一种海洋钢管桩防腐系统中护甲紧固装置的制作方法

本实用新型涉及海洋钢管桩防腐技术领域，具体地说是一种海洋钢管桩防腐系统中护甲紧固装置。

[

背景技术：
]

随着国民经济的发展，港口、海洋钻油平台、滩涂风电、跨海(江河)大桥、海洋潮汐发电等项目越来越多，对海洋环境下金属构件的防腐越来越被重视，尤其是潮差区的防腐更难解决。其原因主要为：(1)海洋环境是属于D级腐蚀环境，更容易引起金属构件的腐蚀，缩短设备使用寿命；(2)按照传统工艺，金属构件的防腐均采用涂层类产品，而涂层类产品在施工时表面处理一定要进行喷砂，达到Sa2.5，而钢管桩的潮差区是无法进行喷砂，所以涂层类产品的工艺不适合潮差区防腐；(3)钢管桩的潮差区处于干湿交替的环境，牺牲阳极块和外接电流均不适合该区域，且根据国内权威机构的长期监测计算，潮差区的腐蚀速度为0.1～0.3mm/Y。

目前，在海洋钢管桩潮差区防腐工艺基本上是采用：海洋矿脂带+海洋矿脂带底漆+HDPE护甲+海洋不锈钢螺栓螺母及垫圈(316L级别)。其工艺原理为：(1)该工艺施工前表面不需要喷砂，只需要达到ST2即可，表面处理的要求很低；(2)涂刷海洋矿脂带底漆，主要是填充金属表面的蚀坑/点，同时由于该底漆与金属表面的结合力大于水与金属表面的结合力，初步隔离水与金属表面的接触；(3)缠绕海洋矿脂带(55％重叠)，进一步隔绝水与金属表面的接触；(4)安装HDPE护甲，使用液压扳手进行紧固，将海水从矿脂带表面挤出，使金属表面没有水分的存在，杜绝电化学腐蚀的发生，同时保护海洋矿脂带不被海浪、船、漂浮物、冰凌等破坏，减少海洋生物的生长。

该现有技术主要存在以下缺点：

(1)护甲周长的设计相比较于管桩周长小(一般＜100mm)，是靠液压扳手(3000PSI)进行拉伸至护甲两个端面的法兰贴近，然后再使用螺栓紧固。而在护甲工作过程中，由于管桩的热胀冷缩、震动、晃动等外界因素的影响，会造成其拉伸强度的降低，时间越长，护甲提供给矿脂带的抱紧力就会越低，很容易被潮汐海浪/冰凌等外力沿管桩轴向拉下，造成护甲脱落，失去其设计的功效，造成系统防腐功能失效。

(2)现有护甲的设计生产过程中，在护甲的两端是需要进行法兰(橡胶材料)的焊接(热熔方式)，依靠法兰进行对护甲拉力的传导，这样就增大了法兰与护甲焊接过程中受热不均的几率：过热，造成拉紧过程中护甲与法兰之间断裂，整片护甲成为废品；过冷，护甲与法兰粘结力不够，无法拉伸护甲。

(3)在护甲紧固过程中，需要使用金属螺栓进行紧固，由于螺栓螺母紧固过程中，会造成金属粉末的产生，淤积在法兰孔内，会造成电偶腐蚀，尽管采用海洋不锈钢级别的材料，还会造成抗腐蚀能力的降低，缩短防腐周期。

(4)由于采用液压扳手进行紧固，施工成本非常高，每个工作台面至少需要3套，约30000元/套，即90000元/台面。

(5)施工周期长，因为在护甲拉伸过程中，需要3套液压扳手均匀受力，从而大大增加了施工时间。

(6)护甲由于需要均匀受力，那么在加工护甲过程中，护甲的高度被局限为：1900mm(12个螺栓孔)、1260mm(8个螺栓孔)、640mm(6个螺栓孔)这3种高度，而由于各个码头的潮差区的高度不同，即使按照上述3种规格进行组合，也很难遇到相吻合的保护高度(基本都是大于潮差区的高度)，造成材料的浪费，进而增加工程成本。

