据权利要求1所述的油管外壁双金属连续热喷涂装置，其特征在于油管搬运机构 (1) 的搬运支架（1.3)固定于地面，支架顶端连接设有轨道的横板（1.5)，横板（1.5)上设 有固定框架（1.7)，框架两端分别设有前挡板（1.2)和后挡板（1.6)，框架内设有行走小车 (1.4)，小车滚轮嵌在轨道上；行走小车（1.4)上设有立式气缸（1. 11)，立式气缸（1. 11)顶 面通过支撑杆（1. 9)和调节螺母（1. 10)连接托盘（1. 8);水平气缸（I. 1)两端分别连接前 挡板（1. 2)和立式气缸（1. 11)侧面。
3. 根据权利要求1所述的油管外壁双金属连续热喷涂装置，其特征在于传送机构 (2) 的支架（2.1)固定于地面，支架（2.1)平台下方设有固定于地面的电机座（2.4)，电 机（2. 5)通过地脚螺栓（2. 6)固定在电机座（2. 4)上；支架（2. 1)平台上设有左、中、右三 根横梁，横梁上的轴承（2. 11)支撑两纵由斜向涂层滚轮（2. 2)、连接轴（2.3)和万向连轴 节（2.8)连接而成的传动装置，传动装置端部通过链轮（2. 10)和链条（2.9)连接传动轴 (2. 7)，传动轴（2. 7)另一端连接电机（2. 5)。
4. 根据权利要求1所述的油管外壁双金属连续热喷涂装置，其特征在于斜向涂层滚轮 (2.2)设有SiC热喷涂层。
5. 根据权利要求1所述的油管外壁双金属连续热喷涂装置，其特征在于连续热喷涂 控制装置￠)的密闭式的喷涂箱（6. 1)后壁设有排气通风管￠.3)，箱顶设有护目观察窗 (6. 2)，箱两侧壁上设有供油管10匀速通过的壁孔，箱内壁装有连接主机（6.9)的高速摄 像头￠.6)，箱内设有双丝电弧喷涂枪￠.4);箱外设有连接双丝电弧喷涂枪（6.4)的自动 送丝机构￠. 5)，箱外油管旁设有超声波测厚仪￠. 7);自动送丝机构￠. 5)、超声波测厚仪 (6. 7)和主机（6. 9)均通过导线连接可编程逻辑控制器PLC (6. 8)。
6. 根据权利要求1所述的油管外壁双金属连续热喷涂装置，其特征在于油管双金属复 合涂层的底层为马氏体或奥氏体不锈钢材料，厚度为100-150微米，表层为铝合金材料，厚 度为100-150微米。
【文档编号】C23C4/06GK104213068SQ201310219482
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年6月5日 优先权日:2013年6月5日
【发明者】奚运涛, 慕立俊, 杨全安, 李琼玮, 杨立华, 李慧, 何淼, 付彩利, 古正富 申请人:中国石油天然气股份有限公司