专利名称：用于将uv固化性树脂涂布至钢管的螺纹端的涂覆设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种涂覆设备，其用于通过喷涂将UV (紫外线)固化性树脂涂层成分涂布到钢管的具有螺纹并且形成了具有公扣-母扣结构(Pin-box structure)的管用螺纹接头的公扣(pin)或母扣(box)的端部的外表面或内表面,其中公扣-母扣结构用于连接作为典型的石油工业用管材(oil country tubular goods)的钢管。本发明还涉及包括该涂覆设备并且用于在钢管的具有螺纹的端部的内表面或外表面上形成UV固化性树脂涂层的系统。
背景技术：
诸如在油井的挖掘中使用的油管(tubing)和套管(casing)等的油井专用管材(OCTG)是在各端形成有螺纹的、长度为大约十几米的钢管，并且通过借助于管用螺纹接头在现场将钢管连续地连接而将它们组装成必要的长度。这样的管用螺纹接头通常具有使用作为具有阳螺纹的接头元件的公扣和作为具有阴螺纹的对应接头元件的母扣的公扣-母扣结构。在典型地用于连接石油工业用管材的联接式螺纹接头中，公扣形成于形成石油工业用管材的钢管的两端的外表面，并且母扣形成于称作联接件的短的单独的连接构件的两侧的内表面。存在有一种不同类型的被称作一体式的管用螺纹接头，在这种接头中，公扣形成于钢管的一端的外表面，母扣形成于钢管另一端的内表面，由此在不使用联接件的情况下连接钢管。油井的深度一般为2000-3000米，但是在近来的诸如海底油田等的深井中，深度能够到达8000-10000米或更深。因此，用于连接石油工业用管材的管用螺纹接头在使用环境下不仅承受由石油工业用管材和联接件的重量引起的在管轴线方向上的拉伸力，还承受内、外压力和热的组合。结果，即使在恶劣的使用环境下接头也需要能够保持气密性而不被损伤。在使油管或套管降低的过程中，之前已经紧固了的接头有时会被松开并再次紧固。API (美国石油协会)标准要求:在维持气密性而不会发生称作擦伤(galling)的不可修复的卡住的情况下，紧固(组装)和松开(脱开)对于油管用接头而言可以进行10次，对于套管用接头而言可以进行3次。称作高级接头(premium joint)的管用螺纹接头能够形成金属-金属密封以便甚至在高应力下也提供提高了的气密性。在高级接头中，公扣和母扣除了具有螺纹外还都具有无螺纹金属接触部。公扣和母扣的无螺纹金属接触部直接彼此接触以形成金属-金属密封，由此展示出优异的气密性。公扣的无螺纹金属接触部由在公扣的外周面上被定位成比螺纹靠近公扣的端部的金属密封面和在公扣的端部处的扭矩台肩构成。在母扣的内周面设置有相应的金属密封面和扭矩台肩。在将公扣插入到母扣内并紧固螺纹直到扭矩台肩彼此接触时，公扣和母扣的金属密封面以预定的干涉量彼此紧密接触并形成金属-金属密封。由于紧固而产生的压缩负载的一部分被彼此接触的扭矩台肩所抵抗，由此减小了螺纹上的应力。
在高级接头中，因为擦伤容易发生在无螺纹金属接触部上并且特别是在金属密封面上，所以重点是提供充分的润滑以防止擦伤。迄今为止，为了增加耐擦伤性和气密性并防止接触面生锈直到使用时为止的目的，在出货之前已经将经常称作涂布油(dope)或复合油脂的高粘性润滑油脂(以下称作涂布油)涂布到组装时彼此接触的公扣和母扣的包括了石油工业用管材用螺纹接头的螺纹和无螺纹金属接触部的表面(以下简称为螺纹接头的接触面)。在石油工业用管材用的联接式螺纹接头中，为了增加长钢管的端面的圆度和形状精度并且为了防止流过管的流体被接头的连接部干扰，在管的构成公扣的端部的内表面经常已经设置有被切成锥形形状的称作凹口或倒角的部分。为了防止生锈，涂布油也被涂布至形成在公扣的内表面上的凹口。采用该方式，在钢管的形成公扣的端部，涂布油不仅被涂布至与作为与母扣接触的表面的外表面和端面，而且被涂布至形成有凹口的内表面。为了保证润滑特性和防锈特性(耐腐蚀性)，过去使用的涂布油包含大量的诸如Pb和Zn等的重金属的粉末。常常通过刷涂来涂布涂布油，更具体地，通过将适量的涂布油滴到螺纹接头的接触面上接着用刷子使其铺展开来涂布涂布油。下述专利文献I和专利文献2公开了用于将类似上述涂布油的高粘性液体润滑剂涂布至管用螺纹接头的螺纹的设备，这种设备具有用于喷射润滑剂的喷嘴头和用于铺展所喷射的润滑剂的刷子。由于用于防止东北大西洋的海洋污染的OSPAR公约(奥斯陆-巴黎公约)中的1998年的规定，全球范围内正在制定严格的环境规章，特别是在北海油田，为了防止海洋污染的目的，要求使用不含重金属的润滑剂。为了使在离岸平台(offshore rig)上的气井或油井的挖掘中的引起海洋污染的物质排放最小化，正在对具有被排放到环境中的可能性的平台上使用的材料的环境冲击进行评价，并且有禁止使用不满足特定国家或地区的标准的物质的趋势。结果，已经提出了无需涂布涂布油就能对管用螺纹接头进行润滑和防止管用螺纹接头生锈的各种方法。下述专利文献3提出了一种具有母扣表面和公扣表面的管用螺纹接头，其中，母扣表面具有诸如由热熔树脂制成的具有塑性或粘塑性流变特性的固体润滑涂层，并且公扣表面具有由UV固化性树脂制成的固体防腐蚀涂层。由UV固化性树脂制成的固体防腐蚀涂层的厚度优选地在5 μ m至50 μ m的范围内，并且更优选地在10 μ m至40 μ m的范围内。在专利文献3中描述的管用螺纹接头中，在钢管的形成公扣的端部的外表面形成有UV固化性树脂涂层。UV固化性树脂硬并且其防腐蚀效果高。另外，它是高度透明的，所以具有能够在不用移除涂层的情况下检查在形成于管的外表面并且容易经受损伤的公扣的螺纹上是否存在损伤的优点。形成于母扣的表面的固体润滑涂层能够在经受高压力时流动。因此，即使固体润滑涂层仅被涂布至母扣表面，也获得了能够防止在重复的组装和脱开的过程中管用螺纹接头的擦伤的优异的润滑特性。公扣表面上的UV固化性树脂涂层和母扣表面上的固体润滑涂层两者都是非粘性(non-tacky)涂层(称作干涂层)，所以它们防止了由于因涂布油产生的异物粘附而引起的擦伤的发生。现有技术文献专利文献
专利文献I JP58-219964A专利文献2 JP62-061667A专利文献3:W02009/07248
发明内容
