专利名称：天然气管道内壁涂层形貌的滚压成型方法及其滚压成型装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种微形貌的成型工艺，更特别地说，是指一种适用于天然气管道内 壁涂层形貌滚压成型的工业化生产方法，以及加工微形貌的滚压成型装置。采用本发明处 理后的天然气管道能够提高天然气的输气量。
背景技术：
在流体流动的过程中，顺流向的微沟槽表面能够有效地抑制湍流的发生，起到减 阻的作用，从而实现节能减排的功效。目前，我国天然气产量将达到750亿立方米，进口量 将超过250亿立方米，需要再建设的天然气管道将超过10000千米。在天然气的输送过程 中，压气站的动力几乎全部用于克服管道内表面的摩擦阻力，尤其是对于长输管道，由于其 朝着大管径、高压力和大输量方向发展，消耗的能源相当可观，每年用于压气站的经营费用 更是巨大，因此天然气管道内壁减阻技术是目前亟待解决的问题之一。参考文献一 2001年10月第34卷第10期在《材料保护》中发表了 “西气东输干 线管道减阻内涂技术”，在该文章中介绍了在天然气管道内壁涂覆有双组分液体环氧树脂。参考文献二 2009年2月在《石油工程建设》中发表了 “AW-01减阻耐磨涂料在大 港_沧州输气管道应用效果的检测评价”，在该文章中说明了涂覆有AW-Ol减阻耐磨涂料的 天然气管道，在实际输送压力下，摩阻系数减少26% 31%，输气量增加16% 20%。参考文献三2001年12月42卷第4期《中国造船》中公开了“沟槽面湍流边界层 减阻特性研究”，在引言中讲到许多研究机构都发现了适当的沟槽设计可以减小表面摩擦 阻力。如空中客车公司将A320试验机面积的70%贴上沟槽薄膜，达到了节油1 2%的效
发明内容
本发明的目的之一是提供一种滚压成型装置，该装置包括有压印组件(1)、推进组 件(2)、滑动组件(3)和夹紧组件构成，夹紧组件用于对天然气管道(5)进行夹紧，以方便 压印组件(1)制作出仿生减阻沟槽，压印组件(1)安装在推进组件(2)的支撑杆(2b)的端 部，推进组件(2)安装在滑动组件(3)的推进箱(32)中，滑动组件(3)中的两个导轨(3A、 3B)与天然气管道(5)保持在同一条轴线上；在滚压成型过程中，首先通过滑动组件(3)带 动推进组件(2)和压印组件(1)向天然气管道(5)靠近，然后通过喷涂设备(6)向天然气 管道(5)的管内喷出涂料，最后通过压印组件(1)中的多个滚轮在滚压过程中制作出仿生 减阻沟槽。本发明的目的之二是提出一种适用于天然气管道内壁涂层形貌滚压成型的工业 化生产方法，该方法在喷涂设备(6)喷出涂料后，由滑动组件(3)带动推进组件(2)和压印 组件(1)在天然气管道(5)的管内实现直线运动，从而一次成型制作出仿生减阻沟槽。经 本发明方法处理后，形成的带有仿生减阻沟槽的天然气管道实现了减小输送阻力，提高输气量的功能。应用本发明的滚压成型装置和滚压成型方法的优点在于①压印组件采用弹簧组、浮动板和限位挡板配合的弹性设计，有利于涂层表面仿生减阻沟槽的成形。将压印滚轮设计成具有仿生物表皮形貌的沟槽结构，当将该沟槽转移 到涂层表面时，则形成仿生减阻沟槽。这种压印滚轮与涂层表面的滚压成型，保证了流体工 程表面的连续性。②滑动组件带动推进组件和压印组件在天然气管道内运动的同时与喷涂设备喷 出的涂料接触形成仿生减阻沟槽，实现了形貌减阻技术应用于实际生产中的天然气管道， 并且能够实现工业化生产。③通过滑动组件带动压印组件在管道内进行仿生减阻沟槽的成形，提高了仿生减 阻沟槽成形的直线度和挠度变形。④采用在天然气管道内壁直接涂层-滚压的连续方法，能够实现大面积的无接缝 仿生减阻沟槽的制作，节约了涂层材料，且制作出的管道更符合我国天然气管道内壁涂层 的技术要求，而且对涂层的使用寿命、附着力等没有影响。
