專利名稱：天然氣管道內壁涂層形貌的滾壓成型方法及其滾壓成型裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種微形貌的成型工藝，更特別地說，是指一種適用于天然氣管道內 壁涂層形貌滾壓成型的工業化生產方法，以及加工微形貌的滾壓成型裝置。采用本發明處 理后的天然氣管道能夠提高天然氣的輸氣量。
背景技術：
在流體流動的過程中，順流向的微溝槽表面能夠有效地抑制湍流的發生，起到減 阻的作用，從而實現節能減排的功效。目前，我國天然氣產量將達到750億立方米，進口量 將超過250億立方米，需要再建設的天然氣管道將超過10000千米。在天然氣的輸送過程 中，壓氣站的動力幾乎全部用于克服管道內表面的摩擦阻力，尤其是對于長輸管道，由于其 朝著大管徑、高壓力和大輸量方向發展，消耗的能源相當可觀，每年用于壓氣站的經營費用 更是巨大，因此天然氣管道內壁減阻技術是目前亟待解決的問題之一。參考文獻一 2001年10月第34卷第10期在《材料保護》中發表了 “西氣東輸干 線管道減阻內涂技術”，在該文章中介紹了在天然氣管道內壁涂覆有雙組分液體環氧樹脂。參考文獻二 2009年2月在《石油工程建設》中發表了 “AW-01減阻耐磨涂料在大 港_滄州輸氣管道應用效果的檢測評價”，在該文章中說明了涂覆有AW-Ol減阻耐磨涂料的 天然氣管道，在實際輸送壓力下，摩阻系數減少26% 31%，輸氣量增加16% 20%。參考文獻三2001年12月42卷第4期《中國造船》中公開了“溝槽面湍流邊界層 減阻特性研究”，在引言中講到許多研究機構都發現了適當的溝槽設計可以減小表面摩擦 阻力。如空中客車公司將A320試驗機面積的70%貼上溝槽薄膜，達到了節油1 2%的效
發明內容
本發明的目的之一是提供一種滾壓成型裝置，該裝置包括有壓印組件(1)、推進組 件(2)、滑動組件(3)和夾緊組件構成，夾緊組件用于對天然氣管道(5)進行夾緊，以方便 壓印組件(1)制作出仿生減阻溝槽，壓印組件(1)安裝在推進組件(2)的支撐桿(2b)的端 部，推進組件(2)安裝在滑動組件(3)的推進箱(32)中，滑動組件(3)中的兩個導軌(3A、 3B)與天然氣管道(5)保持在同一條軸線上；在滾壓成型過程中，首先通過滑動組件(3)帶 動推進組件(2)和壓印組件(1)向天然氣管道(5)靠近，然后通過噴涂設備(6)向天然氣 管道(5)的管內噴出涂料，最后通過壓印組件(1)中的多個滾輪在滾壓過程中制作出仿生 減阻溝槽。本發明的目的之二是提出一種適用于天然氣管道內壁涂層形貌滾壓成型的工業 化生產方法，該方法在噴涂設備(6)噴出涂料后，由滑動組件(3)帶動推進組件(2)和壓印 組件(1)在天然氣管道(5)的管內實現直線運動，從而一次成型制作出仿生減阻溝槽。經 本發明方法處理后，形成的帶有仿生減阻溝槽的天然氣管道實現了減小輸送阻力，提高輸氣量的功能。應用本發明的滾壓成型裝置和滾壓成型方法的優點在于①壓印組件采用彈簧組、浮動板和限位擋板配合的彈性設計，有利于涂層表面仿生減阻溝槽的成形。將壓印滾輪設計成具有仿生物表皮形貌的溝槽結構，當將該溝槽轉移 到涂層表面時，則形成仿生減阻溝槽。這種壓印滾輪與涂層表面的滾壓成型，保證了流體工 程表面的連續性。②滑動組件帶動推進組件和壓印組件在天然氣管道內運動的同時與噴涂設備噴 出的涂料接觸形成仿生減阻溝槽，實現了形貌減阻技術應用于實際生產中的天然氣管道， 并且能夠實現工業化生產。③通過滑動組件帶動壓印組件在管道內進行仿生減阻溝槽的成形，提高了仿生減 阻溝槽成形的直線度和撓度變形。④采用在天然氣管道內壁直接涂層-滾壓的連續方法，能夠實現大面積的無接縫 仿生減阻溝槽的制作，節約了涂層材料，且制作出的管道更符合我國天然氣管道內壁涂層 的技術要求，而且對涂層的使用壽命、附著力等沒有影響。
