专利名称：管道热收缩带补口施工红外线加热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种管道热收缩带补口施工红外线加热装置，涉及管道系统技术领域。
背景技术：
目前长输钢质油气管道补口时对热收缩带的加热主要采用人工火焰烘烤方式。其质量存在着诸多影响因素(1)人员素质操作者因工作经验少或责任心不强，工作中经常出现不严格执行施工规范的现象；( 设备条件安装外套工序使用外接煤气罐的火焰喷枪，基本上全部是手工露天操作；C3)环境条件环境温度、环境相对湿度受自然条件影响极大，人工火焰烘烤控制困难，工作空间经常不便于操作(特别是管底部分)；(4)质量检查现场质量监理人员缺少定量检测补口质量的设备。这些因素严重影响了补口的质量，大大缩短管道的有效使用期限，带来的严重后果有(1)空鼓(包括气泡)；( 紧贴不粘；(3) 边缘不粘。在役管道开挖调查表明早期采用的热收缩带补口存在较高比例的密封失效和粘结不良等问题。造成整个防腐管线防腐补口质量问题的很大因素是烘烤的不均勻，致使热熔胶熔融粘结质量难以保证。针对这些问题，中国石油天然气股份公司的“管道补口红外加热装置”(ZL2008201M231. 3)公开了一种适用于不同管道管径范围、实现管道补口固定和移动加热、提高管道补口效率和质量的管道补口红外加热装置。它克服了人工火焰烘烤方式的缺陷，使加热均勻，提高了管道补口效率和质量。但它的加热源是燃气，这倒也没什么，无非是在施工现场再另备一套燃气罐而已；主要还是结构比较复杂，除主体框架外，还需轴向行走及管径调节机构、加热系统和燃气控制系统。
实用新型内容本实用新型目的是设计一种受热均勻、粘结质量高、结构简单的管道热收缩带补口施工红外线加热装置。本实用新型的技术方案也是采用红外加热装置，但加热器则采用电加热的红外线
辐射器。本实用新型的构成见图1和图2，它与已有技术一样，包括加热器、开合式框架2、 马鞍形支撑轮3、行走轮4 ；加热器固定于开合式框架2内部，开合式框架2两里侧均勻安装两两并列的4组共8个行走轮4，顶部还安装有1组并列的2个马鞍形支撑轮3。本实用新型的特征是加热器采用电加热的红外线辐射器1，该红外线辐射器1分三段均勻固定于开合式框架2内部，开合式框架2外设有1#加热段接头6、2#加热段接头 7、3#加热段接头8。所述加热器等分为3段五圈加热段，1#加热段装有1圈红外线辐射器1，2#、3#加热段各装有2圈红外线辐射器1，加热装置的加热控制原理见图3，五圈加热段经温度显示仪表后经变送器输出加到PLC，PLC输出接五个接在加热电路中的固态继电器11-15。[0009]加热装置的电原理图见图4，对应1#加热段、姊加热段、3#加热段，加热电路也分为三段，只是对应姊加热段、3#加热段各有两路加热电路，1#加热段有一路加热电路 ’这五路加热电路都是三相交流电的四根线经开关分别接一固态继电器11-15，在固态继电器之后经插座和插头接红外线辐射器；同时单相交流电的两条线经开关SAl接PLC，PLC的输入接自温度显示仪表，后经变送器输出，输出至固态继电器的控制端。接PLC输出的五个固态继电器的输出分别接1#加热段、姊加热段、3#加热段，1# 段、姊段、3#段输出接三个温度显示仪表后，由变送器接回PLC的输入。PLC根据设定的温度值与温度显示仪表经变送器输出的实际值比较，通过固态继电器控制各路红外线辐射器的加电，使各路红外线辐射器的温度与设定值一致。本实用新型采用以PLC为中心的顺序控制，电路开关启动以后，温度传感器把测量信号送给温度显示仪表和PLC，温度仪表可以实时显示相应的温度，而PLC则通过内部运算和比较，按照预先设计的控制程序，输出相应的微小控制信号给固态继电器，驱动大电流负载，从而满足加热工艺要求。用其进行管道热收缩带补口的加热过程是先对中部1#加热段进行加热，对两侧 2#加热段进行预热；1#加热段加热完毕后，对其进行自动保温，且对两侧2#加热段自动开始加热 ’ 2#加热段加热完成后，对其进行自动保温，然后加热3#加热段，这样整个加热过程由热收缩带的中心逐渐向两侧移动，进而达到赶走补口过程中气泡的目的。整个热收缩带加热收缩完成后，开启装置同时对1#、2#及3#加热段进行回火加热。完成一道补口后，加热装置不用拆卸，可迅速将装置移动到下一道口进行补口作业。加热装置采用开合结构，顶端两侧安装一组马鞍形支撑轮，这样当装置在移动过程中需要经过管敦时，可打开线圈，装置由此组支撑轮支撑滑动。管道热收缩带补口施工红外线加热装置温度控制的原理是对加热装置进行自动温控，通过PLC控制器设置1#、2#、3#加热段的加热时间、保温时间，以及三部分同时工作的时间，使加热效果满足要求。红外辐射加热装置加热效率高，能够穿透到物质内部，使内部与表层同时均勻加热，保证热熔胶的充分融化、粘合，能够有效的改进人工火焰烘烤带来的缺陷，能够节约能源，避免人为因素对补口质量的影响，能够极大的提高热缩带补口的质量和补口施工效率， 延长管道使用期限。管端补口处的防腐质量是管道防腐质量中的薄弱环节，是事故的多发区，直接关系到管道的有效使用期限和建设方的经济利益。红外线加热补口能够很好的解决目前人工火焰烘烤补口的缺陷。采用热收缩带补口红外线加热装置能够有利于提高质量，降低返修率，且结构简单，从而提高管道施工整体效率。