在制造专利文献3所描述的管用螺纹接头时，将UV固化性树脂涂层成分涂布至钢管的形成公扣的端部的外表面，并且用紫外光照射该成分以形成UV固化性树脂涂层。如上所述，由于形成于公扣的内表面的凹口要求防锈特性，所以还期望在钢管的形成公扣的端部的内表面形成用于防止生锈的UV固化性树脂涂层。UV固化性树脂涂层必须形成有薄且均匀的厚度，并且形成有对于钢管的端部的包括其螺纹在内的表面而言的良好的粘合性。从在从钢管的出货直到到达油井挖掘现场的运输过程中和存储过程中防止生锈的观点出发，具有厚的涂层厚度是有利的。管用螺纹接头的螺纹和无螺纹金属接触部具有以使得当在油井挖掘现场施加了规定的组装扭矩时不产生泄漏的方式设计的形状。因此，如果涂层的厚度太厚，则螺纹的形状不满足用于尺寸精度的公差，并且有时不能以规定的扭矩进行组装并且不能获得保证气密性所需的金属密封。已发现:用于满足这些相互对立的条件的UV固化性树脂涂层的最佳涂层厚度是大约25 μ m至35 μ m。为了大规模生产专利文献3中公开的管用螺纹接头，需要以具有大约10 μ m的厚度公差的该范围内的厚度来形成UV固化性树脂涂层。专利文献I和专利文献2中描述的上述涂覆设备涂布油脂状的涂布油(复合油脂)并且使用刷子将涂布油铺展开。结果，在被刷子的刷毛接触到的部分和未被刷毛接触到的部分之间产生涂层厚度上的差异，并且在被刷子刷毛特别有力地接触到的螺纹牙顶上涂层变薄。于是，专利文献I和专利文献2所公开的使用刷子的涂覆设备不能精确地形成具有大约10 μ m的厚度公差的均匀的薄涂层。UV固化性树脂涂层成分包括包含挥发性溶剂的涂层成分和不包含挥发性溶剂的无溶剂涂层成分。从工作环境的观点出发，无溶剂涂层成分是优选的，但是它们通常具有高粘度，这与形成均匀厚度的涂层冲突。本发明的目的是提供一种用于UV固化性树脂涂层成分的涂覆设备，即使使用无溶剂成分，该涂覆设备也能够在钢管的具有螺纹并形成管用螺纹接头的公扣或母扣的端部的外表面或内表面形成具有均匀厚度的薄UV固化性树脂涂层。本发明提供一种涂覆设备，其用于通过喷涂将UV固化性树脂涂层成分涂布至钢管端部的外表面或内表面，钢管端部具有螺纹并且构成管用螺纹接头的公扣或母扣。涂覆设备的特征在于，包括:钢管支撑部件，其在使所述钢管绕着所述钢管的长度方向轴线转动的状态下支撑所述钢管；第一喷射单元，其具有适于通过气动雾化朝向所述钢管的具有螺纹的所述端部的所述外表面或所述内表面喷射UV固化性树脂涂层成分的至少两个喷嘴；UV固化性树脂供应系统，其具有存储UV固化性树脂涂层成分的储罐和用于将所述UV固化性树脂涂层成分从所述储罐供应至所述第一喷射单元的各喷嘴的泵；和
第一喷嘴支撑部件，其以使得所述第一喷射单元的各喷嘴能够在所述钢管的轴线方向上和竖直方向上(向上和向下)移动的方式支撑所述第一喷射单兀的各喷嘴，其中，所述第一喷射单元的所述两个喷嘴以如下的倾斜角度布置于至少在所述钢管的所述轴线方向上不相同的位置处:所述倾斜角度使得来自所述喷嘴的喷射流从与所述钢管的所述轴线垂直的平面的相反两侧彼此接近，并且所述UV固化性树脂供应系统包括用于将所述第一喷射单元的各喷嘴内的所述UV固化性树脂涂层成分的喷射气压维持在各自的预定值的第一调节器。为了使得根据本发明的涂覆设备可使用具有高粘度的无溶剂涂层成分，UV固化性树脂供应系统优选地进一步包括用于调整所述UV固化性树脂涂层成分的粘度的加热器。根据本发明的涂覆设备特别地适于在钢管的形成管用螺纹接头的公扣的螺纹端部的外表面上形成UV固化性树脂涂层。在该情况中，为了防腐蚀的目的，还优选地在形成于钢管的端部的内表面的凹口中形成UV固化性树脂涂层。在优选的方式中，根据本发明的涂覆设备不仅能够将UV固化性树脂涂层成分涂布至钢管的螺纹端部的外表面(即，涂布至公扣)还能够涂布至其内表面。这样的涂覆设备进一步包括:第二喷射单元，其具有用于通过气动雾化朝向所述钢管的所述端部的所述外表面和所述内表面中的未被所述第一喷射单元涂覆的一方喷射UV固化性树脂涂层成分的至少一个喷嘴；和第二喷嘴支撑部件，其以使得所述第二喷射单元的所述喷嘴能够在所述竖直方向上(向上和向下)移动的方式支撑该喷嘴，其中，所述UV固化性树脂供应系统将所述UV固化性树脂涂层成分从所述储罐供应至所述第二喷射单元的所述喷嘴，并且所述UV固化性树脂供应系统包括用于将所述第二喷射单元的所述喷嘴内的所述UV固化性树脂涂层成分的喷射气压维持在预定值的第二调节器。根据本发明的涂覆设备的优选方式的特征如下:-所述第一喷射单元的所述两个喷嘴布置于在所述钢管的周向上也不相同的位置处；-所述第二喷嘴支撑部件还以使得所述第二喷射单元的所述喷嘴能够在所述钢管的所述轴线方向上移动的方式支撑该喷嘴；-所述第一喷射单元朝向所述钢管的形成管用螺纹接头的公扣的所述端部的所述外表面喷射所述UV固化性树脂涂层成分；-所述第一喷射单元的以倾斜的角度布置的所述两个喷嘴相对于与所述钢管的轴线垂直的平面的倾斜角度的绝对值在20°至40°的范围内；并且-所述UV固化性树脂供应系统具有循环路径，当所述第一喷射单元和所述第二喷射单元中的一方或两者停止时所述循环路径使所述UV固化性树脂涂层成分从停止了的喷射单元的喷嘴经由所述泵和所述加热器循环至该喷嘴。本发明还提供一种用于在钢管的具有螺纹的端部的内表面或外表面形成UV固化性树脂涂层的系统，所述系统包括:上述的涂覆设备；钢管输送部件，其沿横向方向(沿着在水平面上与管轴线方向垂直的方向)输送钢管；和紫外光照射设备，其布置在所述涂覆设备的在所述钢管的输送方向上的下游，并且具有用紫外光照射所述钢管的所述端部的所述内表面和所述外表面中的一方或两者用的至少一个照射灯。在该系统中，所述紫外光照射设备优选地具有用于使所述钢管绕着其长度方向轴线转动的机构。所述紫外光照射设备的照射钢管的所述端部的所述外表面的灯优选地被支撑为能够在竖直方向上(向上和向下)移动。通过使用根据本发明的涂覆设备和系统，能够在钢管的构成管用螺纹接头的公扣或母扣的端部的外表面或内表面上形成具有至多10 μ m公差的均匀厚度的UV固化性树脂涂层，涂层具有诸如大约25 μ m至30 μ m的防腐蚀所需的厚度。结果，能够进行具有优异气密性和优异耐擦伤性并且当用规定的扭矩组装时能够可靠地形成金属-金属密封的管用螺纹接头的大规模生产。通过使用以该方式制造的管用螺纹接头来连接石油工业用管材，避免了当使用传统的涂布油时所遭受的环境污染的问题，并且提高了在现场连接石油工业用管材的效率。
