专利名称：管道补口红外加热器的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种适用于管道补口加热和管道焊接前预热、焊接后热处理的 管道补口红外加热器。涉及管道系统技术领域。
背景技术：
对埋地管道的外防腐，目前普遍釆用的措施是涂层防护。现场补口涂层作为 整个涂层体系的重要组成部分，从理论上说应与管道主体防腐涂层结构具有相融 性和连续性，两涂层间应形成结合紧密、平滑过渡、均匀连续的防护结构。但现 场补口施工过程中，由于受气候条件、施工设备、施工人员技术水平等因素影响， 补口工艺控制难度要比工厂预制大的多，使得现场施工的补口质量难以达到理想
状态。美国输送安全局管道事故调査结果表明，45%的管道事故是由管道外腐蚀 引起的，而大部分外腐蚀发生在管道补口处。由此可见管道补口是影响整个管道 最终防腐性能最重要的关键环节，因此应该对现场补口技术进行深入确究，提高 补口质量及可靠性。
目前囯内外管道一般釆用热收缩带(套)补口。施工时将热收缩带(套)包 覆在管道补口处，然后对其外层进行均匀加热产生径向收缩，内层胶融化，使热 收缩带(套)紧密地与管体防腐层和补口钢管表面粘接在一起达到密封防腐作用。 目前国内热收缩套加热均釆用火焰喷枪手工操作方式。这种加热方式存在的问题 主要有热收缩套加热不均匀，温差较大(特别是在管道下半部)，容易引起收缩 套烤焦或翘边现象；加热过程受气温影响较大；费工费时，工人劳动强度大，操 作难度高；火焰燃烧方式的燃烧效率及能量转化率低，且产生的废气污染环境等。 热收缩套加热达不到要求，将直接导致热收缩套的粘结力与剥离强度降低，最终 影响管道防腐质量。
目前国外已经研制出用于管道热收缩袋带(套)的加热设备。该设备利用催 化燃烧技术，将LPG与空气混合后进行催化燃烧，生成氧化产物并释放热量。该 设备极大地提高了燃料的燃烧效率，具有加热速度快，补口质量好，对防腐层无 污染，便于搬运及安装等特点。该设备既能用于沟上、沟下管道补口热收缩套加 热，也能用于冬季施工中管道焊接前的预热及焊后热处理。
国外加热设备所用加热器内部结构釆取整体式设计,在进行管道补口加热时,只能釆取沿管道移动加热的方式，以避免热收缩带(套)加热过程中出现起泡现 象。但加热设备的移动速度和移动匀速性很难手动控制，对补口质量造成了较大 的影响。
实用新型内容
本实用新型的目的是设计一种提高管道补口效率和质量的管道补口红外加热器。
本实用新型是与管道补口红外加热装置配套的红外加热器，该管道补口红外
加热装置的总体结构如图1、图2所示，主要由主体框架l、轴向行走及管径调节 机构、加热系统和燃气控制系统组成。安装有加热系统的环形主体框架l上部安 装两具轴向行走及管径调节机构，燃气控制系统安装在主体框架l的下部；燃气 控制系统与加热系统有管路相通并控制加热系统的进气。
成圆形或多边形的主体框架1由二个铰链和一开合机构5操纵张合，主体框 架1上部有吊装机构4，在吊装机构4两侧各安装一轴向行走及管径调节机构， 主体框架1里侧安装有多个LPG催化燃烧红外加热器6、加热器喷嘴16及燃气导 气管15组成的加热系统，由管路与燃气导气管15连接的燃气控制系统安装在主 体框架1的下部。
加热器6的结构如图3-图6所示，它由多个加热器6、加热器喷嘴16及燃气 导气管15组成。加热器6是矩形平板结构，在外包五面的外壳21里，所空的一 面从外到里依次安装保护网17、催化床层18、隔离层19、混合室20;如此的加 热器6均布安装在环管道7的主体框架1内；每个加热器6有3个加热器喷嘴16 接入混合室20;与燃气控制系统进气管连接的燃气导气管15在进入主体框架1 后分为平行的2根管，在围主体框架l一周后又汇成一回气管，从2根进气管的 中间接回燃气控制系统；每个加热器6的3个加热器喷嘴16分别与燃气导气管 15的进气管连接；加热器6釆取LPG催化燃烧红外加热方式，由燃气控制系统控 制其加热温度及加热'范围，气候和环境对其影响较小；这里燃气导气管15为橡胶 软管；加热器喷嘴16 (见图4)为外周是多角的管段，直接插入燃气导气管15 的旁通管口里；
