[发明专利]一种集输管道缓蚀剂涂膜器

说明书

技术领域

本发明公开一种集输管道缓蚀剂涂膜器，特别是用于高含硫湿气集输管道的缓蚀剂涂膜器。

背景技术

在天然气工业中，湿气集输管道的功能是将集气站内未经分离和净化处理的天然气输往气体处理厂进一步加工。在湿气输送过程中管道与外部环境之间会发生热交换，当热传导使管壁温度低于水蒸气露点时一部分重组分会凝析出来，从而产生积液。对于含有硫化氢和二氧化碳的酸气管线，在有积液存在条件下，会引起管线严重的电化学腐蚀，造成管壁减薄甚至穿孔，从而导致有毒介质泄漏，进而引发中毒或火灾、爆炸等事故。实际工业生产中通常采用定期进行管道缓蚀剂涂膜的方法来防止管线腐蚀。即通过向管线内加注缓蚀剂，使缓蚀剂和管内壁充分接触，缓蚀剂通过特殊亲金属性化学键作用，会和管内金属表面强烈结合，形成一层保护膜。在对管壁进行涂膜时通常采用两个清管器，缓蚀剂加注在前后两个清管器之间，形成一个封闭的液塞。两清管器在后方气体推动下在管内行走，封闭在两清管器间的缓蚀剂液塞和管壁接触，从而对管壁进行涂膜。但在实际涂膜作业过程中，由于清管器在管道中运动特性受多种因素影响，前后两个清管器运行速度往往不一致，当前方清管器运行速度大于后方清管器时，前后两清管器之间的间距会增加，此时封闭在两清管器之间的缓蚀剂将不再充满整个管道，而是产生分层，从而导致上部管壁由于未能和缓蚀剂接触，不能形成保护膜，因此顶部管线的腐蚀速率远大于管线底部，产生所谓的管线顶部腐蚀。

美国专利US6874193提出一种喷射型缓蚀剂涂膜装置。该装置核心部件是安装在头部的文丘里喷嘴，文丘里喷嘴和装置尾部连通。当清管器后方气体到达文丘里喷嘴时，因流通面积突然缩小，流体得到加速，根据伯努利原理将产生负压，造成局部真空，从而使沉积在管线下部的液体经由液体抽吸管被携带进入喷嘴，被气流夹带向管壁上部喷射，对管线上部进行缓蚀剂涂膜保护。但该装置在使用过程中存在如下问题：一是由于清管器后方气体不断进入两清管器所形成封闭空间，从而导致前后两清管器间距越来越大，封闭在其间的液体高度越来越低，液体进入喷嘴的难度也越来越大，甚至完全失效；二是清管器在运行过程中可能会发生转动，从而导致喷嘴喷射位置偏离管线顶部，从而导致管壁顶部可能接收不到喷射液体；三是喷射的液体量受管道后方气体流速、管路结构等多种因素影响，无法维持恒定，不能保证预膜质量。

文章“湿气管道的顶部腐蚀与防护”(腐蚀与防护，2007年第28卷第4期：167-170)提到了一种旋转型涂膜装置。该装置为一个圆柱体，圆柱表面加工有许多螺旋状沟槽，当装置在管道中被气体推动前进时，螺旋状沟槽中的气流会推动涂布器不停地旋转，从而将加注到管道底部的液相缓蚀剂带到管道顶部。事实上，由于清管器和管内壁之间的摩擦阻力相当大，清管器在运行过程中很难发生转动，无法将底部液体携带到顶部，因此无法应用于实际生产中。

发明专利CN 102266838公开了一种集输管道缓蚀剂涂膜器，由电池仓，电机仓，叶轮组成，叶轮上安装有叶片，叶轮在电机驱动下旋转，通过叶片将管道下部缓蚀剂携带到管道顶部，覆盖整个管道内壁。该方法采用电池驱动电机旋转，其运行时间受电池容量限制，难以适用于距离较长的集输管道。同时，由于装置存在电器连接，对防爆性有较高要求，在输送易燃、易爆的集输管线上使用存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的是为克服上述现有技术中涂膜装置存在的缺陷，提出一种能够无需额外动力的，能将缓蚀剂均匀涂敷在管壁四周的自驱动型集输管道缓蚀剂涂膜器。

本发明由前转轴和后转轴两部分组成，二者通过联轴器相连，前转轴顶部安装有防撞头，防撞头和联轴器之间的转轴上依次安装有前轴承、涡轮和涂敷机构，前轴承外壁上依次安装有导向盘，密封皮碗和支撑盘，支撑盘上部安装有前支持轮支架，支撑盘下部安装有蜗杆支架，前支撑轮支架末端安装有支撑轮，蜗杆支架末端安装有蜗杆机构，涡轮和联轴器之间的前转轴上安装有涂敷机构；后转轴上布置有后支撑轮机构，后转轴尾部安装有发射器，支撑机构和发射器之间的后转轴上安装有涂敷机构。

蜗杆机构由驱动轮、蜗杆、连接轴组成，驱动轮有两个，对称布置在连接轴两端，蜗杆位于两驱动轮中间，蜗杆与前转轴上的涡轮相互耦合。后支撑轮机构由后轴承、支撑臂以及后支撑轮组成，支撑臂数目至少为4个，沿周向均匀安装在后轴承外壁上，支撑轮安装在支撑臂的末端。涂敷机构由旋流叶片和软刷组成，旋流叶片沿周向均匀布置在转轴外壁上，软刷安装在旋流叶片的外缘。