图1是示意性地示出根据本发明的涂覆设备的结构的图。图2是示意性地示出根据本发明的涂覆设备的UV固化性树脂供应系统中的涂层成分和空气的流动的说明图。图3是示出UV固化性树脂涂层成分的粘度(用4号福特杯测得)与温度之间的关系的图表。图4 (a)是示出形成在钢管的端部的梯形螺纹的截面形状的示例的说明图，图4(b)和图4 (c)是示出两个喷嘴的定向和形成在螺纹上的涂覆膜的说明图。图5是示意性地示出根据本发明的UV固化性树脂涂覆系统中使用的紫外光照射设备的图。图6是示出根据本发明的UV固化性树脂涂覆系统中的涂覆设备与紫外光照射设备之间的位置关系的说明图。附图标记说明la、Ib:外表面(涂覆)喷嘴2:内表面(涂覆)喷嘴3:用于使外表面喷嘴在管轴线方向上移动的滚珠丝杆4:用于使内表面喷嘴在管轴线方向上移动的滚珠丝杆5:用于使外表面喷嘴在管轴线方向上移动的伺服马达6:用于使内表面喷嘴在管轴线方向上移动的伺服马达7:用于使外表面喷嘴在竖直方向上移动的滚珠丝杆8:用于使内表面喷嘴在竖直方向上移动的滚珠丝杆9:用于使外表面喷嘴在竖直方向上移动的伺服马达10:用于使内表面喷嘴在竖直方向上移动的伺服马达11:用于石油工业用管材的钢管；11A:公扣；11B:凹口12:涂覆设备的主体13:用于使主体前后移动的气缸
14:旋转辊21:用于UV固化性树脂涂层成分的储罐22:泵；22A:空气调节器；23:加热器24a、24b、24c:调节器(用于调整喷射气压)25a、25b、25c:空气调节器(用于调整压缩气压)26:用于外表面涂覆的雾化空气供应路径27:用于外表面涂覆的排放空气供应路径28:用于内表面涂覆的雾化空气供应路径29:用于内表面涂覆的排放空气供应路径31:用于照射外表面的UV灯32:用于照射内表面的UV灯33:滚珠丝杆；34:伺服马达35:用于石油工业用管材的钢管36:照射设备的主体37:用于使主体前后移动的气缸38:旋转辊
具体实施例方式下面，将针对通过将UV固化性树脂涂层成分涂布至钢管的具有阳螺纹并形成典型的联接式管用螺纹接头的公扣的端部的外表面而形成UV固化性树脂涂层的实施方式来说明本发明。该管用螺纹接头优选为具有螺纹和无螺纹金属接触部的高级接头。根据本发明的涂覆设备不限于该实施方式。例如，根据本发明的涂覆设备可以用于不需要联接件、并且在钢管的一端的外表面具有公扣以及在另一端的内表面具有母扣的一体式管用螺纹接头。即，根据本发明的涂覆设备也可以在钢管的包括阴螺纹并构成管用螺纹接头的母扣的端部的内表面上形成UV固化性树脂涂层。如上所述，在钢管的形成管用螺纹接头的公扣的端部的内表面经常形成有以锥形形状切出的凹口(或倒角)。在优选的实施方式中，根据本发明的涂覆设备不仅可以将润滑剂涂布至钢管的形成公扣的端部的外表面，还可以将润滑剂涂布至管端部的内表面的凹口。下面，将说明该优选的实施方式。根据本发明的涂覆设备具有钢管支撑部件、用于用UV固化性树脂涂层成分喷涂钢管的端部的外表面的第一喷射单元、具有储罐和泵的UV固化性树脂供应系统、和第一喷嘴支撑部件。在还能够将UV固化性树脂涂层成分涂布至钢管的端部的内表面(如涂布至凹口)的优选的实施方式中，根据本发明的涂覆设备进一步包括用于在钢管的端部的内表面喷涂UV固化性树脂涂层成分的第二喷射单元、和第二喷嘴支撑部件。UV固化性树脂供应系统将UV固化性树脂涂层成分从储罐供应至第一喷射单元和第二喷射单元的喷嘴，并且UV固化性树脂供应系统具有将第一喷射单元和第二喷射单元的每个喷嘴中的UV固化性树脂涂层成分的喷射气压维持在预定值的第一调节器和第二调节器。下面，将在参照附图的情况下说明构成根据本发明的涂覆设备的各个元件。[钢管支撑部件]
参照图1和图2，用作石油工业用管材的钢管11具有形成管用螺纹接头的公扣IlA的管端部。在图1和图2中，仅以锥形形状示出了钢管的构成公扣的端部。实际上，如本领域技术人员所公知的，在钢管的构成公扣IlA的端部的外表面形成有用于形成金属-金属密封的阳螺纹和无螺纹金属接触部。如图2所示，在钢管的端部的内表面形成有以锥形形状切出的凹口 11B。根据本发明的涂覆设备不仅能够将UV固化性树脂涂层成分涂布至钢管的端部的外表面上的公扣11A，还能够将UV固化性树脂涂层成分涂布至钢管的端部的内表面上的凹口 11B。钢管支撑部件在使钢管11绕着其长度方向轴线转动的状态下支撑钢管11。在图示方式中，钢管支撑部件包括成对配置的旋转辊14。在图1中，仅示出被定位在钢管的一端附近的一对旋转辊14，但实际上，在钢管的另一端附近并且在两端之间的一个或多个位置处通常是在3至8个位置(见图6)处设置有另外的旋转辊对。这些多对旋转辊的转动速度(钢管的供给速度)同步，并且它们使钢管以预定转速绕着其长度方向轴线转动。钢管支撑部件不限于图示的旋转辊，可以使用能够使钢管以预定速度绕着其长度方向轴线转动的任何部件。[用于涂覆外表面的第一喷射单元]设备的图示实施方式将UV固化性树脂涂层成分喷射在公扣的表面，即喷射在钢管的具有螺纹的端部的外表面。因此，第一喷射单元以将UV固化性树脂涂层成分喷射在钢管的端部的外表面的方式布置。用于涂覆外表面的第一喷射单元具有至少两个(图示示例中为两个)喷射喷嘴Ia和lb。如图2所示，这些喷嘴被供应UV固化性树脂涂层成分和用于以使得UV固化性树脂涂层成分能够被以预定气压均匀地空气喷射的方式通过气动雾化来喷射涂层成分的空气。喷嘴能够被打开和关闭，并且它们能够在不从喷嘴喷射涂层成分时关闭。用于打开和关闭喷嘴的部件对于本领域技术人员而言是已知的。各喷嘴以使得各喷嘴的倾斜角度能够被调整的方式安装于下述的第一喷嘴支撑部件。如下所述，两个喷嘴被布置成使得从其中喷射的流从与管轴线垂直的平面的相反两侧彼此接近，即它们以使得喷嘴朝向它们的前端(顶端)彼此接近的角度倾斜。下面将描述喷嘴的倾斜角度。当第一喷射单元具有三个或更多个喷嘴时，至少两个喷嘴并且优选是两个相邻的喷嘴被布置成以上述方式倾斜。在图中，两个喷嘴Ia和Ib看起来布置在仅在管的轴线方向上不同的位置，但是优选地，两个喷嘴Ia和Ib布置成使得其位置不仅在管的轴线方向上变化而且在管的周向上变化。即，两个喷嘴中的一个布置在图中平面的上方并且另一个布置在图中平面的下方。结果，避免了两个喷射流之间的干涉。当具有三个或更多个喷嘴时，至少两个喷嘴并且优选是所有喷嘴布置成使得其位置至少在管的轴线方向上变化并且优选地在管的轴线方向上和周向上都变化。表述“喷射流从与管轴线垂直的平面的相反两侧彼此接近”意味着从与管轴线垂直的平面的相反两侧进行喷射使得如图4 (b)中的截面图所示从前牙侧面和后牙侧面均对螺纹进行喷射。[第一喷嘴支撑部件]第一喷嘴支撑部件以使得用于涂覆外表面的第一喷射单元中的喷嘴Ia和Ib (下文中简称作外表面喷嘴)能够在两个方向上、即在钢管的轴线方向上和竖直方向上(上下)移动的方式支撑喷嘴Ia和lb。