燃气控制系统由加热器中路开关11、加热器旁路开关12、液化气调压表13、 加热器总开关14组成。接燃气源的加热器总开关14后分为两路， 一路接加热器 旁路开关12后接燃气导气管15的进气管;另 一路接液化气调压表13及加热器中 路开关11后接燃气导气管15的回气管。具有广阔的应用前景<
本实用新型内部结构采用分块设计，即加热器内部混合室分成三部分，分别 由三个喷嘴控制进气。这种设计方式使得加热设备在进行管道补口加热时，通过 调节三个喷嘴对应调压阀的开关，控制加热器表面三个区域的工作状态，实现热 收缩带的分区域分步加热。既能防止热收缩带(套)加热过程中出现起泡现象， 又能避免人为因素对补口质量的影响。
可见，本实用新型具有重量轻、结构紧凑、体积小、补口效率和质量高等优 点，可广泛应用于不同工况场合和不同管径的管道补口
图1管道补口红外加热装置总体结构正视图
图2管道补口红外加热装置总体结构侧视图 图3红外加热器正视图
图4红外加热器侧视图
图5红外加热器轴视图 图6加热器喷嘴结构图
其中l一主体框架 3—底座 5—开合机构 7—管道
9一行走轮调节螺杆组 ll一加热器中路开关 13—液化气调压表 15—燃气导气管 17—保护网 19一隔热层 21—外壳具体实施方式
实施例.本例是①1000mm以上管道补口红外加热实验样机，其总体结构如图 1、图2所示，主要由主体框架l、轴向行走及管径调节机构、加热系统和燃气控 制系统组成。安装有加热系统的环形主体框架1上部安装两具轴向行走及管径调 节机构，燃气控制系统安装在主体框架l的下部；燃气控制系统与加热系统有管 路相通并控制加热系统的进气。
2—开合铰链
4一吊装机构
6—加热器
8—行走轮支架 IO—行走轮 12—加热器旁路开关 H—加热器总开关 16—加热器喷嘴 18—催化床层 20—混合室成12边形的主体框架1由二个铰链和一开合机构5搡纵张合，主体框架1
上部有吊装机构4，在吊装机构4两侧各安装一轴向行走及管径调节机构，主体 框架1里侧安装由12个LPG催化燃烧红外加热器6、 36个加热器喷嘴16及燃气 导气管15组成的加热系统，由管路与燃气导气管15连接的燃气控制系统安装在 主体框架l的下部。 其中
主体框架1由三段构成12边形的整体，它分为上、下两部分，上部为一段 180°的6边，下部为各为90。的两段，上部的两端各与下部两段的一端由开合 铰链2连接，而该两段的另一端由开合机构5连接，保证下半部分两侧结构可以 打开，以便于加热设备的安装与拆除；开合机构5是接插式结构，连有弹簧的插 头与插口配合，且插头上有搬手；上下两部分各安装有6个加热器6;主体框架1 上部中心有吊装机构4;主体框架l下部有倒"n"形底座3;主体框架l釆用不 锈钢材料；
主体框架1为外接圆cDl650mm的12边形框架；
轴向行走及管径调节机构由两具轴向行走及管径调节机构的四个双曲轮组 成，两对双曲轮轮对称布置于管道上表面中心线两侧形成两个"V"形轮组，与管 道上表面中心线成45度，双曲轮组的轴向中心线与管道7相切；每具轴向行走及 管径调节机构成"龙门"形，由行走轮支架8和两端的行走轮调整螺杆组9组成 "龙门"形架，行走轮支架8的直杆下方一端成长方形，另一端固连"」"型钩； 行走轮调整螺杆组9的下端与行走轮调整架中部铰链连接，行走轮调整架上端与 行走轮支架8下方一端的长方形及另一端的"」"型钩铰链连接，下部有行走 轮10;行走轮调整螺杆组9上分别装有调整螺杆组；轴向行走及管径调节机构与 主体框架1的连接是行走轮支架8下方一端的长方形及另一端的"」"型钩与 主体框架1垂直固连；
轴向行走及管径调节机构主要尺寸行走轮支架8长度为1400mm,宽度为 40mm,高度为120mm;
加热系统由12个加热器6、 36加热器喷嘴16及燃气导气管15组成。加热器 6是矩形平板结构，在外包五面的外壳21里，所空的一面从外到里依次安装保护 网17、催化床层18、隔离层19、混合室20;加热器6均布安装在环管道7的主 体框架1内；每个加热器6有3个加热器喷嘴16接入混合室20;与燃气控制系 统进气管连接的燃气导气管15在进入主体框架1后分为平行的2根管,在围主体框架l一周后又汇成一回气管，从2根进气管的中间接回燃气控制系统；每个加