(7)由于护甲有焊接法兰的存在，在针对Y、H、L型钢结构时，无法进行施工，在海洋防腐中，加大了其工艺的局限性。

(8)在后期维护过程中，一方面维护成本高，一旦护甲破损，就需要护甲、螺栓螺母(自带锁紧、一次性)、垫圈等配件整套进行更新；另一方面，施工不方便，需要一个相对稳定的平台，才可以进行护甲维护。

[

技术实现要素：
]

本实用新型的目的就是要解决上述的不足而提供一种海洋钢管桩防腐系统中护甲紧固装置，不仅能够提供更长周期的防腐蚀保护，延长了防腐周期，而且降低了施工成本以及后期维护费用，安装也更简单易行。

为实现上述目的设计一种海洋钢管桩防腐系统中护甲紧固装置，包括紧固带10以及带扣12，所述紧固带10一端插入并固定连接在带扣12的锁紧端，所述紧固带10另一端围绕待紧固的护甲后插入并固定在带扣12另一端，所述紧固带10形成闭合的环带状。

所述紧固带10的外表面16设置有齿条18，所述紧固带10的内表面14设置为光滑平面。

所述带扣12左右两端分别设有供紧固带10端部通过的通道一20、通道二22，所述通道一20与通道二22左右对称设置，所述通道一20、通道二22内侧沿着通道的方向分别设有钳口一24、钳口二26，所述钳口一24、钳口二26均倾斜朝向带扣12中心，所述钳口一24、钳口二26的顶端通过屈曲点38连接在带扣12上，所述钳口一24、钳口二26的底端压于紧固带10上，所述钳口一24、钳口二26用于将紧固带10的端部压入并分别穿过通道一20、通道二22。

所述钳口一24、钳口二26下表面均设置为齿状，所述钳口一24、钳口二26下表面的每个齿的前方导面均设有斜角36，所述斜角36与紧固带10外表面16上的齿条18相啮合。

所述通道一20内侧设有将通道一20堵塞的实心壁30，所述紧固带10一端紧靠在实心壁30上，所述通道二22内侧设有通道三32，所述通道三32与带扣12顶部开口下方的腔室34相连通，所述紧固带10另一端通过通道三32并延伸至腔室34。

所述腔室34上端装设有封闭盖50，所述封闭盖50底端设有两个支腿52，每个支腿52的端部设有闩锁54，所述闩锁54与腔室34内的凹部56相接合，所述封闭盖50边部设有用于供螺丝刀插入的插槽58。

所述封闭盖50采用弹性材料制成，所述带扣12的轮廓及四角均设置为圆弧形。

所述紧固带10末端通过紧固带安装工具42固定于带扣12上，所述紧固带安装工具42包括设于底部的带齿构件40以及设于顶部的夹持部44，所述带齿构件40与紧固带10上的齿条18相接合，所述带齿构件40沿与紧固带10通向相反的方向移动，所述带齿构件40在夹持部44的带动下拉动紧固带10进通道二22而收紧，所述紧固带10固定在通道二22的钳口二26处。

所述紧固带安装工具42还包括切割器46，所述切割器46用于切割紧固带10突出于腔室34外的部分。

所述护甲上安装有护甲边缘加强法兰，所述护甲边缘加强法兰可拆卸式连接在护甲上。

本实用新型同现有技术相比，具有如下优点：

(1)本实用新型使得HDPE护甲不受力，从而减小了因为热胀冷缩、潮汐、冰凌等对护甲的破坏，对于海洋矿脂带的保护周期更长，从而延长了防腐周期；

(2)本实用新型能够提供超长周期的防腐蚀保护，降低企业的运营成本；

(3)本实用新型能够降低材料成本，由于该护甲紧固装置中，护甲是以原材料的形式存在，没有后期加工的费用，整体工艺的材料成本更低，同时，可以按照不同的潮差区的高度进行裁剪，不受原工艺1900mm、1260mm、640mm等3种规格的限制；

(4)本实用新型降低了施工成本，由于该护甲紧固装置使现场安装更简单易行，只需采用手动紧固工具(6000元/套)，每个工作台面有1套即可；

(5)本实用新型缩短了施工周期，进而降低了整个项目的工程费用；

(6)本实用新型可针对H、Y、L型的异型结构，HDPE护甲可以进行任意裁切，从而满足各种结构形状的工况；

(7)本实用新型降低了后期维护费用，因为护甲是以原材料的形式存在，即使更换护甲，所需费用也是很低；

(8)本实用新型施工简单易行，降低了现场维护人员的劳动强度，能够体现出企业的人文关怀。

[附图说明]

