一种管道涂层剥离强度试验装置的制作方法

本发明涉及石油管道领域，特别涉及一种管道涂层剥离强度试验装置。

背景技术：

管道在运行过程中要求防腐涂层与管体间有良好的粘结力，否则一旦涂层失去粘结力，潮气将会聚结在管体与涂层之间，使涂层失去防腐功能，引起管体腐蚀，威胁管道运行安全。

目前国内外普遍采用三层聚乙烯(3pe)、三层聚丙烯(3pp)、聚乙烯热收缩带(hss)、聚乙烯/聚丙烯冷缠带、粘弹体胶带等多种聚烯烃防腐涂层进行管道防腐。对于聚烯烃类防腐涂层而言，剥离强度是评价涂层粘接性能的重要参数；因此，聚烯烃类管道涂层通常采用一定温度、固定剥离速度和角度条件下的剥离强度数来评价防腐涂层的有效性。对管道施工现场或防腐涂覆作业线进行现场测试时，必须直接在成品管上进行，不能对管道进行裁切。目前，在进行现场剥离强度测试时，普遍通过人工方式采用弹簧秤或测力计进行测量。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

人工测试费时费力，安全性较差，容易造成人员伤害，且测试结果准确性较差。

技术实现要素：

为了解决现有技术人工测试费时费力，安全性差且测试结果准确性较差的问题，本发明实施例提供了一种管道涂层剥离强度试验装置。所述技术方案如下：

一种管道涂层剥离强度试验装置，所述管道涂层剥离强度试验装置包括：壳体、滚轮、夹持单元、拉力检测单元、温度检测单元、升降系统和控制系统，所述拉力检测单元与所述夹持单元固定连接，所述夹持单元用于夹持固定管道涂层的测试样条，所述升降系统用于拉动所述拉力检测单元上下运动，所述控 制系统分别与拉力检测单元、温度检测单元、升降系统连接，所述温度检测单元用于检测待测位置的温度，所述壳体罩装在夹持单元、拉力检测单元、温度检测单元、升降系统和控制系统的外部，所述滚轮设置在所述壳体下方，且所述滚轮与所述管道外壁相贴。

具体地，所述拉力检测单元为拉力传感器，所述温度检测单元为红外温度检测器。

作为优选，所述升降系统包括电机、涡轮蜗杆、带轮和同步带，所述带轮固定在所述壳体内部，所述带轮与所述同步带啮合，所述电机与所述涡轮蜗杆、所述带轮依次连接，所述电机通过所述涡轮蜗杆带动所述带轮转动，使得所述同步带沿竖直方向拉动所述拉力检测单元上下运动。

进一步地，所述管道涂层剥离强度试验装置还包括竖直设置的支撑架、导向轮、夹带横梁、位置传感器，所述支撑架设置在所述壳体内部，所述夹带横梁设置在所述拉力检测单元与所述同步带之间，且所述夹带横梁分别与所述拉力检测单元、所述同步带连接，所述导向轮设置在所述夹带横梁与所述支撑架之间，且所述夹带横梁与所述导向轮连接，所述夹带横梁可带动所述导向轮一同沿着所述支撑架上下运动，所述位置传感器与所述控制系统连接，且所述位置传感器用于检测所述夹带横梁的高度。

更进一步地，所述管道涂层剥离强度试验装置还包括固定旋钮，所述固定旋钮设置在所述夹带横梁上，工作时，所述夹带横梁通过所述固定旋钮与所述同步带连接。

具体地，所述控制系统包括电子控制电路板，所述电子控制电路板上设置有连接的cpu与存储器，所述cpu通过电机控制器与所述电机连接，所述cpu还与拉力检测单元、温度检测单元、位置传感器分别连接。