在图实施方式中,第一喷嘴支撑部件包括:用于使外表面喷嘴在管轴线方向上移动的滚珠丝杆3 ;控制滚珠丝杆3的在管轴线方向上的移动的、用于使外表面喷嘴轴向移动的伺服马达5 ;用于使外表面喷嘴在竖直方向上移动的滚珠丝杆7 ；和控制滚珠丝杆7的在竖直方向上的移动(上下移动)的、用于使外表面喷嘴竖直移动的伺服马达9。更具体地，具有可动螺母并且被布置为用于使外表面喷嘴竖直移动的滚珠丝杆7由涂覆设备的主体12以竖直姿势支撑，被布置为用于使外表面喷嘴在管轴线方向上移动的滚珠丝杆3由水平支撑构件15支撑，其中，水平支撑构件15从竖直移动用的滚珠丝杆7的可动螺母开始与管轴线平行地延伸。于是，用于在管轴线方向上移动的滚珠丝杆3也能够在竖直方向上移动。外表面喷嘴Ia和Ib被固定至从轴向移动用的滚珠丝杆3的螺母开始向下延伸的短的竖直支撑构件16。竖直支撑构件16A具有孔，水平支撑构件15穿过该孔。结果，在两个滚珠丝杆3和7的操作期间，喷嘴Ia和Ib能够在丝杆的螺母不转动的情况下凭借丝杆的转动而在管轴线方向和竖直方向上移动。[用于涂覆内表面的第二喷射单元]图示实施方式被设计成使得UV固化性树脂涂层成分还能够被喷涂在钢管的端部的内表面，即被喷涂在通过对钢管的端部的内表面进行加工而形成凹口 IlB的表面。凹口IlB的轴向长度比公扣IlA的轴向长度短，并且凹口 IlB的表面通常是不具有螺纹的平滑面。因此，用于涂覆钢管的端部的无螺纹内表面的第二喷射单元仅具有一个内表面涂覆用喷嘴2就足够了。当然，可以提供两个或更多个喷嘴。采用与外表面涂覆喷嘴Ia和Ib相同的方式，内表面涂覆喷嘴2利用处于预定压力的空气通过涂层成分的气动雾化来均匀地喷射UV固化性树脂涂层成分，并且喷嘴可以被打开和关闭。内表面涂覆喷嘴可以以竖直姿势布置，或者如图所示，可以朝向管的后方倾斜。相对于与管轴线垂直的平面的倾斜角度优选地为至多40°。用一个内表面涂覆用喷嘴2通过喷涂所涂覆的面积和因此在管轴线方向上形成的涂层的宽度由喷嘴的倾斜角度和喷嘴在竖直方向上的位置确定。[第二喷嘴支撑部件]第二喷嘴支撑部件以使得用于涂覆内表面的第二喷射单元的喷嘴2 (下文中简称作内表面喷嘴)能够至少在竖直方向上移动的方式支撑喷嘴2。因为由第二喷射单元在管轴线方向上喷射的宽度比涂覆公扣表面的第一喷射单元在管轴线方向上喷射的宽度窄得多，所以有时能够仅通过使喷嘴在竖直方向上(上下)移动来充分地涂覆凹口(结果，在管轴线方向上的喷射的宽度如上所述地变化)。于是，第二喷嘴支撑部件不需要具有使喷嘴在管轴线方向上移动的能力。然而，采用与第一喷射单元的喷嘴相同的方式，第二喷射单元的喷嘴优选地不仅能够在竖直方向上移动而且能够在管轴线方向上移动。结果，能够在内表面的较宽区域上涂布UV固化性树脂涂层成分。这是图示示例中的情况。在图示示例中，第二喷嘴支撑部件包括:用于使内表面喷嘴在管轴线方向上移动的滚珠丝杆4 ;控制滚珠丝杆4的在管轴线方向上的移动的、用于使内表面喷嘴轴向移动的伺服马达6 ;用于使内表面喷嘴在竖直方向上移动的滚珠丝杆8 ;和控制滚珠丝杆8的在竖直方向上的移动的、用于使内表面喷嘴竖直移动的伺服马达10。采用与第一喷嘴支撑部件相同的方式，被布置为用于使内表面喷嘴竖直移动的滚珠丝杆8由涂覆设备的主体12以竖直姿势支撑，被布置为用于使内表面喷嘴在管轴线方向上移动的滚珠丝杆4由水平支撑构件17支撑，其中水平支撑构件17从竖直移动用的滚珠丝杆8的可动螺母开始与管轴线平行地延伸。结果，用于在管轴线方向上移动的滚珠丝杆4也能够在竖直方向上移动。内表面喷嘴被以向下倾斜的方式固定至短的竖直支撑构件18的上端附近，其中竖直支撑构件18以从用于使内表面喷嘴在管轴线方向上移动的滚珠丝杆4的螺母部分开始向上延伸的方式安装。采用合适的支撑部件使得在操作两个滚珠丝杆4和8时，丝杆转动而螺母不转动。采用该方式，内表面喷嘴2能够在管轴线方向上和竖直方向上移动。在图示示例中，给出了外表面喷嘴和内表面喷嘴中的每一个喷嘴均通过滚珠丝杆和伺服马达而移动的系统的示例，但是本领域技术人员能够采用诸如液压控制系统等的不同的移动系统。第一喷嘴支撑部件中的用于使外表面喷嘴竖直移动的滚珠丝杆7和第二喷嘴支撑部件中的用于使内表面喷嘴竖直移动的滚珠丝杆8由涂覆设备的竖直主体12支撑，并且由用于使主体前后移动的气缸13驱动主体12前后(即在管轴线方向上)移动。利用该结构，外表面喷嘴Ia和Ib以及内表面喷嘴2能够被移动至适于涂覆钢管的端部的位置。用于主体的驱动部件不限于气缸，也可以使用液压或其它类型的移动系统。主体12起到含有控制部件和控制电路的控制器的作用，其不仅用于使各喷嘴在管轴线方向上和竖直方向上移动，而且用于控制如下部件:用于调整涂层成分的温度的下述加热器；用于调整涂层成分的流速的泵；用于调整涂层成分的压力的调节器；以及用于控制雾化用气压的蓄压器等等。以该方式，根据本发明的涂覆设备能够自动化。[UV固化性树脂供应系统]如图2所示，将UV固化性树脂涂层成分供应至第一喷射单元的喷嘴Ia和Ib以及第二喷射单元的喷嘴2的UV固化性树脂供应系统具有存储UV固化性树脂涂层成分的储罐21和将UV固化性树脂涂层成分从储罐供应至第一喷射单元和第二喷射单元的各喷嘴的泵22。具有受控压力的压缩空气被从气源经由空气调节器22A供应至泵22，以通过气压以恒定流速排放涂层成分。在图2中，用实线示出的路径是用于将UV固化性树脂涂层成分从储罐21经由泵22供应至各喷嘴的路径，用虚线示出的路径是当喷嘴未被用于喷涂时为了再次使用而使UV固化性树脂涂层成分从喷嘴返回的循环路径。由于UV固化性树脂涂层成分除了经受紫外线照射之外不固化，所以能够循环和重复使用。除了上述储罐和泵，根据本发明的涂覆设备中的UV固化性树脂供应系统还包括用于将第一喷射单元和第二喷射单元的各喷嘴中的UV固化性树脂涂层成分的喷射气压维持在预定值的调节器24a、24b和24c，并且优选地包括用于调整UV固化性树脂涂层成分的粘度的加热器23。调节器24a和24b控制被供应至第一喷射单元的喷嘴Ia和Ib的UV固化性树脂涂层成分的喷射气压，并且调节器24c控制被供应至第二喷射单元的喷嘴2的UV固化性树脂涂层成分的喷射气压。通过利用经由调节器24a、24b、24c各自的空气调节器25a、25b、25c向调节器24a、24b、24c供应来自于气源的压缩空气，来调节各喷嘴中的用于喷射涂层成分的气压(涂覆压力)，以便控制气压。为了形成具有大约30μπι厚度的均匀的薄涂层，需要从各喷嘴获得稳定的喷射速率。