热器6的3个加热器喷嘴16分别与燃气导气管15的进气管连接；加热器6采取 LPG催化燃烧红外加热方式，由燃气控制系统控制其加热温度及加热范围，气候 和环境对其影响较小；这里燃气导气管15为橡胶软管；加热器喷嘴16(见图4) 为外周是多角的管段，直接插入燃气导气管15的旁通管口里； 加热器尺寸为370mm x 600mm x 150腿；
燃气控制系统由加热器中路开关11、加热器旁路开关12、液化气调压表13、 加热器总开关14组成。接燃气源的加热器总开关14后分为两路， 一路接加热器 旁路开关12后接燃气导气管15的进气管；另 一路接液化气调压表13及加热器中 路开关11后接燃气导气管15的回气管；
燃气控制系统的加热器中路开关11、加热器旁路开关12、加热器总开关14; 液化气调压表13型号选SFR3000。
十二个加热器6均布安装在环管道主体框架1内，可对管道7接口左右700mm 范围进行均匀快速加热，也可实现对热收缩带(套)的中间和两侧的先后均匀加 热，保证了热收缩带(套)顺畅排气和均匀收缩。
当环管道主体框架1打开时可对设备实施安装和拆卸，同时设备在管道7上 行走时可顺利跨过管道支撑墩；闭合时只需将框架开合机构5关闭即可对管道7 进行防腐施工操作。
本加热装置工作流程如下
1. 将加热装置置于管道7补口位置上，调整轴向行走及管径调节机构行走 轮10至适当位置，将加热装置下半部两侧闭合锁紧；
2. 打开加热器中路开关11及加热器旁路开关12;3. 调整液化气调压表13至合适值，用点火器点燃加热器6;
4. 当管道7补口处达到预定温度时，关闭加热器6开关，并将加热装置推 至管道7补口处以外；
5. 在管道7补口处刷防腐底漆；
6. 将热收缩带(套)按要求搭接好后，在热收缩带(套)下方装好支撑装
置；
7. 将加热装置推回，使加热装置与热收缩带(套)中心位置正对；
8. 打开加热器6中路开关同时用点火器点燃加热器；
9. 当热收缩带(套)中间的表面温度达到预定值时，打开加热器旁路开关
712，当加热器6两侧被点燃时关闭加热器中路开关11，同时撤出热收缩带(套) 支撑装置；
10. 当防腐收缩带(套)两侧表面温度达到预定值时，关闭加热器旁路开关
12;
11. 管道补口作业完成，将加热装置推至管道7下一个补口位置。 本例经多次试验，证明它重量轻、结构紧凑、体积小，使用方便，补口效率
和质量高，可广泛应用于不同工况场合和不同管径的管道补口，具有广阔的应用 前景。
权利要求1.一种管道补口红外加热器，其特征是它为矩形平板结构，在外包五面的外壳(21)里，所空的一面从外到里依次安装保护网(17)、催化床层(18)、隔离层(19)、混合室(20)；该加热器(6)均布安装在环管道(7)的主体框架(1)内；每个加热器(6)有3个加热器喷嘴(16)接入混合室(20)；每个加热器(6)的3个加热器喷嘴(16)分别与燃气导气管(15)的进气管连接；加热器喷嘴(16)为外周是多角的管段，直接插入燃气导气管(15)的旁通管口里。
专利摘要本实用新型是一种适用于管道补口加热和管道焊接前预热、焊接后热处理的管道补口红外加热器。涉及管道系统技术领域。它为矩形平板结构，在外包五面的外壳(21)里，所空的一面从外到里依次安装保护网(17)、催化床层(18)、隔离层(19)、混合室(20)；该加热器(6)均布安装在环管道(7)的主体框架(1)内；每个加热器(6)有3个加热器喷嘴(16)接入混合室(20)；每个加热器(6)的3个加热器喷嘴(16)分别与燃气导气管(15)的进气管连接；加热器喷嘴(16)为外周是多角的管段，直接插入燃气导气管(15)的旁通管口里。
文档编号F23C5/08GK201348116SQ200820124230
公开日2009年11月18日 申请日期2008年12月2日 优先权日2008年12月2日
发明者刘玲莉, 潘红丽, 王洪涛 申请人:中国石油天然气股份有限公司