大口径PCCP外保护层防腐操作方案设计.doc

大口径PCCP外保护层防腐操作方案设计2008年第2期4月混凝土与水泥制品CHINACONCRETEANDCEMENTPRODUCTS2o08N02April大口径PCCP外保护层防腐操作方案设计刘同军(山东电力管道工程公司,新泰271222)摘要:针对大口径PEEP外保护层防腐处理困难的问题,提出了切实可行的高压无气喷涂工艺施工方式.在具体施工方法上,设计了专用的外防腐操作机,使超大口径PEEP产品的外壁防腐处理满足高效,便利的要求.关键词:防腐PEEP砂浆保护层;喷涂;操作方案中图分类号:TU525文献标识码:B文章编号:10004637(2008)023103O前言随着国内PCCP的应用日渐普遍,许多大型输水工程采用的管道口径也越来越大,例如南水北调工程中线(北京段)使用内径DN4000mmPCCP进行输水.PEEP管道如处于侵蚀性环境下,其外部砂浆保护层应根据环境侵蚀性的强弱进行相应的防腐处理.一般情况下,要求管道砂浆保护层防腐采用双组份,常温固化型的环氧煤沥青涂料,其性能应符合国家现行标准埋地钢质管道环氧煤沥青防腐层技术标准中规定的指标,厚浆环氧沥青漆以二至四涂为宜,最少为二涂.因底面为保护层砂浆,一涂有部分渗入砂浆内,使干膜厚度达不到设计要求.综合以上内容可以看出,对于类似DN4000mmPCCP这样的大口径产品,其防腐工作量巨大,必须采用高效的施工方式才能满足要求.1防腐涂层涂装方式的选择防腐涂料的涂装施工可采用刷涂,滚涂,空气喷涂和高压无气喷涂等方法.应根据涂装场所的条件,被涂物形状大小,涂料品种及设计要求等进行选择.(1)刷涂是以刷子用手工涂装的一种方法.该方法效率极低,只能作为局部涂刷或补涂.(2)滚涂是用辊子涂装的一种方法.该方法滚涂时厚度不易均匀,并会将保护层砂浆的浮砂带人涂料内,有漏涂和过涂的现象,涂料用量较大,施工效率较低,人力资源浪费也较大.(3)空气喷涂法是以压缩空气的气流使涂料雾化成雾状,喷涂于被涂物表面上的一种涂装方法.该方法可以获得较好的表面质量,但不适用于高黏度涂料,同时存在以下缺点.涂料利用率低.一般传统空气喷枪的涂料利用率大约在35%左右.空气消耗量大.喷涂效率低.由于传统空气喷枪一次的成膜厚度较薄,故一般需反复多次喷涂才能达到要求的膜厚,因此无法提升生产效率.空气喷枪在喷涂时会产生大量的飞散雾气,这些飞散的雾气不但会造成环境的污染,并且会对人体造成严重的危害.(4)高压无气喷涂.该方法是利用密闭器内的高压泵输送涂料,当涂料从喷嘴喷出时(不含气),产生体积骤然膨胀而分散雾化,高速地喷涂在被涂物面上.为20世纪90年代由美国固瑞克公司发明的喷涂技术.早期普遍使用于造船,钢结构,重防腐等工业项目的喷涂.随着建筑行业的不断发展,无气喷涂技术也逐渐应用于建筑相关项目的喷涂,在欧美,东南亚以及我国台湾地区已获得普及.此种方式有以下优点:工作效率高.最大喷涂面积400500m2/h.涂料利用率高.有效利用率为70%80%.很少反弹.涂料能深入孔隙,涂层膜与结合面形成机械咬合,附着力好.涂层厚度均匀,容易控制.飞散较少,作业环境较好.喷射面为椭圆形,适用于较大面积的涂装.根据以上比较分析,大口径PEEP外保护层宜采用高压无气喷涂法.高压无气喷涂机的动力有各种类型:电动式,气动式及液压式,作为喷涂重防腐涂料的喷涂机一般为气动式.2防腐操作方案选择在采用高压无气喷涂工艺的前提下,具体的操作方式也有多种选择.从自动化程度来说,有纯人工操作与半自动操作两种方式;从喷涂工序的的安排来说,有立式操作(翻管前)与卧式操作两种方式.2.1管子立式操作2.1.1在固定位置操作(半自动方式)主体采用旋转台,转速1-2ffmin,使管身回转,用喷枪沿立柱上下喷涂.控制转速,升降速度等参数,可一3】一2008年第2期混凝土与水泥制品第160期以比较容易地控制涂层厚度.根据需要,可以设置34台此类设备.此种方式的优点是喷涂地点集中,用人较少,可以增加防护改善作业条件,受天气变化影响小,占用场地较少,效率较高.缺点是吊车占用率高,需要反复起吊操作,单节管子重7078t,能源消耗较大,而且安全性欠佳,会对管子插口起吊位置附近的混凝土造成一定的损伤.2.1.2非固定位置操作(1)半自动方式将管子沿一条线摆开,采用专门设计的操作机(以下称立式操作机)进行喷涂(见图1),基本原理是:在防腐区敷设轻型轨道,人力沿轨道移动操作机,也可以用吊车辅助在不同轨道间移动.