图1是本发明天然气管道内壁涂层形貌滚压成型方法的流程图。图IA是对天然气管道内壁进行仿生减阻沟槽加工的操作示意图。图2是本发明天然气管道内壁滚压成型装置的结构图。图3是本发明压印组件的结构图。图3A是本发明压印组件中三角形件的结构图。图3B是本发明第一弹性滚轮的分解图。图4是本发明滑动组件的分解示图。图4A是本发明滑动组件中驱动部分的结构图。图5是本发明推进组件的结构图。图中1.压印组件ΙΑ. A弹性滚压件 IB. B弹性滚压件 1C. C弹性滚压件1D.三角形连接件 11D. A四边形板面 12D. B四边形板面 13D. A通孔 101.压印滚轮101a. B通孔 IOlb.沟槽102.浮动板 102a. C通孔 103.上组固定销104.下组固定销 105.底座 105a. D通孔 106.弹簧组 107. A限位挡板108. B限位挡板 111. A轴承座 112. B轴承座 113. A轴承 114. B轴承115.阶梯轴 116. E通孔 117. F通孔 2.推进组件 2a. A电机2b.支撑杆 2c. A联轴器 2d. A传动轴 2e. A齿轮 2f. B齿轮2g. B传动轴 2h. C齿轮 2j.D齿轮 21. A深沟球轴承 22. B深沟球轴承3.滑动组件 3a. B电机 3b. B联轴器 3c. E齿轮 3d. F齿轮3e. C传动轴 3f. B斜齿轮 3g.A斜齿轮 3h.D传动轴 3A.A导轨3B.B导轨 31.车体 31a.A滑轮 31b.B滑轮 31c. C滑轮31d. D滑轮 31e.前滑动轴 31f.后滑动轴 31g.前轴承孔 31h.后轴承孔31k.底板 31m. A支臂 31n. G通孔 31p. B支臂 31q. H通孔32.推进箱 32a. I通孔4.夹紧组件4A. A卡箍4B. B卡箍4C. C卡箍4D. D卡箍 4E.E卡箍 4F.F卡箍 41. A支架42. B支架 43. C支架
5.天然气管道6.喷涂设备7.固化室
具体实施例方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明。参见图1、图IA所示，本发明提出了一种在天然气管道内壁进行滚压成型制作出 仿生减阻沟槽的加工方法，该加工方法为涂层形貌滚压成型技术。涂层形貌滚压成型包括 的设备有能够提供温度条件的固化室7、能够进行涂层材料喷制的喷涂设备6和能够制作 出仿生减阻沟槽的滚压成型装置；被加工对象就是天然气管道。喷涂设备6放置在管道的 左端，滚压成型装置放置在管道的右端，管道是置于固化室7内。喷涂设备6在管道内的运 行方向是从右至左运动。滚压成型装置中的压印组件1在管道内的运行方向是从右至左运 动。仿生减阻沟槽的成形方法包括有下列加工步骤第一步清洁天然气管道采用喷砂工艺对天然气管道内壁进行打砂除锈处理，得到第一管道；所述的第一 管道的内壁表面粗糙度(Rz)为30 μ m 20 μ m ；喷砂工艺条件为(1-1)砂料粒径为0. 5mm 1. 5mm，砂料喷出速度为50m/s 70m/s，砂料喷嘴到天 然气管道内壁的距离为IOOmm 300mm ；(1-2)空压机气压为 6. OX IO6Pa 6. 5 X IO6Pa ；(1-3)离心叶轮旋转速度为250r/min 350r/min，离心叶轮在天然气管道内的直 线进给速度为5m/min 8m/min ；在本发明中，对选取的天然气管道进行打砂除锈处理，其目的之一是为了让天然 气管道内壁的氧化层除去；目的之二是制作出一定的粗糙表面，为喷涂材料与管内壁提供 良好的附着力。喷涂材料可以是双组分液体环氧树脂。对于本发明来讲，所喷材料不作限定，只要 有利于减小管内输送阻力既可。第二步喷涂层材料(A)将第一管道置于温度为50°C 70°C的固化室中；(B)采用喷涂设备6将涂层材料(双组分液体环氧树脂)喷制在第一管道的管内 壁上，形成厚度为0. 2 μ m 5 μ m的涂层；(C)涂层制完后，并在温度为50°C 70°C的条件下静置处理30min 40min后，得