作为优选，所述管道涂层剥离强度试验装置还包括输出系统，所述输出系统与所述cpu连接。

进一步地，所述输出系统包括通信接口和打印机，所述通信接口、所述打印机均与所述cpu连接。

更进一步地，所述输出系统还包括显示器，所述显示器与所述cpu连接。

作为优选，所述管道涂层剥离强度试验装置包括激光指示器，所述激光指示器与所述cpu连接，且所述激光指示器用于指示所述待测位置。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明在测试作业中，通过控制系统自动控制升降系统拉动拉力检测单元向上运动，进而通过夹持单元拉动管道涂层的测试样条逐渐剥离管道，而在测试样条的反作用力作用下，使得本发明通过滚轮沿着管道外壁向前自动推进；且可通过拉力检测单元和温度检测单元分别对剥离强度和测试温度进行实时检测；本发明操作简单，可实现自动实时监测测试状态，测试精度较高，且大大减少人工劳动强度，省时省力，大大提高工作效率，且测试作业安全性较高，避免对工作人员造成伤害。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的管道涂层剥离强度试验装置结构示意图；

图2是本发明又一实施例提供的管道涂层剥离强度试验装置结构示意图；

图3是图2的后视图；

图4是图2的俯视图。

其中：1管道，11测试样条，

2壳体，21滚轮，22支撑架，

3夹持单元，

4拉力检测单元，

5夹带横梁，51导向轮，52固定旋钮，

6升降系统，61电机，62涡轮蜗杆，63带轮，64同步带，

7温度检测单元，

8输出系统，81通信接口，82打印机，

9控制系统，91控制按钮。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明 实施方式作进一步地详细描述。

如图1所示，也可参见图4，本发明实施例提供了一种管道1涂层剥离强度试验装置，包括：壳体2、滚轮21、夹持单元3、拉力检测单元4、温度检测单元7、升降系统6和控制系统9，所述拉力检测单元4与所述夹持单元3固定连接，所述夹持单元3用于夹持固定管道1涂层的测试样条11，所述升降系统6用于拉动所述拉力检测单元4上下运动，所述控制系统9分别与拉力检测单元4、温度检测单元7、升降系统6连接，所述温度检测单元7用于检测待测位置的温度，所述壳体2罩装在夹持单元3、拉力检测单元4、温度检测单元7、升降系统6和控制系统9的外部，所述滚轮21设置在所述壳体2下方，且所述滚轮21与所述管道1外壁相贴。

其中，温度检测单元7的位置不加限定，其实现方式有多种，可采用红外远程探测待测位置的温度，也可采用传感器与待测位置进行实地接触导热进行检测，待测位置可以是测试样条11与管道1剥离的临界点，也可以根据实际需要灵活设置其他位置；而升降系统6与拉力检测单元4可以固定连接，也可分离设置，只在测试作业开始时，二者实现连接即可，升降系统6实现拉动拉力检测单元4上下运动即可；

本发明通过控制系统9自动控制升降系统6拉动拉力检测单元4向上运动，进而通过夹持单元3拉动管道1涂层的测试样条11逐渐剥离管道1，且可通过拉力检测单元4和温度检测单元7分别对剥离强度和测试温度进行实时检测；其中，通过控制系统9的设置，实现升降系统6对测试样条11的剥离速度的自动控制，且在测试样条11的反作用力作用下，使得本发明通过滚轮21沿着管道1外壁向前同步自动推进，从而使得剥离的测试样条11尽量保持与管道1切线垂直，提高最后测试数据的准确性；且通过拉力检测单元4和温度检测单元7分别对剥离强度和测试温度进行实时检测；本发明操作简单，可自动实时在线监测，及时掌握剥离强度测试时的状态，测试精度较高，且大大减少人工劳动强度，省时省力，大大提高工作效率，且测试作业安全性较高，避免对工作人员造成伤害。

如图1所示，具体地，所述拉力检测单元4为拉力传感器，所述温度检测单元7为红外温度检测器。

其中，拉力传感器与夹持单元3刚性连接，剥离测试样条11需要的剥离力 通过夹持单元3刚性的传递给拉力传感器，测试当前的剥离力，并经过控制系统9记录保存；且剥离处的实时温度通过红外温度检测器检测，也经过控制系统9记录保存；实现了剥离力和测试温度的自动实时监测，及时掌握剥离强度测试时的状态。