一侧安装爬梯,除方便人员上下外,还可起到提高侧向刚性的作用.主体为门架式,高度及宽度可以跨过管子,安装行走轮.采用悬挂式旋转平台,其上安置喷涂机及涂料简.喷枪选用气控开关型,采用链条提升及下降.喷枪在旋转平台转动及沿立柱上下的动作二)I-,一;:行走轮一l一,.300-4OO6480图1立式操作机操作示意图电源引入采用导管式安全滑触线.喷枪的起升及支架的回转需要调速,选用带遥控功能的变频器,以方便操作.气源引入采用旋转接头,从旋转中心引入.顶盖及两侧设防护罩,可减少不良天气对操作的影响.优点:可以采用多点喷涂提高效率,基本不占用吊车时间.缺点:设备结构较复杂,投资相对较高.(2)人工操作方式人工操作有两种形式:第一种是采用专用操作架(见图2),操作架安装有脚轮,在人力推动下,可绕立式放置的管子旋转,工作人员沿操作架上的爬梯上下,手持喷枪进行作业,每次喷涂约1110圆周面积,然后移动操作架的位置,继.32一/,.0,.言:一.j:.j:脚轮图2操作架操作示意图续进行作业.第二种是采用工作平台(见图3),工作平台为一刘同军大口径PCCP外保护层防腐操作方案设计个半圆或1/3圆,分三层,工人在平台上操作.用吊车或人工移动,为减少工作量,需要增加平台数量,减少移动范围.护栏g蓥图3立式操作工作平台示意图采用人工操作的共同特点是比较灵活,设备投资较小,但用人较多,劳动强度较大,也需要增强对工人的劳动保护.2.2管子卧式操作2.2.1在固定位置操作(适用半自动方式)主要思路是采用滚轮架转动管子,喷枪沿横向设置的导轨运行,完成喷涂操作.由于滚轮架投资较大,所以不可能大量设置此类设备,所以只能在固定位置进行,用吊车吊运管子放置在上面进行喷涂.此方案的缺点是:吊车占用率高,需要反复起吊操作,能源消耗较大,而且安全性欠佳.设备驱动功率很大(约80kW).与滚轮接触部位的涂层在转动过程中会发生部分损坏,增大后期修补量.滚轮橡胶磨损快(主要是在第一遍喷涂时,保护层脱落的砂子对橡胶的损害很大),维修费用较高.2.2.2非固定位置操作(1)半自动方式和前文所述立式非固定位置的半自动操作方式类似,需要设计专门操作机.基本原理和前者类似.该工装主体为门架式,上部为弧形,高度及宽度可以跨过卧放的管子,安装行走轮,靠人力移动位置,其中两轮可转向,用于移动工位及微调位置.门架上安装直径大于管子外径300-400mm的弧形轨道(圆心角约300.),其上安置全位置运行小车(类似钢管道全位置焊接机的小车),小车上安装喷枪.小车运行到轨道尽头时需换向,可以从电气控制角度实现.弧形轨道沿管子轴线方向运行,采用链条牵引.喷枪沿弧形轨道作往复运动的同时,还沿管子轴线运动,动作复合成不完整的左右旋向交叉的螺旋线,从而使喷涂面覆盖管子的大上半部.电源引入采用安全滑触线.运动机构采用变频调速.喷涂机,涂料筒安装在门架行走梁上.设置专门轻型轨道导引喷枪高压管及小车电源线.优点:相比立式操作机而言,因小车不做连续的圆周运动,因此,电,压缩气及涂料的引入较简单,操作调速装置也较方便,但结构较立式操作机复杂.缺点:管道靠近地面约90.的范围不能喷涂,使自动喷涂的意义大打折扣;移动喷枪夹头换向时速度为零,容易造成局部过喷.(2)人工操作方式卧式进行人工操作也需要钢结构操作平台(见图4),管子左右各设一个平台,上下各分两层,工人在平台上操作,平台安装脚轮.由于左右平台各自独立,所以可以实现在不跨越管子的情况下移动(管子摆放时轴线要和龙门吊轨道方向一致),占用空间较小.li|trl_一口栏图4卧式操作工作平台不意图这种方式的优点和立式非固定位置人工操作的优点相似,操作比较灵活,投资较小.缺点是在喷涂管子顶部时不太好操作.卧式非固定位置操作的共同缺点是管子靠近地面的部分无法进行喷涂,需要滚动翻转,增加了不安全因素及工序步骤,滚动对防腐层也有不同程度的损伤.3结论与建议根据以上的比较及综合分析,卧式进行喷涂操作的缺点很多,难以实施,而立式操作,人工方式及自动方式均可以使用,可根据产量及工期要求灵活配置.根据分析的结果,设计制作了专用的外防腐操作机,并进行了实际验证,结果证明,该防腐操作机使用方便,效率高(20min可完成一