图1是本实用新型中带扣的立体结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图2中X-X截面结构示意图；

图4是图3中A处的局部放大图；

图5是本实用新型安装有紧固带安装工具的结构示意图；

图6是本实用新型的立体结构示意图；

图7是本实用新型中封闭盖的结构示意图；

图中：10、紧固带 12、带扣 14、内表面 16、外表面 18、齿条 20、通道一 22、通道二 24、钳口一 26、钳口二 30、实心壁 32、通道三 34、腔室 36、斜角 38、屈曲点 40、带齿构件 42、紧固带安装工具 44、夹持部 46、切割器 50、封闭盖 52、支腿 54、闩锁 56、凹部 58、插槽。

[具体实施方式]

下面结合附图对本实用新型作以下进一步说明：

如附图所示，本实用新型包括：紧固带10以及带扣12，紧固带10一端插入并固定连接在带扣12的锁紧端，紧固带10另一端围绕待紧固的护甲后插入并固定在带扣12另一端，紧固带10形成闭合的环带状，带扣12的轮廓及四角均设置为圆弧形。其中，紧固带10的外表面16设置有齿条18，紧固带10的内表面14设置为光滑平面。带扣12左右两端分别设有供紧固带10端部通过的通道一20、通道二22，通道一20与通道二22左右对称设置，通道一20、通道二22内侧沿着通道的方向分别设有钳口一24、钳口二26，钳口一24、钳口二26均倾斜朝向带扣12中心，钳口一24、钳口二26的顶端通过屈曲点38连接在带扣12上，钳口一24、钳口二26的底端压于紧固带10上，钳口一24、钳口二26用于将紧固带10的端部压入并分别穿过通道一20、通道二22。

本实用新型中，钳口一24、钳口二26下表面均设置为齿状，钳口一24、钳口二26下表面的每个齿的前方导面均设有斜角36，斜角36与紧固带10外表面16上的齿条18相啮合。通道一20内侧设有将通道一20堵塞的实心壁30，紧固带10一端紧靠在实心壁30上，通道二22内侧设有通道三32，通道三32与带扣12顶部开口下方的腔室34相连通，紧固带10另一端通过通道三32并延伸至腔室34；腔室34上端装设有封闭盖50，封闭盖50采用弹性材料制成，封闭盖50底端设有两个支腿52，每个支腿52的端部设有闩锁54，闩锁54与腔室34内的凹部56相接合，封闭盖50边部设有用于供螺丝刀插入的插槽58。

其中，紧固带10末端可通过紧固带安装工具42固定于带扣12上，紧固带安装工具42包括设于底部的带齿构件40以及设于顶部的夹持部44，带齿构件40与紧固带10上的齿条18相接合，带齿构件40沿与紧固带10通向相反的方向移动，带齿构件40在夹持部44的带动下拉动紧固带10进通道二22而收紧，紧固带10固定在通道二22的钳口二26处；该紧固带安装工具42还包括切割器46，切割器46用于切割紧固带10突出于腔室34外的部分。

在钢管桩潮差区防腐工艺中使用海洋矿脂带+海洋矿脂带底漆+HDPE护甲的工艺被全球认可的情况下，需要改变护甲受力工艺。本实用新型采用紧固带+带扣+护甲边缘加强法兰，该护甲边缘加强法兰可拆卸式连接在护甲上，即采用可现场组合式边缘加强法兰，无需焊接，由紧固带提供对HDPE护甲的抱紧力。

本实用新型的工作原理为：在海洋矿脂带缠绕后，进行HDPE护甲安装，护甲安装前先安装好护甲边缘加强法兰；再将紧固带的一端插入带扣的锁紧端固定好；将HDPE护甲固定好后，使用配套手动工具(紧固带安装工具)，对紧固带及带扣进行紧固；该装置的紧固过程中，采用了单向紧固方式，从而能够避免逆向松动。其紧固带的安装间距可以为250mm，护甲两端以50mm开始计算。