如图1所示，作为优选，所述升降系统6包括电机61、涡轮蜗杆62、带轮63和同步带64，所述带轮63固定在所述壳体2内部，所述带轮63与所述同步带64啮合，所述电机61与所述涡轮蜗杆62、所述带轮63依次连接，所述电机61通过所述涡轮蜗杆62带动所述带轮63转动，使得所述同步带64沿竖直方向拉动所述拉力检测单元4上下运动。

其中，电机61通过涡轮蜗杆62将动力传送给带轮63，通过带轮63带动同步带64上下运动，进而拉动拉力测试单元沿同步带64运动；且拉力测试单元通过夹持单元3与测试样条11连接，因此，当拉力测试单元向上运动时，测试样条11被向上拉动，剥离管道1表面，测试过程中的剥离速度通过电机61和涡轮蜗杆62来控制；同时在测试过程中，随着剥离测试样条11的逐渐变长，通过带轮63和同步带64实现剥离过程位移的传递；同时随着剥离的不断进行，滚轮21将在测试样条11拉力的作用下，是本发明整体随着剥离同步向前推进，从而使得剥离的测试样条11尽量保持与管道1切线垂直，提高最后测试数据的准确性；另外，通过滚轮21使得本发明可整体绕管道1做匀速圆周运动，从而可对防腐最为薄弱的管底进行检测。

如图3所示，也可参见图1，进一步地，所述管道1涂层剥离强度试验装置还包括竖直设置的支撑架22、导向轮51、夹带横梁5、位置传感器，所述支撑架22设置在所述壳体2内部，所述夹带横梁5设置在所述拉力检测单元4与所述同步带64之间，且所述夹带横梁5分别与所述拉力检测单元4、所述同步带64连接，所述导向轮51设置在所述夹带横梁5与所述支撑架22之间，且所述夹带横梁5与所述导向轮51连接，所述夹带横梁5可带动所述导向轮51一同沿着所述支撑架22上下运动，所述位置传感器与所述控制系统9连接，且所述位置传感器用于检测所述夹带横梁5的高度，并根据所述夹带横梁5的高度控制电机61的停止。

其中，导向轮51对拉力测试单元的运动起到导向的作用，本实施例中，导向轮51为环状轴承的滚珠轮，其设置为两个，分别套装在夹带横梁5两端上， 且导向轮51被支撑架22卡在内侧，使得导向轮51可沿着支撑架22内侧上下运动；当夹带横梁5随同步带64上下运动时，由于导向轮51受到支撑架22的限制，使得夹带横梁5与导向轮51一同沿着支撑架22上下运动；而夹带横梁5设置在拉力检测单元4与同步带64之间，且夹带横梁5具有与同步带64相配合的啮合齿，夹带横梁5有与同步带64啮合连接，夹带横梁5随同步带64一同带动拉力检测单元4发生运动，因此，拉力检测单元4的运动也受到了导向轮51的导向限制，从而使得剥离的测试样条11尽量保持与管道1切线垂直，即最大限度的保持90度。

如图2所示，更进一步地，所述管道1涂层剥离强度试验装置还包括固定旋钮52，所述固定旋钮52设置在所述夹带横梁5上，工作时，所述夹带横梁5通过所述固定旋钮52与所述同步带64连接。

其中，本发明实施例中，夹带横梁5具有与同步带64相配合的啮合齿，固定旋钮52的作用是在工作时将夹带横梁5与同步带64连接，当工作结束后，将夹带横梁5与同步带64分离；固定旋钮52的实现方式有多种，可以通过在同步带64上设置穿孔的方式，将固定旋钮52旋进或旋出穿孔实现夹带横梁5与同步带64的连接或分离；也可以通过弹簧的方式，通过弹簧作用力将夹带横梁5与同步带64夹紧或放松实现夹带横梁5与同步带64的连接或分离。

如图4所示，具体地，所述控制系统9包括电子控制电路板，所述电子控制电路板上设置有连接的cpu与存储器，所述cpu通过电机61控制器与所述电机61连接，所述cpu还与拉力检测单元4、温度检测单元7、位置传感器分别连接。