为此目的，在UV固化性树脂供应系统中，能够维持恒定涂覆压力的调节器设置于各喷嘴的上游。如图3所示，无溶剂型UV固化性树脂涂层成分的粘度大大地取决于其温度，并且粘度根据温度显著改变。即，温度越高，涂层成分的粘度越低，在相同的压力和喷射条件下，涂层成分从喷嘴喷射时的速率随温度变化。因此，在根据本发明的涂覆设备中，特别是在使用了无溶剂型UV固化性树脂涂层成分的情况中，优选的是，通过在涂层成分供应系统中布置加热器23并且通过将被供应至用于内表面涂覆和外表面涂覆的各喷嘴的涂层成分的温度维持在预定温度而将涂覆速率维持为恒定。如图2所示，加热器23的位置优选地在泵22的下游并且在涂层成分供应系统朝向各喷嘴分支的位置的上游。然而，也可以将加热器23布置在泵22的上游侧或者调节器的下游侧(在该情况中，各喷嘴均需要加热器)。涂层成分被加热器23加热的加热温度取决于涂层成分的类型，但是所述加热温度优选为使得涂层成分的粘度适于由喷嘴涂覆的温度，所述粘度例如是用4号福特杯在30秒至40秒范围内测得的粘度。通常情况下，加热温度在35°C至45°C范围内，例如在35°C至40°C范围内。加热器23优选为能够在短时间内将涂层成分加热至预定温度的加热器。例如，可以使用由诺信公司(Nordson Corporation)制造的NH-4型加热器。NH-4加热器具有包括内置加热元件的主体，并且经由作为被密封在主体内的液体的热传递介质由加热元件对通过了加热器主体内的涂层成分流动路径的涂层成分间接加热。除了 UV固化性树脂涂层成分以外，也经由供给雾化涂层成分用空气的雾化空气供应路径26 (用于外表面涂覆)和28 (用于内表面涂覆)以及供给排放涂层成分用空气的排放空气供应路径27 (用于外表面涂覆)和29 (用于内表面涂覆)将压缩空气供应至用于外表面涂覆的第一喷射单元的喷嘴Ia和Ib以及用于内表面涂覆的第二喷射单元的喷嘴2。这些路径中的每一个路径均经由空气调节器26A至29A从这些路径各自的气源向各喷嘴供给处于预定压力的压缩空气，以便控制气压。涂层成分通过来自雾化空气供应路径26、28的气压被气动地雾化以形成均匀的喷雾。以该方式被雾化的涂层成分由于经由排放空气供应路径27、29供应的较高压力的空气的作用而经由各喷嘴的孔口被朝向待涂覆表面排放，由此进行涂覆，其中待涂覆表面是钢管的端部的外表面或内表面。这些压缩空气供应路径中的每一个路径均具有通-断开关26B至29B。当涂覆操作停止时，通过使来自雾化空气供应路径和排放空气供应路径的压缩空气的供应停止而停止来自喷嘴的涂层成分的喷射，并且已经被送至喷嘴的涂层成分经由循环路径被循环至UV固化性树脂供应系统。如图所示，在来自各喷嘴的涂层成分循环路径汇合到一起之后，这些路径在泵22的上游的位置处返回至涂层成分供应路径，以便经由供应泵22和加热器23进行循环。因为在到喷嘴的空气供应路径中到外表面喷嘴Ia和Ib的路径与到内表面喷嘴2的路径是分开的并且可以对各路径进行通-断控制，所以能够同时地或分别地进行内表面涂覆和外表面涂覆(例如，仅进行外表面涂覆但不进行内表面涂覆，或者在外表面涂覆之前完成内表面涂覆)。如上所述，无溶剂型UV固化性树脂涂层成分具有比用溶剂稀释的典型涂层成分高的粘度，并且高压泵对于从小直径喷射喷嘴喷射是必需的。另外，UV固化性树脂涂层成分不具有润滑特性，这使得难以使用在将液体润滑剂涂布至管用螺纹接头时所能够使用的典型的计量泵。因此，膜片泵或专用的柱塞泵优选地用作供应UV固化性树脂涂层成分用的栗。[通过第一喷射单元进行外表面涂覆的涂覆条件]用于外表面涂覆的第一喷射单元中的至少两个喷嘴la、lb能够在管轴线方向上和竖直方向上移动，并且这些喷嘴的移动量和移动速度可以由驱动它们的移动的伺服马达5和9来控制。由用于竖直移动的伺服马达9将用于外表面涂覆的喷嘴的在竖直方向上的位置设定在与管表面隔开的位置处，以便在管表面上获得预定的喷射宽度W。在涂覆过程中，通过旋转辊14使钢管11以预定速度绕着钢管11的长度方向轴线转动，并且同时外表面涂覆喷嘴Ia和Ib在管轴线方向上移动。该移动通过驱动用于轴向移动的伺服马达5而进行。结果，UV固化性树脂涂层成分以螺旋形状被涂布至钢管的端部的外表面。如果来自各喷嘴的涂层成分的喷射宽度为W (mm),管的转速为n (rpm),并且以彼此相对的方式布置在管轴线方向上的不同位置处的外表面喷嘴对的数目为m (在图1和图2中，在一对喷嘴la、lb的情况下，m=l)，那么喷嘴的在管轴线方向上的移动速度V (_/分钟)优选地满足以下公式1:VSmXnXW.....(I)。如果喷嘴的轴向移动速度V超过由上述公式确定出的上限值，则在螺旋地涂覆出的部分之间产生未被充分涂覆的部分，并且涂层在管轴线方向上变得不均匀。由于为了防止生锈的目的而涂布通过本发明形成的UV固化性树脂涂层，所以有必要在螺纹的具有表面不规则的整个表面上均匀而没有凹凸不平地形成涂层。在喷涂过程中，在螺纹的牙侧面上和在螺纹的可能被遮住的底面上进行涂覆是困难的。形成在钢管的构成公扣的端部的外表面上的阳螺纹是典型的梯形螺纹。例如如图4 (a)所示，前牙侧面朝向钢管的端部的倾斜角度与后牙侧面朝向钢管的端部的倾斜角度之间存在差异，特别地，有时存在着后牙侧面相对于与管轴线垂直的平面具有负倾斜角度的钩状螺纹。在该情况中，如果外表面涂覆喷嘴la、lb沿竖直方向布置，如图4(c)所示，虽然UV固化性树脂涂层成分能够被厚厚地涂布至螺纹的几乎水平的底面和顶面，但是不能将涂层成分充分地涂布至前牙侧面和后牙侧面，特别是具有负倾斜角度的后牙侧面。因此，在本发明中，如图4 (b)所示，用于外表面涂覆的两个喷嘴以使得来自两个喷嘴的喷射流从与管轴线垂直的平面的相反两侧彼此接近的倾斜角度布置在管轴线方向上的不同位置处，使得梯形螺纹形状的牙侧面能够以充分的厚度被均匀地涂覆。即，一个喷嘴沿着涂覆螺纹的前牙侧面的方向定向，并且另一喷嘴沿着涂覆螺纹的后牙侧面的方向定向。两个喷嘴中的每一个喷嘴相对于与管轴线垂直的平面的倾斜角度的绝对值优选地在20°至40。的范围内(即，对于一个喷嘴为20。至40。，对于另一喷嘴为-20°至-40° )。结果，UV固化性树脂涂层成分能够被均匀地涂布至螺纹的根部、牙顶、前牙侧面和后牙侧面的表面。两个喷嘴的倾斜角度的绝对值可以不同。用于外表面涂覆的两个喷嘴优选地布置于不仅在管轴线方向上不同而且在周向上也不同的位置处，使得从两个喷嘴喷射的涂层成分的喷射流不干涉。