[实用新型]管道聚乙烯防腐层等离子表面处理装置

说明书

技术领域

本实用新型是适用于钢质管道聚乙烯防腐层修补、修复和现场补口的管道聚乙烯(2PE、3PE)防腐层等离子表面极化处理装置，涉及塑料的成型或连结、金属材料的一般防蚀或防锈和管道系统技术领域。

背景技术

目前，聚乙烯(2PE、3PE)防腐层管道在我国应用很广泛。由于PE材料的非极性，PE涂层与其它材料很难粘结牢固，因此聚乙烯防腐管道补口成为整个防腐体系的薄弱环节。另外，PE防腐层一旦发生损伤，其修复也面临同样的问题。

早在1986年，管道科学研究院就开始研究PE夹克管体内表面电晕处理装置，PE管道内表面整体电晕处理技术已经成熟并得以应用。2007年授权的管道科学研究院的“管道聚乙烯防腐层电晕处理装置”专利(ZL200620120264.1)，在一定程度上解决了管道聚乙烯防腐层修补、修复和现场补口的问题。但该设备在实际应用中，存在问题有：一是电晕放电采用金属电极，容易对钢管过早放电；二是金属电极为电弧放电，电弧放电因温度较高有可能使PE涂层碳化，从而降低处理效果；三是盲区大。

实用新型内容

本实用新型的目的是利用等离子放电极化原理，设计一种结构简单、极化处理均匀、高效、稳定的处理改性效果的钢管聚乙烯外防腐层补伤、补口用管道聚乙烯防腐层等离子表面处理装置。

为了消除极化处理存在问题，通过采用先进的等离子极化处理技术来实现管道PE外防腐层均匀极化处理效果。钢质管道PE外防腐层等离子极化处理技术在国内还没有实现。

本实用新型解决这个问题的技术方案是：气体在高电磁能作用下，变成高能粒子。高能粒子(电子、正离子、负离子)撞击PE表面可使PE表面发生化学结构变化，改变PE极性，从而实现对PE防腐层表面进行极化处理作用。

本等离子表面处理装置的电路构成如图1和图2所示。它由桥式整流电路、电容滤波电路、逆变电路、高频耦合变压器、高频高压变压器、电极组成。220V交流电依次经整流电路、滤波电路、逆变电路、高频耦合变压器、高频高压变压器接至电极。

220V交流电经整流电路、电容滤波电路后成直流，再经逆变电路变为高频交流，后由高频耦合变压器、高频高压变压器变为高频高压交流电，达到极化的要求。

按上述电路组成，其装置(见图3)分为电源、高频变压器13、等离子处理电极7、地线磁吸11四部分。电源部分包括整流电路、滤波电路、逆变电路、高频耦合变压及电源输入接插件1、220V交流电源开关2、等离子手柄接插件3、等离子功率调节旋钮5、输出指示6、地线接线柱8、主机提手10；将整流电路、滤波电路、逆变电路、高频耦合变压安装在机箱内，再在机箱上按装电源输入接插件1、220V交流电源开关2、等离子手柄接插件3、等离子功率调节旋钮5、输出指示6、地线接线柱8、主机提手10；高频变压器部分包括高频高压变压器13及等离子输出控制开关4、手柄9；同样，将高频变压器13安装在另一机箱内，再在机箱上安装等离子输出控制开关4、手柄9；高频变压器13机箱外有接线柱接等离子处理电极7，电源机箱外的地线接线柱8接地线磁吸11。将电源和高频变压器分别安装在两个机箱内，是为了减轻单体的重量，便于移动。

其中：

逆变电路选IGBT模块；

等离子处理电极7选用陶瓷阻挡介质电极，有市销产品可选择；

接地的地线磁吸11加有地线磁吸磁靴12，有市销产品可选择，这是为了接地良好；

在等离子处理电极7与地线磁吸11之间加的是高频高压，频率为40-100KHz，电压为8-12KV，电流0-0.25A。

在使用时，先接好电源馈线，安装好放电电极，开启极化处理装置电源，使极化处理电极紧贴于试件的PE表面上，设定极化处理参数并进行极化处理操作，沿PE表面平稳移动电极，处理一遍。极化处理完成后切断电源。可将装置移置下一位置，此处可进行下一步的喷涂作业。

等离子处理机理：处于真空状态下的气体在高电磁能作用下，变成高能电子，如它的能量大于气体原子或分子的激发能时，可使与其相碰撞的气体原子和分子产生激发原子、激发分子、自由基、离子及辐射线。这些高能粒子(电子、正离子、负离子)撞击PE表面可使其表面发生物理、化学变化。

其具体作用如下：