到第二管道；涂料喷涂工艺条件为(2-1)喷涂设备6中的喷嘴的旋转速度为20r/min 50r/min，喷嘴在天然气管道 内的直线进给速度为4m/min lOm/min ；(2-2)空压机气压为 8 X IO5Pa 9 X IO5Pa ；(2-3)涂层材料的喷出速度为2m/s 5m/s ；
第三步滚压制仿生减阻沟槽压印组件1在推进组件2和滑动组件3的协作下置于第二管道内，并以滑动组件 3的进给速度为4m/min lOm/min的条件下进行滚压制得带有仿生减阻沟槽的天然气管 道；所述压印组件1中的多个滚轮在滚压时的压力为IX IO5Pa 3X 105Pa。在本发明中，压印组件1上的滚轮产生的压力是由弹簧组、浮动板和限位挡板配 合产生的。参见图2所示，滚压成型装置包括有压印组件1、推进组件2、滑动组件3和夹紧组 件。一、压印组件1
参见图3、图3A、图3B所示，压印组件1包括有A弹性滚压轮1A、B弹性滚压轮1B、 C弹性滚压轮IC和三角形连接件1D，且A弹性滚压轮1A、B弹性滚压轮IB和C弹性滚压轮 IC的结构相同；三角形连接件ID的轴向方向上设有A通孔13D，该A通孔13D用于支撑杆2b穿 过；三角形连接件ID的A四边形板面IlD上安装有A弹性滚压轮IA的底座105 ；三角形连 接件ID的B四边形板面12D上安装有B弹性滚压轮IB的底座；三角形连接件ID的C四边 形板面(图中未示出)上安装有C弹性滚压轮IC的底座。A弹性滚压轮IA包括有压印滚轮101、滚轮支撑、浮动板102、底座105、A限位挡 板107、B限位挡板108、弹簧组106、上组固定销103和下组固定销104 ；上组固定销103和 下组固定销104的结构相同；A限位挡板107和B限位挡板108的结构相同；弹簧组106由 9根结构相同的弹簧组成；上组固定销103由9根结构相同的圆柱钉组成；下组固定销104 由9根结构相同的圆柱钉组成；弹簧组106的两端分别套接在上组固定销103、下组固定销 104上。上组固定销103位于浮动板102的下方。下组固定销104位于底座105的底板上 方。压印滚轮101为梭形结构，压印滚轮101的外部设有三角形微沟槽，压印滚轮101 的轴向中心设有B通孔101a，该B通孔IOla用于滚轮支撑中的阶梯轴115通过。在本发明 中，参见图3B所示的沟槽放大，三角形微沟槽的成形角α =30° 70°。滚轮支撑包括有两个轴承座(Α轴承座111和B轴承座112)、两个轴承(Α轴承113 和B轴承114)和一个阶梯轴115，A轴承113安装在A轴承座111的E通孔116内，B轴承 114安装在B轴承座112的F通孔117内；阶梯轴115的一端顺次穿过B轴承114、压印滚 轮101的B通孔IOla后安装在A轴承113上。A轴承座111安装在浮动板102的一端，B 轴承座112安装在浮动板102的另一端。浮动板102为工字形结构，浮动板102上设有用于安装上组固定销103的C通孔 102a，且上组固定销103位于浮动板102的下方。底座105为U形结构，底座105的底板面上设有用于安装下组固定销104的D通 孔105a，且下组固定销104位于底座105的底板上方，底座105的空腔内用于放置弹簧组 106。A限位挡板107和B限位挡板108用于将浮动板102与底座105进行活动安装(即 浮动板102浮在底座105的上方，此时压印滚轮101不工作；当压印滚轮101进行形貌成型时，与天然气管道5内壁接触，此时的弹簧组106被压缩，浮动板102与底座105接触)，且A限位挡板107和B限位挡板108通过两端设有的安装孔连接在底座105的上方。弹簧组106、上组固定销103和下组固定销104构成压印滚轮101进行天然气管 道5内壁形貌成形的压印力结构件。