如附图6，紧固带10被形成闭合的环带，用于环绕被夹住或固定的制品。紧固带10包括有相对的上下面结构：面向内的内表面14以及面向外的外表面16。面向外的外表面16上面包括一系列齿条18，而面向内的内表面14是光滑的，所以不会咬入被夹紧的物件。紧固带的两个端部由带扣固定成封闭的环带。带扣12具有一对相对的通道一20、通道二22，以让紧固带的端部通过。两端的通道一20、通道二22分别设置有一道钳口一24、钳口二26，钳口一24、钳口二26上设有特别的齿状，以让紧固带被压入穿过通道，即朝向带扣12中心，但同时能够防止紧固带在相反方向被抽出，该点在附图1至附图4将有更加详细的描述。带扣顶部中央空位还包括有一个可移动的封闭盖，同样，这将在下面有进一步的详细说明。

如附图1至附图4，提供给紧固带端部穿过的通道一20、通道二22均被展示出。通道一的端部是由实心壁30堵塞，而另一端通道二22包含的通道三32可通向另一腔室34。因此，紧固带的端部在通道一20可紧靠在实心壁30，而紧固带的另一端部在通道二22可通过，并延伸到腔室34。沿着通道一20、通道二22的方向，设计有钳口一24、钳口二26，可参看附图4，在钳口一24、钳口二26下面都具有齿状设计，每个独立齿的前方导面都是斜角36，当紧固带10被压入通道一20、通道二22时，钳口一24、钳口二26在屈曲点38会被移动向上，使钳口前导面的斜角36与紧固带的齿条在钳口形成啮合状。然而，当钳口背面的斜角36啮合在紧固带的外表面上，从而能防止紧固带被拉出通道一20及通道二22。屈曲点38三弹性可保持钳口一24、钳口二26总是在接合紧固带10。当紧固带被完全插入通道一20、通道二22中，钳口一24、钳口二26上的斜角36啮合在紧固10的齿条上。如果有需要的话，紧固带的端部可以被释放，从通路一20、通道二22提起相应钳口向上，以松出扣紧的齿，从而让紧固带滑出通道一20、通道二22。

为了收紧紧固带的坚固对象，紧固带一端滑动穿过通路一20，直到它到达实心壁30，由此啮合钳口一24与紧固带上面的齿条。然后，紧固带围绕被紧固物件，紧固带另一端被送入通道二22，紧固带的引导部分穿过通道三32进入腔室34，其中，紧固带的端部可以用一特殊工具(紧固带安装工具42)收紧。如附图5，是一具手动的工具，包括带齿构件40，与紧固带端部的齿接合，另外该工具也可以有电动的版本可供选择。该带齿构件40可在箭头所指的B方向移动，通过移动手握的地方箭头C方向来移动夹持部44，这将导致紧固带被拉进通道二22而收紧，紧固带固定在通道二22的钳口二26，其齿相啮合在带顶部的牙齿。当预期的拉力已经达到，该紧固带安装工具42还包括一个切割器46，从而可切割紧固带在腔室34外突出的部分。此处，紧固带的切断端的位置，可使得紧固带在腔室34内，防止其突出，同时防止其被钩住。

此外，腔室34可以用封闭盖50盖合，该封闭盖50有两个支腿52，每个支腿52的端部具有一个闩锁54。封闭盖50被放置在腔室34的顶部，其支腿延伸到腔室内，并接合在腔室内的凹部56，从而锁定封闭盖50以及关闭腔室34，并进一步隔离紧固带的切断端。该封闭盖50可以通过螺丝刀插入插槽58中拆除(见附图6)。封闭盖50优选为弹性的，从而当头部弯曲时，可防止封闭盖的边缘突出于头部的周围表面。

本实用新型中，紧固件具有一个低轮廓和头部的四角也是圆的(即设为圆弧形)，从而使其不具有尖锐的边缘，降低了被钩住的可能性。该头部的最大高度最好小于通道二高度的70％，更优选是小于通道二高度的60％，例如可少于通道二高度的50％。紧固带和带扣可以由任何不同的材料制成，例如：尼龙66或尼龙11，其更适合于海上应用。

本实用新型并不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。