其中，电子控制电路板实现了本发明装置的自动化控制；电子控制电路通过电源管理电路与电源连接，电源可满足本发明装置的供电需求；同时，cpu包括寄存器和串口，寄存器用于存储拉力值、温度值，串口用于与输出系统8连接，也可以额外设置存储器进行数据存储，本实施例中，串口为设置在设备壳体2上的供电与数据传输的接口；cpu通过电机61控制电路与电机61连接，控制电机61的转动，拉动测试样条11；拉力传感器通过信号调理电路与cpu连接，拉力传感器将测得的拉力数据经信号调理电路转换为数字信号后传输给cpu，并解析成数值记录在存储器中；同时，红外温度检测器，一般采用红外温度探头，其通过温度转换电路与cpu连接，红外温度检测器检测的温度通过 温度转换电路传送到cpu，并存储于存储器中，实现自动测试、自动记录；另外，位置传感器的设置位置不限，只要将夹带横梁5的位置信息进行测定并传到cpu，通过cpu控制电机61的启动与停止。

如图2所示，另外，本实施例中，在壳体2上设置有操作控制按钮91，根据不同的按键操作，将操作信息输入到cpu，从而通过控制cpu而控制本发明的不同动作，如控制电机61、选择测试功能等。

如图1所示，作为优选，所述管道1涂层剥离强度试验装置还包括输出系统8，所述输出系统8与所述cpu连接。

如图1所示，进一步地，所述输出系统8包括通信接口81和打印机82，所述通信接口81、所述打印机82均与所述cpu连接。

更进一步地，所述输出系统8还包括显示器，所述显示器与所述cpu连接。

其中，cpu将测试数据传送到输出系统8，实现了测试数据的输出；输出系统8的实现方式有多种，可以是打印机82，将剥离力曲线和温度曲线打印出来；也可以是显示器，将剥离力曲线和温度曲线显示出来；也可以是打印机82和显示器的结合；还可以是通信接口81，根据需求连接上相应的设备；本实施例中，显示器为液晶板。

作为优选，所述管道1涂层剥离强度试验装置包括激光指示器，所述激光指示器与所述cpu连接，且所述激光指示器用于指示所述温度测试点的位置。

其中，cpu通过激光灯控制电路与激光指示器连接，cpu控制着激光指示器发出的激光束的移动，使得激光束指示红外温度检测器当前检测的温度测试点的位置。

本发明实施例中，通过cpu控制电机61的转动，通过涡轮蜗杆62、带轮63和同步带64的设置，带动拉力传感器移动，且通过导向轮51使得拉力传感器沿支撑架22运动，使得拉动测试样条11最大限度的以90度的角度剥离管道1表面，剥离力和剥离处的实时温度分别通过拉力传感器和红外温度检测器监测，并经电子控制电路板处理后记录保存，测试完成后通过设置在壳体2上的供电与数据传输接口传送至打印机82，输出测试信息、剥离和温度曲线，实现管道1涂层剥离强度试验的自动测试，最大程度地减小人为因素对测试结果的影响；本发明重量轻，体积小，便携、易操作、精度高，适用于现场在管道1表面直接使用，有效解决了目前现场采用人工弹簧秤或测力时无法控制测试速 度和角度、无法记录剥离曲线和测试温度、无法对防腐最为薄弱的管底进行检测的问题，从而为管道1涂层剥离性能测试与评价提供一种可靠有效的测试手段。

本发明装置可适应管径150mm以上的任意管道1，本发明实施例中具体的技术参数如下：

1.适应管径试件：大于等于

2.适应涂层类型：三层聚乙烯(3pe)、三层聚丙烯(3pp)、聚乙烯热收缩带(hss)、聚乙烯/聚丙烯冷缠带、粘弹体胶带等；

3.适应试件钢管：螺旋焊缝钢管、直焊缝钢管和无缝钢管；

4.力值范围：50-1000n；

5.剥离速度：0～100mm/min内可调；

6.工作环境温度：－10～45℃；

8、供电方式：铅酸电池或锂离子电池；

9、功率：12v/10w；

10、夹持单元3和拉力检测单元4：约4kg；

11、供电及打印单元重量：约4kg；

12、装置尺寸：600*400*250mm。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。