由于每一根弹簧的两端分别套接在圆柱钉上，而上组 固定销103中的圆柱钉安装在浮动板102的C通孔102a内，下组固定销104中的圆柱钉安 装在底座105的底板面上的D通孔105a内。当压印滚轮101与天然气管道5内壁接触进 行形貌成型时，弹簧组106中的弹簧被压缩，浮动板102被压下与底座105的上方接触。二、推进组件2参见图5所示，推进组件2包括有A电机2a、支撑杆2b、A联轴承器2c、A传动轴 2d、A齿轮2e、B齿轮2f、B传动轴2g、C齿轮2h、D齿轮2 j ；A电机2a的输出轴上连接有A联轴承器2c的一端，A联轴承器2c的另一端一连 接有A传动轴2d，A传动轴2d的另一端上连接有A齿轮2e，A齿轮2e与B齿轮2f啮合，B 齿轮2f和C齿轮2h连接在B传动轴2g上，B传动轴2g的一端端部安装在A深沟球轴承 21上，B传动轴2g的另一端端部安装在B深沟球轴承22上，A深沟球轴承21和B深沟球 轴承22安装在推进箱32的箱体上，C齿轮2h与D齿轮2j啮合，D齿轮2j安装在支撑杆 2b上，支撑杆2b —端顺次穿过通过31q、推进箱32上的I通孔32a、G通孔31η后端部再安 装在压印组件1中的三角形连接件上。由台车支撑起，且随着台车在A导轨3Α和B导轨3Β 上的运动而向左或向右运动。三、滑动组件3参见图4、图4Α所示，滑动组件包括有滑动驱动组件和台车；滑动驱动组件包括有B电机3a、B联轴承器3b、E齿轮3c、F齿轮3d、C传动轴3e、 D传动轴3h、A斜齿轮3g和B斜齿轮3f ；B电机3a的输出轴上连接有B联轴承器3b的一端，B联轴承器3b的另一端上连 接有D传动轴3h，D传动轴3h的另一端上连接有E齿轮3c，E齿轮3c与F齿轮3d啮合，F 齿轮3d连接在C传动轴3e的一端，C传动轴3e的另一端上连接有B斜齿轮3f，B斜齿轮 3f与A斜齿轮3g啮合，A斜齿轮3g安装在台车的前轮系的前滑动轴31e上。台车包括有车体31、推进箱32、前轮系和后轮系；车体31由两个支臂(A支臂31m、B支臂31p)和底板31k构成，A支臂31m上设有 G通孔31n，B支臂31ρ上设有H通孔31q ；推进箱32安装在车体31的底板31k上，推进箱32内用于安装有除A电机2a以 外的推进组件2 ；车体31与推进箱32用于支撑起推进组件2中的支撑杆2b。前轮系由两个滑轮(A滑轮31a、B滑轮31b)和一个传动轴(即前滑动轴31e)构 成，A滑轮31a和B滑轮31b安装在前滑动轴31e的两端，前滑动轴31e上套接有A斜齿轮 3g，前滑动轴31e安装在车体31的底板31k的前轴承孔31g后；后轮系由两个滑轮(C滑轮31c、D滑轮31d)和一个传动轴(即后滑动轴31f)构 成，C滑轮31c和D滑轮31d安装在后滑动轴31f的两端，后滑动轴31f安装在车体31的 底板31k的后轴承孔3 Ih后；四、夹紧组件参见图2所示，夹紧组件用于对天然气管道5进行固定，以方便压印组件1进行微观形貌(仿生减阻沟槽)的成型。夹紧组件包括有6个卡箍(A卡箍4A、B卡箍4B、C卡箍 4C、D卡箍4D、E卡箍4E和F卡箍4F)和3支架(A支架41、B支架42和C支架43)，天然 气管道5被固紧在6个卡箍与3支架之间。A卡箍4A和B卡箍4B的一端安装在A支架41的一端上，当天然气管道5置于A 支架41上后，A卡箍4A和B卡箍4B的另一端通过螺钉与螺母的配合安装在A支架41的
另一端。C卡箍4C和D卡箍4D的一端安装在B支架42的一端上，当天然气管道5置于B 支架42上后，C卡箍4C和D卡箍4D的另一端通过螺钉与螺母的配合安装在B支架42的
另一端。E卡箍4E和F卡箍4F的一端安装在C支架43的一端上，当天然气管道5置于C 支架43上后，E卡箍4E和F卡箍4F的另一端通过螺钉与螺母的配合安装在C支架43的