喷嘴之间的在周向上的间隔可以是使得两个喷射流在到达钢管的表面之前不干涉的距离。该距离根据喷射流的扩散角度和喷嘴与钢管表面之间的距离而变化。为了使得在涂覆开始时的位置处和涂覆结束时的位置处的涂层厚度均匀，两个喷嘴优选地布置成使得喷射流到达管表面的位置在管轴线方向上相同。这可以通过以使得两个喷嘴的中心轴线的延长线在钢管的表面(在螺纹部的情况中在螺纹牙顶处)相交的方式调整两个喷嘴的定向和两个喷嘴之间的在管轴线方向上的距离来实现。即使喷射流到达管表面的位置在管轴线方向上不同，但为了实现均匀的涂层厚度，两个喷嘴必须在待涂覆的螺纹表面的整个区域上进行喷射。在该情况中，当开始喷射时，来自喷嘴之一的喷射流未到达管表面并且被浪费掉，在完成喷射时，另一喷嘴朝向不是待涂覆的区域喷射。为了防止该情形，根据本发明的涂覆设备可以具有例如能够以使两个喷嘴的喷射定时不相同的方式控制喷射定时的适当的控制功能。通常，为了实现均匀的涂层重量，以使得来自被定向为用于涂覆前牙侧面和后牙侧面的两个喷嘴的喷射量大致相同的方式进行喷射。喷嘴的倾斜角度可以手动改变，或者可以在涂覆设备内包含用于调整角度的机构。代替上述第一喷嘴支撑部件和第二喷嘴支撑部件，各喷嘴可以由通用的关节型机器人支撑。利用该配置，能够自由地调整各喷枪的倾斜角度。为了缩短涂覆操作所需的时间或为了增加涂层厚度，可以设置仅在钢管的周向上的位置不同的用于外表面涂覆的多对喷嘴Ia和lb。在该情况中，布置于在管轴线方向上相同但在周向上不同的位置处的成对喷嘴被视作一对，并且在上述公式I中的m值被设定为I的情况下控制喷嘴在管轴线方向上的移动速度V。为了缩短用于涂覆操作的时间，可以在管轴线方向上的不同位置处布置以使得喷射流如上所述地彼此接近的方式倾斜的两对喷嘴。在该情况中，公式I中的m等于2，所以能够增加在管轴线方向上的喷嘴移动速度V。在本发明中，被涂覆的对象具有管的形状，并且UV固化性树脂涂层成分通过在使待处理对象(钢管)转动的状态下使喷射喷嘴在管轴线方向上移动而以螺旋形状涂布至钢管的端部的外表面。因此，在涂覆开始的位置处和涂覆完成的位置处在周向上的涂层厚度变得不均匀，并且产生涂层厚度不充分的部分。为了避免该情形，在涂覆开始的位置(诸如钢管的端部等)处和涂覆完成的位置(诸如公扣的后端等)处，使喷嘴的由于第一喷嘴支撑部件而在管轴线方向上的移动停止(旋转辊使管持续转动)，使得不是以螺旋形状而是在周向上发生涂覆，并且UV固化性树脂涂层成分被喷射至少I/η分钟，其中η是以rpm为单位的钢管的转速(即，至少钢管转一圈所需的时间)。涂覆设备的图示示例具有单个泵和包括两个外表面喷嘴和一个内表面喷嘴的总共三个喷嘴。在UV固化性树脂涂层成分被加热器加热至恒定温度之后，在三个喷嘴之间分配UV固化性树脂涂层成分，并且通过用于各系统的调节器以恒定压力维持UV固化性树脂涂层成分。用于将涂层成分雾化成喷雾的压缩空气被导入喷嘴。喷嘴具有用于在涂覆和不涂覆之间进行切换的内部切换阀。当涂覆停止时，阀被切换成在用于循环的方向上传送涂层成分。切换阀被气动地操作。被导入的压缩空气的通和断通过外部信号来切换，所以涂覆与循环之间的切换通过电信号进行。
为了维持涂层成分的温度，以使得当涂覆停止时使加热器与喷嘴之间的涂层成分循环的方式设置循环系统。作为该循环的结果，设备的管道内的涂层成分的温度被维持恒定，并且甚至在涂覆重复开始和停止的间歇操作下也能够获得稳定的涂层成分排放。当使用相同的喷嘴时，每单位时间的涂覆量由涂层成分的压力与温度之间的关系确定。于是，可以通过预先研究涂覆量与压力和温度的关系使涂覆条件最佳化。如果在投影面上的涂层厚度为t ( μ m)并且钢管的外径为D (mm)，那么通过以下公式2给出所需的涂覆量Q (ml/分钟):Q=t/1000XV/10X π XD.....(2)。在以上描述中，针对UV固化性树脂涂层成分被涂布至形成于钢管端部的公扣、SP被涂布至钢管的具有螺纹的端部的外表面和形成于内表面的凹口的实施方式对根据本发明的涂覆设备进行了说明。然而，当管用螺纹接头是一体式接头时，在钢管的端部的内表面形成有母扣，并且有时期望在钢管的具有螺纹并且形成母扣的端部的内表面上形成UV固化性树脂涂层。在该情况中，例如，通过交换图1和图2中示出的涂覆设备的外表面喷嘴和内表面喷嘴以便采用具有彼此不同的倾斜角度的至少两个喷嘴作为内表面喷嘴，UV固化性树脂涂层成分能够被均匀地涂布至在钢管的端部的内表面设置的具有螺纹的母扣表面。在该情况中，根据需要，也能够将UV固化性树脂涂层成分涂布至钢管的未形成有管用螺纹接头的端部的外表面。[UV固化性树脂涂层成分]形成在管用螺纹接头的表面的防腐蚀涂层需要能够抵抗在安装保护器的时候对涂层施加力时涂层容易受到的损伤。在存储期间保护器被安装在管用螺纹接头的公扣或母扣上以保护接头。另外，防腐蚀涂层必须在即使遭受由于运输或存储期间在露点(dewpoint)冷凝形成的水时也不溶解，并且必须在甚至处于超过75°C的温度时也不容易软化。UV固化树脂涂层能够满足这样的性质。可以使用包括至少单体、低聚物和光聚合引发剂并且在用紫外光照射时诱发光聚合反应以形成固化涂层的已知UV固化性树脂涂层成分。下面，将说明典型UV固化性树脂涂层成分的成分，但是涂层成分的成分不限于此。单体包括:多元醇与(甲基)丙烯酸的二、三或更高酯、以及各种(甲基)丙烯酸酯、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基己内酰胺和苯乙烯。低聚物包括环氧(甲基)丙烯酸酯、聚氨酯(甲基)丙烯酸酯、聚酯(甲基)丙烯酸酯、聚醚(甲基)丙烯酸酯和硅酮(甲基)丙烯酸酯。(甲基)丙烯酸包含丙烯酸和甲基丙烯酸。同样，(甲基)丙烯酸酯包含丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。有用的光聚合引发剂是在260nm至450nm波长范围内具有吸收的化合物。示例是苯偶姻及其衍生物、二苯甲酮及其衍生物、苯乙酮及其衍生物、米蚩酮(Michler’sketone)、苯偶酰及其衍生物、一硫化四烷基秋兰姆和氧硫杂环己烷等。特别优选使用氧硫杂环己烷。从滑动性质、涂层强度或耐腐蚀性的观点出发，UV固化树脂涂层可以包含从润滑齐U、纤维填料和防锈剂中选出的添加剂。润滑剂的示例是蜡、如硬脂酸钙和硬脂酸锌等的金属阜和聚四氟乙烯(PTFE)。纤维填料的示例是诸如由Maruo Calcium, C0., Ltd销售的“Whiskal”等的针状碳酸钙。