图1管道热收缩带补口施工红外线加热装置正视图图2管道热收缩带补口施工红外线加热装置侧视图图3管道热收缩带补口施工红外线加热装置电原理框图图4管道热收缩带补口施工红外线加热装置电原理图其中1-红外线辐射器2-开合式框架[0022]
3"马鞍形支撑轮 5-管道
7-2#加热段接头
4-行走轮 6-1#加热段接头 8-3#加热段接头
具体实施方案实施例.本例是适用于Φ 1219mm大口径钢质管道的热收缩带补口施工红外线加热装置，如图1、图2所示。它包括红外线辐射器1、开合式框架2、马鞍形支撑轮3、行走轮 4、1#加热段接头6、2#加热段接头7、3#加热段接头8。红外线辐射器1均勻固定于开合式框架2内部，开合式框架2两里侧均勻安装两两并列的4组共8个行走轮4，顶部还安装有 1组并列的2个马鞍形支撑轮3。加热器采用电加热的红外线辐射器1，该红外线辐射器1分三段均勻固定于开合式框架2内部，开合式框架2外设有1#加热段接头6、2#加热段接头7、3#加热段接头8。所述加热器等分为3段五圈加热段，1#加热段装有1圈共30块红外线辐射器1， 2#、3#加热段各装有2圈共60块红外线辐射器1，加热装置的加热控制原理见图3，五圈加热段由温度显示后经变送器输出加到PLC，PLC输出接五个接在加热电路中的固态继电器 11-15。加热器的电原理图见图4，对应1#加热段、2#加热段、3#加热段，加热电路也分为三段，只是对应姊加热段、3#加热段各有两路加热电路，1#加热段有一路加热电路；这五路加热电路都是三相交流电的四根线经开关分别接一固态继电器11-15，在固态继电器之后经插座和插头接红外线辐射器；同时单相交流电的两条线经开关SAl接PLC，PLC的输入接自温度显示表变送器输出，输出至固态继电器的控制端。其中三相交流电至固态继电器的开关选DZ47LE 50A 4P ；固态继电器 11-15 选 TSR-60D-H ；PLC 选 S7-200 ；相交流电至PLC的开关选SAl ；温度显示表选CM型温度探头。加热装置安装在管道补口处，把相应电缆连接完毕(电缆连接采用快速插头式)， 即可开启电源按照施工工艺对热缩带进行自动加热，此处作业完成后，把各电缆拔掉，装置不需要拆卸，可迅速把装置移动到下一工位，再次连接相应电缆，然后即可继续进行作业。本例结构简单，自动化程度高，使用方便，且热收缩带受热均勻、充分可以避免空鼓、气泡、粘结力差等现象发生，可有效提高外防腐补口质量、降低补口返修率。
权利要求1.一种管道热收缩带补口施工红外线加热装置，包括加热器、开合式框架O)、马鞍形支撑轮(3)、行走轮(4)；开合式框架(2)两里侧均勻安装两两并列的4组共8个行走轮 G)，顶部还安装有1组并列的2个马鞍形支撑轮(3)；其特征是加热器采用电加热的红外线辐射器(1)，该红外线辐射器(1)分三段均勻固定于开合式框架O)内部，开合式框架 (2)外设有1#加热段接头(6)、2#加热段接头(7)、3#加热段接头(8)。
2.根据权利要求1所述的管道热收缩带补口施工红外线加热装置，其特征是所述加热器等分为3段五圈加热段，1#加热段装有1圈红外线辐射器(1)，2#、3#加热段各装有2圈红外线辐射器(1)，加热器的加热控制原理为五圈加热段经温度显示仪表后经变送器输出加到PLC，PLC输出接五个接在加热电路中的固态继电器11-15。
3.根据权利要求2所述的管道热收缩带补口施工红外线加热装置，其特征是所述加热器的加热控制电原理为对应1#加热段、姊加热段、3#加热段，加热电路也分为三段，对应姊加热段和3#加热段各有两路加热电路，1#加热段有一路加热电路；这五路加热电路都是三相交流电的四根线经开关分别接一固态继电器11-15，在固态继电器之后经插座和插头接红外线辐射器；同时单相交流电的两条线经开关SAl接PLC，PLC的输入接自温度显示仪表， 后经变送器输出，输出至固态继电器的控制端；接PLC输出的五个固态继电器的输出分别接1#加热段、姊加热段、3#加热段，1#段、 2#段、3#段输出接三个温度显示仪表后，由变送器接回PLC的输入；PLC根据设定的温度值与温度显示仪表经变送器输出的实际值比较，通过固态继电器控制各路红外线辐射器的加电，使各路红外线辐射器的温度与设定值一致。
专利摘要本实用新型是一种管道热收缩带补口施工红外线加热装置，涉及管道系统技术领域。包括加热器、开合式框架(2)、马鞍形支撑轮(3)、行走轮(4)；加热器固定于开合式框架(2)内部，开合式框架(2)两里侧均匀安装两两并列的4组共8个行走轮(4)，顶部还安装有1组并列的2个马鞍形支撑轮(3)；其特征是加热器采用电加热的红外线辐射器(1)，该红外线辐射器(1)分三段均匀固定于开合式框架(2)内部，开合式框架(2)外设有1#加热段接头(6)、2#加热段接头(7)、3#加热段接头(8)。本实用新型受热均匀、粘结质量高、结构简单。
文档编号F16L55/18GK202065610SQ201120023660
公开日2011年12月7日 申请日期2011年1月25日 优先权日2011年1月25日
发明者刘小利, 刘艳利, 周号, 孙玉高, 张国权, 王世新, 郭奇超 申请人:中国石油天然气管道局, 中国石油天然气集团公司