另一端。实施例涂层材料选取AW-01减阻耐磨涂料；第一步清洁天然气管道内壁采用喷砂工艺对天然气管道内壁进行打砂除锈处理得到表面粗糙度(Rz)为 35μπι 55μπι的第一管道；喷砂工艺条件为(1-1)80%砂料粒径为1mm，砂料喷出速度为55m/s，砂料喷嘴到天然气管道内壁 的距离为220mm ；(1-2)空压机气压为 6. 2 X IO6Pa ；(1-3)离心叶轮旋转速度为310r/min，离心叶轮在天然气管道内的直线进给速度 为 6m/min ；第二步喷涂层材料(A)将第一管道置于温度为65°C的固化室中；(B)采用喷涂设备6将涂层材料喷制在第一管道的管内壁上，形成厚度为2μπι的 涂层；(C)涂层制完后，并在温度为65°C的条件下静置处理35min后，得到第二管道；涂料喷涂工艺条件为(2-1)喷涂设备6中的喷嘴的旋转速度为35r/min，喷嘴在天然气管道内的直线进 给速度为7. 5m/min ；(2-2)空压机气压为 8 X IO5Pa ；(2-3)涂层材料的喷出速度为3m/s ；第三步滚压制仿生减阻沟槽压印组件1在推进组件2和滑动组件3的协作下置于第二管道内，并以滑动组件 3的进给速度为6m/min的条件下进行滚压制得带有仿生减阻沟槽的天然气管道；所述压印组件1中的多个滚轮在滚压时的压力为2. 5X IO5Pa0采用参考文献二中的测试手段进行性能测量经本发明实施例方法制得的带有仿生减阻沟槽的天然气管道进行天然气输送阻力时，表面摩擦阻力减小38.2%，输气量增加28%。与参考文献二相比输气量提高了8%左
右ο
权利要求
一种天然气管道内壁涂层形貌的滚压成型装置，其特征在于包括有压印组件(1)、推进组件(2)、滑动组件(3)和夹紧组件；压印组件(1)包括有A弹性滚压轮(1A)、B弹性滚压轮(1B)、C弹性滚压轮(1C)和三角形连接件(1D)，且A弹性滚压轮(1A)、B弹性滚压轮(1B)和C弹性滚压轮(1C)的结构相同；三角形连接件(1D)的轴向方向上设有A通孔(13D)，该A通孔(13D)用于支撑杆(2b)穿过；三角形连接件(1D)的A四边形板面(11D)上安装有A弹性滚压轮(1A)的底座(105)；三角形连接件(1D)的B四边形板面(12D)上安装有B弹性滚压轮(1B)的底座；三角形连接件(1D)的C四边形板面上安装有C弹性滚压轮(1C)的底座；A弹性滚压轮(1A)包括有压印滚轮(101)、滚轮支撑、浮动板(102)、底座(105)、A限位挡板(107)、B限位挡板(108)、弹簧组(106)、上组固定销(103)和下组固定销(104)；上组固定销(103)和下组固定销(104)的结构相同；A限位挡板(107)和B限位挡板(108)的结构相同；弹簧组(106)由9根结构相同的弹簧组成；上组固定销(103)由9根结构相同的圆柱钉组成；下组固定销(104)由9根结构相同的圆柱钉组成；弹簧组(106)的两端分别套接在上组固定销(103)、下组固定销(104)上；上组固定销(103)位于浮动板(102)的下方；下组固定销(104)位于底座(105)的底板上方；压印滚轮(101)为梭形结构，压印滚轮(101)的外部设有三角形微沟槽，压印滚轮(101)的轴向中心设有B通孔(101a)，该B通孔(101a)用于滚轮支撑中的阶梯轴(115)通过；滚轮支撑包括有两个轴承座(111、112)、两个轴承(113、114)和一个阶梯轴(115)，A轴承(113)安装在A轴承座(111)的E通孔(116)内，B轴承(114)安装在B轴承座(112)的F通孔(117)内；阶梯轴(115)的一端顺次穿过B轴承(114)、压印滚轮(101)的B通孔(101a)后安装在A轴承(113)上；A轴承座(111)安装在浮动板(102)的一端，B轴承座(112)安装在浮动板(102)的另一端；浮动板(102)为工字形结构，浮动板(102)上设有用于安装上组固定销(103)的C通孔(102a)，且上组固定销(103