从这些润滑剂和纤维填料选出的一种或更多种物质可以相对于I份UV固化性树脂(单体和低聚物的总量)为0.05至0.35质量份的量(在有两种以上时是总量)来添加。防锈剂的示例是三聚磷酸铝和亚磷酸铝。这些添加剂可以以相对于I质量份的UV固化性树脂为最多大约0.10质量份的量来添加。UV固化性树脂涂层通常是透明的。从有助于通过目视或通过所形成的树脂涂层的图像处理来进行质量检查(诸如用于存在或不存在涂层的检查或者用于涂层厚度的均匀或不均匀的检查等)的观点出发，UV固化性树脂涂层成分可以包含用于在可见光或紫外光下赋予最终涂层色彩的至少一种添加剂。使用的添加剂可以从颜料、染料和荧光剂中选择。荧光剂有时不在可见光下使涂层着色，而是至少在紫外光下使涂层发出辐射并提供着色。这些添加剂可以是市售的，并且对其没有特别限制，只要能够通过目视或者通过图像处理进行固体防腐蚀涂层的质量检查。可以使用有机物质或无机物质。颜料的添加使得UV固化性树脂涂层的透明度减小或消失。如果涂层变得不透明，则难以检查被涂覆的螺纹的损伤。于是，当使用颜料时，优选诸如黄色或白色颜料等的具有高明度(brightness)的颜料。从防腐蚀的观点出发,颜料的粒径优选地尽可能细，并且优选使用平均粒径至多5μπι的颜料。染料不会大大地降低UV固化性树脂涂层的透明度，所以使用具有诸如红色或蓝色等的强烈色彩的染料没有问题。颜料和染料的添加量优选地是相对于UV固化性树脂的I质量份为最高0.05质量份。如果量超过0.05质量份，则耐腐蚀性会降低。更优选的添加量是至多0.02质量份。荧光剂可以是荧光染料或包括无机荧光颜料和日光荧光颜料的荧光颜料。包含了荧光剂的UV固化性树脂涂层在可见光下是无色的或者透明色的，但是当用黑光(blacklight)或紫外光照射时，其发出荧光并且变得有色彩，这使得能够查明是否存在涂层或者查明涂层厚度的不均匀性。另外，因为其在可见光下透明，所以能够观察到UV固化性树脂涂层下方的基体，即公扣表面。于是，用于公扣的螺纹的损伤的检查不被UV固化性树脂涂层妨碍。添加到UV固化性树脂涂层的荧光剂的添加量优选地是相对于UV固化性树脂的I质量份为最高近似0.05质量份。更优选地是至多0.02质量份。为了使得不仅可以进行UV固化性树脂涂层的质量控制而且可以进行形成基体的公扣(钢管的端部的外表面)的螺纹的质量控制，荧光剂并且特别是荧光颜料优选地用作用于涂层的着色的添加剂。[UV固化性树脂涂覆系统]在用根据本发明的涂覆设备将UV固化性树脂涂层成分涂布至待涂覆的钢管的端部的外表面和/或内表面之后，通过紫外线照射设备用紫外光照射被涂覆的表面以便使涂层成分中的UV固化性树脂固化。可以在与涂覆设备相同的站处进行利用紫外光的照射。然而，如果钢管在被涂覆UV固化性树脂涂层成分之后被输送至与涂覆设备分开的站并且在分开的站处进行使用紫外光的照射，则能够简化照射设备，并且能够并行地进行涂覆和利用紫外光的照射，由此减小了操作时间(循环时间，在本发明中是对于一个钢管而言的从涂覆开始到固化完成的时间)。根据本发明，还提供了用于在钢管的具有螺纹的端部的内表面和/或外表面上形成UV固化性树脂涂层的系统。该系统包括用于涂布UV固化性树脂涂层成分的上述涂覆设备、沿横向方向(沿相对于管轴线方向的横向方向)输送钢管的钢管输送部件、和紫外光照射设备，该紫外光照射设备布置在涂覆设备的在钢管的输送方向上的下游侧并且具有照射钢管的端部的内表面和外表面中的一方或两者的照射灯。图5中示出了能够用在本发明中的紫外光照射设备的一个示例。图5所示的设备具有用于照射钢管的端部的外表面的UV灯31、用于照射钢管的端部的内表面的UV灯32、使得外表面照射UV灯31能够上下移动的滚珠丝杆33、用于驱动滚珠丝杆的伺服马达34、照射设备的主体36、使得主体能够前后移动的气缸37和用于使钢管35绕着其长度方向轴线转动的一对旋转辊38。采用与涂覆设备相同的方式，在至少包括钢管35的另一端附近的位置在内的多个位置处设置另外的旋转辊对38。在图示实施方式中，UV固化性树脂涂层成分被涂布至钢管的构成公扣的端部的整个表面，所以外表面照射UV灯31具有能够照射钢管的端部的公扣的整个长度的长度。另一方面，在钢管的端部的内表面，UV固化性树脂涂层成分只被涂布至从管的端部开始的在轴线方向上较短的凹口。因此，内表面照射UV灯32无需为长灯，而是可以使用例如球形灯。为了使涂布至钢管的端部的外表面和内表面的UV固化性树脂涂层成分固化，使照射设备的主体36朝向钢管35前进，使得用于外表面照射的UV灯31和用于内表面照射的UV灯32接近待照射的管的端部。钢管的尺寸在从大直径管到小直径管的宽范围中变化，所以使外表面照射灯31能够通过滚珠丝杆33和伺服马达34在竖直方向上移动，以实现与钢管的表面相距合适的距离。例如，钢管的外表面与灯之间的距离优选地调整为在50mm至80mm的范围内，并且对于该距离特别地优选为大约65mm。即使钢管的尺寸(直径)改变，钢管的底部的位置也不会改变太多。因此，如果内表面照射灯32被定向为向下照射，则该灯在竖直方向上的位置调整变得不必要，并且如图所示，内表面照射灯32可以被固定在适当位置。当然，内表面照射灯也可以采用与外表面照射灯一样的方式而能够上下移动。此外，可以采用与喷嘴支撑部件一样的方式使这些灯能够沿管的轴线方向移动。UV照射灯可以是具有在200nm至450nm的范围内的输出波长的市售UV照射灯。紫外光源的示例是高压汞蒸气灯、超高压汞蒸气灯、氙灯、碳弧灯、金属卤化物灯和日光。照射的持续时间和照射紫外光的强度可以由本领域技术人员适当地设定。钢管的端部的外表面和内表面的UV照射以使得照射能量为例如至少450mJ/cm2的方式进行。为了进行没有不均匀性的照射，在利用旋转辊38使钢管绕着其长度方向轴线转动的状态下进行照射。相反地，钢管可以是静止的，并且可以在使UV照射灯转动的状态下进行UV照射。图6示意性地示出了根据本发明的用于形成UV固化性树脂涂层的系统，其中，涂覆设备和UV光照射设备以能够沿管的轴线方向移动的方式并排地布置。在图示示例中，涂覆设备和UV光照射设备均具有用于使钢管绕着其长度方向轴线转动的六对旋转辊。在该系统中，管被沿横向方向(垂直于管轴线的方向)输送。于是，涂覆钢管的端部的涂覆设备的主体12和照射钢管的端部的照射设备的主体36在它们的操作之前朝向被处理的钢管的端部前进，并且在完成涂覆或紫外线照射之后，所述主体退回并且钢管被横向地输送。由于钢管的端部的位置有一些变化，所以系统优选地包括如下的功能:通过为涂覆设备和照射设备的主体设置用于检测管端部的传感器而能够使各主体停在与管的端部相距合适的距离处。例如可以利用V式传送装置(具有V形支撑件的横向传送装置)进行钢管的横向输送。UV固化性树脂涂层的优选的厚度通常在10 μ m至40 μ m的范围内，并且从实现防腐蚀性和气密性(金属-金属密封)两者的观点出发，25 μ m至35 μ m的范围是特别优选的。根据本发明，能够在管用螺纹接头的表面形成甚至在螺纹上也具有至多10 μ m公差的、平均涂层厚度为25 μ m至35 μ m (诸如近似30 μ m)的、具有均匀厚度的UV固化性树脂涂层。因为所形成的UV固化性树脂涂层具有优异的透明度由此使得能够在不去除涂层的情况下观察基体的状态，所以能够从涂层之上进行组装之前的螺纹检查。于是，通过在具有形成于钢管的外表面并且容易受损伤的螺纹的公扣的表面形成该UV固化性树脂涂层，能够在不去除涂层的情况下容易地检查公扣的螺纹的损伤。