)位于浮动板(102)的下方；底座(105)为U形结构，底座(105)的底板面上设有用于安装下组固定销(104)的D通孔(105a)，且下组固定销(104)位于底座(105)的底板上方，底座(105)的空腔内用于放置弹簧组(106)；A限位挡板(107)和B限位挡板(108)用于将浮动板(102)与底座(105)进行活动安装，且A限位挡板(107)和B限位挡板(108)通过两端设有的安装孔连接在底座(105)的上方；推进组件(2)包括有A电机(2a)、支撑杆(2b)、A联轴承器(2c)、A传动轴(2d)、A齿轮(2e)、B齿轮(2f)、B传动轴(2g)、C齿轮(2h)、D齿轮(2j)；A电机(2a)的输出轴上连接有A联轴承器(2c)的一端，A联轴承器(2c)的另一端一连接有A传动轴(2d)，A传动轴(2d)的另一端上连接有A齿轮(2e)，A齿轮(2e)与B齿轮(2f)啮合，B齿轮(2f)和C齿轮(2h)连接在B传动轴(2g)上，B传动轴(2g)的一端端部安装在A深沟球轴承(21)上，B传动轴(2g)的另一端端部安装在B深沟球轴承(22)上，A深沟球轴承(21)和B深沟球轴承(22)安装在推进箱(32)的箱体上，C齿轮(2h)与D齿轮(2j)啮合，D齿轮(2j)安装在支撑杆(2b)上，支撑杆(2b)一端顺次穿过通过(31g)、推进箱(32)上的I通孔(32a)、G通孔(31n)后端部再安装在压印组件(1)中的三角形连接件上；由台车支撑起，且随着台车在A导轨(3A)和B导轨(3B)上的运动而运动；滑动组件(3)包括有滑动驱动组件和台车；滑动驱动组件包括有B电机(3a)、B联轴承器(3b)、E齿轮(3c)、F齿轮(3d)、C传动轴(3e)、D传动轴(3h)、A斜齿轮(3g)和B斜齿轮(3f)；B电机(3a)的输出轴上连接有B联轴承器(3b)的一端，B联轴承器(3b)的另一端上连接有D传动轴(3h)，D传动轴(3h)的另一端上连接有E齿轮(3c)，E齿轮(3c)与F齿轮(3d)啮合，F齿轮(3d)连接在C传动轴(3e)的一端，C传动轴(3e)的另一端上连接有B斜齿轮(3f)，B斜齿轮(3f)与A斜齿轮(3g)啮合，A斜齿轮(3g)安装在台车的前轮系的前滑动轴(31e)上；台车包括有车体(31)、推进箱(32)、前轮系和后轮系；车体(31)由A支臂(31m)、B支臂(31p)和底板(31k)构成，A支臂(31m)上设有G通孔(31n)，B支臂(31p)上设有H通孔(31q)；推进箱(32)安装在车体(31)的底板(31k)上，推进箱(32)内用于安装有除A电机(2a)以外的推进组件(2)；车体(31)与推进箱(32)用于支撑起推进组件(2)中的支撑杆(2b)；前轮系由两个滑轮(31a、31b)和一个前滑动轴(31e)构成，A滑轮(31a)和B滑轮(31b)安装在前滑动轴(31e)的两端，前滑动轴(31e)上套接有A斜齿轮(3g)，前滑动轴(31e)安装在车体(31)的底板(31k)的前轴承孔(31g)后；后轮系由两个滑轮(31c、31d)和一个后滑动轴(31f)构成，C滑轮(31c)和D滑轮(31d)安装在后滑动轴(31f)的两端，后滑动轴(31f)安装在车体(31)的底板(31k)的后轴承孔(31h)后；夹紧组件用于对天然气管道(5)进行固定；夹紧组件包括有6个卡箍(4A～4F)和3支架(41～43)，天然气管道(5)被固紧在6个卡箍与3支架之间；A卡箍(4A)和B卡箍(4B)的一端安装在A支架(41)的一端上，当天然气管道(5)置于A支架(41)上后，A卡箍(4A)和B卡箍(4B)的另一端通过螺钉与螺母的配合安装在A支架(41)的另一端；C卡箍(4C)和D卡箍(4D)的一端安装在B支架(42)的一端上，当天然气管道(5)置于B支架(42)上后，C卡箍(4C)和D卡箍(4D)的另一端通过螺钉与螺母的配合安装在B支架(42)的另一端；E卡箍(4E)和F卡箍(4F)的一端安装在C支架(43)的一端上，当天然气管道(5)置于C支架(43)上后，E卡箍(4E)和F卡箍(4F)的另一端通过螺钉与螺母的配合安装在C支架(43)的另一端。
2.根据权利要求1所述的天然气管道内壁涂层形貌的滚压成型装置，其特征在于压 印滚轮(101)的表面三角形微沟槽的成形角α =30° 70°。
3.根据权利要求1所述的天然气管道内壁涂层形貌的滚压成型装置，其特征在于弹 簧组(106)、上组固定销(103)和下组固定销(104)构成压印滚轮(101)进行天然气管道 (5)内壁形貌成形的压印力结构件；当压印滚轮(101)与天然气管道(5)内壁接触进行形貌成型时，弹簧组(106)中的弹簧被压缩，浮动板(102)被压下与底座(105)的上方接触。
4.应用权利要求1所述的滚压成型装置进行天然气管道内壁涂层形貌的滚压成型方 法，包括有能够提供温度条件的固化室(7)、能够进行涂层材料喷制的喷涂设备(6)和能够 制作出仿生减阻沟槽的滚压成型装置；被加工对象就是天然气管道；喷涂设备(6)放置在 管道的左端，滚压成型装置放置在管道的右端，管道是置于固化室(7)内；喷涂设备(6)在 管道内的运行方向是从右至左运动；滚压成型装置中的压印组件(1)在管道内的运行方向 是从右至左运动；其特征在于包括有下列加工步骤 第一步清洁天然气管道采用喷砂工艺对天然气管道内壁进行打砂除锈处理，得到第一管道；所述的第一管道 的内壁表面粗糙度(Rz)为30 μ m 20 μ m ； 喷砂工艺条件为(1-1)砂料粒径为0. 5mm 1. 5mm,砂料喷出速度为50m/s 70m/s，砂料喷嘴到天然气 管道内壁的距离为100_ 300_ ；(1-2)空压机气压为 6. OXlO6Pa 6. 5 X IO6Pa ；(1-3)离心叶轮旋转速度为250r/min 350r/min，离心叶轮在天然气管道内的直线进 给速度为5m/min 8m/min ； 第二步喷涂层材料(A)将第一管道置于温度为50°C 70°C的固化室中；(B)采用喷涂设备6将涂层材料(双组分液体环氧树脂)喷制在第一管道的管内壁上， 形成厚度为0. 2 μ m 5 μ m的涂层；(C)涂层制完后，并在温度为50°C 70°C的条件下静置处理30min 40min后，得到第 二管道；涂料喷涂工艺条件为(2-1)喷涂设备6中的喷嘴的旋转速度为20r/min 50r/min，喷嘴在天然气管道内的 直线进给速度为4m/min lOm/min ；(2-2)空压机气压为8 X IO5Pa 9 X IO5Pa ； (2-3)涂层材料的喷出速度为2m/s 5m/s ；第三步滚压制仿生减阻沟槽压印组件1在推进组件2和滑动组件3的协作下置于第二管道内，并以滑动组件3的 进给速度为4m/min lOm/min的条件下进行滚压制得带有仿生减阻沟槽的天然气管道； 所述压印组件1中的多个滚轮在滚压时的压力为IX IO5Pa 3X 105Pa。
全文摘要
本发明公开了一种天然气管道内壁涂层形貌的滚压成型方法及其滚压成型装置，属于天然气管道减阻内涂技术领域。本发明采用滚压成型装置对天然气管道内壁进行滚压成型制作出仿生减阻沟槽。经本发明滚压成型方法制得的带有仿生减阻沟槽的天然气管道能够提高天然气的输气量。本发明滚压成型装置包括有压印组件、推进组件、滑动组件和夹紧组件，推进组件和滑动组件用于将压印组件送入天然气管道内，压印组件安装在推进组件的支撑杆的端部。本发明将仿生减阻沟槽制作在内涂层表面，起到减阻增输的作用，其在天然气工业中有着广泛的应用前景。
文档编号F16L9/147GK101818836SQ20101010731
公开日2010年9月1日 申请日期2010年2月9日 优先权日2010年2月9日
发明者姜兴刚, 张德远, 陈华伟, 雒悦豪 申请人:北京航空航天大学