权利要求
1.一种涂覆设备，其用于通过喷涂将UV固化性树脂涂层成分涂布至钢管的端部的外表面或内表面，所述端部具有螺纹并且形成螺纹接头的公扣或母扣，所述涂覆设备的特征在于，包括: 钢管支撑部件，其在使所述钢管绕着所述钢管的长度方向轴线转动的状态下支撑所述钢管； 第一喷射单元，其具有适于通过气动雾化朝向所述钢管的具有螺纹的所述端部的所述外表面或所述内表面喷射UV固化性树脂涂层成分的至少两个喷嘴； UV固化性树脂供应系统，其具有存储UV固化性树脂涂层成分的储罐和用于将所述UV固化性树脂涂层成分从所述储罐供应至所述第一喷射单元的各喷嘴的泵；和 第一喷嘴支撑部件，其以使得所述第一喷射单元的各喷嘴能够在所述钢管的轴线方向上和竖直方向上移动的方式支撑所述第一喷射单元的各喷嘴， 其中，所述第一喷射单元的所述两个喷嘴以如下的倾斜角度布置于至少在所述钢管的所述轴线方向上不相同的位置处:所述倾斜角度使得来自所述喷嘴的喷射流从与所述钢管的所述轴线垂直的平面的相反两侧彼此接近，并且 所述UV固化性树脂供应系统具有用于将所述第一喷射单元的各喷嘴内的所述UV固化性树脂涂层成分的喷射气压维持在各自的预定值的第一调节器。
2.根据权利要求1所述的涂覆设备，其特征在于，所述UV固化性树脂供应系统进一步包括用于调整所述UV固化性树脂涂层成分的粘度的加热器。
3.根据权利要求1或2所述的涂覆设备，其特征在于，所述涂覆设备还包括: 第二喷射单元，其具有用于通过气动雾化朝向所述钢管的所述端部的所述外表面和所`述内表面中的未被所述第一喷射单元涂覆的一方喷射UV固化性树脂涂层成分的至少一个喷嘴；和 第二喷嘴支撑部件，其以使得所述第二喷射单元的所述喷嘴能够在所述竖直方向上移动的方式支撑该喷嘴， 其中，所述UV固化性树脂供应系统将所述UV固化性树脂涂层成分从所述储罐供应至所述第二喷射单元的所述喷嘴，并且所述UV固化性树脂供应系统包括用于将所述第二喷射单元的所述喷嘴内的所述UV固化性树脂涂层成分的喷射气压维持在预定值的第二调节器。
4.根据权利要求3所述的涂覆设备，其特征在于，所述第二喷嘴支撑部件还以使得所述第二喷射单元的所述喷嘴能够在所述钢管的所述轴线方向上移动的方式支撑该喷嘴。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的涂覆设备，其特征在于，所述第一喷射单元的所述两个喷嘴布置于在所述钢管的周向上也不相同的位置处。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的涂覆设备，其特征在于，所述第一喷射单元朝向所述钢管的构成管用螺纹接头的公扣的所述端部的所述外表面喷射所述UV固化性树脂涂层成分。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的涂覆设备，其特征在于，所述第一喷射单元的以倾斜的角度布置的所述两个喷嘴相对于与所述钢管的轴线垂直的平面的倾斜角度的绝对值对于各喷嘴而言在20°至40°的范围内。
8.根据权利要求2至7中的任一项所述的涂覆设备，其特征在于，所述UV固化性树脂供应系统具有循环路径，当所述第一喷射单元和所述第二喷射单元中的一方或两者的操作停止时所述循环路径使所述UV固化性树脂涂层成分从停止了的喷射单元的喷嘴经由所述泵和所述加热器循环至该喷嘴。
9.一种用于在钢管的具有螺纹的端部的内表面或外表面形成UV固化性树脂涂层的系统，所述系统包括: 根据权利要求1至8中的任一项所述的涂覆设备； 钢管输送部件，其在横向方向上输送钢管；和 UV光照射设备，其布置在所述涂覆设备的在所述钢管的输送方向上的下游，并且具有用紫外光照射所述钢管的所述端部的所述内表面和所述外表面中的一方或两者的照射灯。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述紫外光照射设备具有用于使所述钢管绕着其长度方向轴线转动的机构。
11.根据权利要求9或10所述的系统，其特征在于，所述紫外光照射设备的照射钢管的所述端部的所述外表面的 照射灯被支撑为能够在竖直方向上移动。
全文摘要
用于在钢管(11)的构成钢管用螺纹接头的公扣或母扣的螺纹端部的外和/或内表面(11A，11B)上形成薄UV固化性树脂涂层的涂覆设备包括在使钢管(11)绕其长度方向轴线转动的状态下支撑该钢管(11)的钢管(11)支撑部件(14)、具有适于通过气动雾化向钢管(11)的螺纹端部的外或内表面(11A，11B)喷射UV固化性树脂涂层成分的至少两个喷嘴(1a，1b)的第一喷射单元(1)、用于将UV固化性树脂涂层成分从储罐(21)供应至第一喷射单元(1)的各喷嘴(1a，1b)的UV固化性树脂供应系统、和以使第一喷射单元(1)的各喷嘴(1a，1b)能够沿钢管(11)的轴线方向和竖直方向移动的方式支撑各喷嘴(1a，1b)的第一喷嘴支撑部件(3，5，7，9，15)。两个喷嘴(1a，1b)以如下的倾斜角度布置在至少在钢管(11)的轴线方向上不同的位置处所述倾斜角度使来自喷嘴(1a，1b)的喷射流彼此接近。通过使用该涂覆设备，能以均匀的厚度在钢管的螺纹端部的外或内表面上形成UV固化性树脂涂层。
文档编号B05B12/12GK103201046SQ201180052059
公开日2013年7月10日 申请日期2011年8月29日 优先权日2010年8月31日
发明者佐佐木优嘉, 炭谷胜利, 中村工, 增渕纯 申请人:新日铁住金株式会社, 法国瓦卢莱克曼内斯曼石油天然气公司