圖1是本發明天然氣管道內壁涂層形貌滾壓成型方法的流程圖。圖IA是對天然氣管道內壁進行仿生減阻溝槽加工的操作示意圖。圖2是本發明天然氣管道內壁滾壓成型裝置的結構圖。圖3是本發明壓印組件的結構圖。圖3A是本發明壓印組件中三角形件的結構圖。圖3B是本發明第一彈性滾輪的分解圖。圖4是本發明滑動組件的分解示圖。圖4A是本發明滑動組件中驅動部分的結構圖。圖5是本發明推進組件的結構圖。圖中1.壓印組件ΙΑ. A彈性滾壓件 IB. B彈性滾壓件 1C. C彈性滾壓件1D.三角形連接件 11D. A四邊形板面 12D. B四邊形板面 13D. A通孔 101.壓印滾輪101a. B通孔 IOlb.溝槽102.浮動板 102a. C通孔 103.上組固定銷104.下組固定銷 105.底座 105a. D通孔 106.彈簧組 107. A限位擋板108. B限位擋板 111. A軸承座 112. B軸承座 113. A軸承 114. B軸承115.階梯軸 116. E通孔 117. F通孔 2.推進組件 2a. A電機2b.支撐桿 2c. A聯軸器 2d. A傳動軸 2e. A齒輪 2f. B齒輪2g. B傳動軸 2h. C齒輪 2j.D齒輪 21. A深溝球軸承 22. B深溝球軸承3.滑動組件 3a. B電機 3b. B聯軸器 3c. E齒輪 3d. F齒輪3e. C傳動軸 3f. B斜齒輪 3g.A斜齒輪 3h.D傳動軸 3A.A導軌3B.B導軌 31.車體 31a.A滑輪 31b.B滑輪 31c. C滑輪31d. D滑輪 31e.前滑動軸 31f.后滑動軸 31g.前軸承孔 31h.后軸承孔31k.底板 31m. A支臂 31n. G通孔 31p. B支臂 31q. H通孔32.推進箱 32a. I通孔4.夾緊組件4A. A卡箍4B. B卡箍4C. C卡箍4D. D卡箍 4E.E卡箍 4F.F卡箍 41. A支架42. B支架 43. C支架
5.天然氣管道6.噴涂設備7.固化室
具體實施例方式
下面將結合附圖和實施例對本發明做進一步的詳細說明。參見圖1、圖IA所示，本發明提出了一種在天然氣管道內壁進行滾壓成型制作出 仿生減阻溝槽的加工方法，該加工方法為涂層形貌滾壓成型技術。涂層形貌滾壓成型包括 的設備有能夠提供溫度條件的固化室7、能夠進行涂層材料噴制的噴涂設備6和能夠制作 出仿生減阻溝槽的滾壓成型裝置；被加工對象就是天然氣管道。噴涂設備6放置在管道的 左端，滾壓成型裝置放置在管道的右端，管道是置于固化室7內。噴涂設備6在管道內的運 行方向是從右至左運動。滾壓成型裝置中的壓印組件1在管道內的運行方向是從右至左運 動。仿生減阻溝槽的成形方法包括有下列加工步驟第一步清潔天然氣管道采用噴砂工藝對天然氣管道內壁進行打砂除銹處理，得到第一管道；所述的第一 管道的內壁表面粗糙度(Rz)為30 μ m 20 μ m ；噴砂工藝條件為(1-1)砂料粒徑為0. 5mm 1. 5mm，砂料噴出速度為50m/s 70m/s，砂料噴嘴到天 然氣管道內壁的距離為IOOmm 300mm ；(1-2)空壓機氣壓為 6. OX IO6Pa 6. 5 X IO6Pa ；(1-3)離心葉輪旋轉速度為250r/min 350r/min，離心葉輪在天然氣管道內的直 線進給速度為5m/min 8m/min ；在本發明中，對選取的天然氣管道進行打砂除銹處理，其目的之一是為了讓天然 氣管道內壁的氧化層除去；目的之二是制作出一定的粗糙表面，為噴涂材料與管內壁提供 良好的附著力。噴涂材料可以是雙組分液體環氧樹脂。對于本發明來講，所噴材料不作限定，只要 有利于減小管內輸送阻力既可。第二步噴涂層材料(A)將第一管道置于溫度為50°C 70°C的固化室中；(B)采用噴涂設備6將涂層材料(雙組分液體環氧樹脂)噴制在第一管道的管內 壁上，形成厚度為0. 2 μ m 5 μ m的涂層；(C)涂層制完后，并在溫度為50°C 70°C的條件下靜置處理30min 40min后，得
到第二管道；涂料噴涂工藝條件為(2-1)噴涂設備6中的噴嘴的旋轉速度為20r/min 50r/min，噴嘴在天然氣管道 內的直線進給速度為4m/min lOm/min ；(2-2)空壓機氣壓為 8 X IO5Pa 9 X IO5Pa ；(2-3)涂層材料的噴出速度為2m/s 5m/s ；
第三步滾壓制仿生減阻溝槽壓印組件1在推進組件2和滑動組件3的協作下置于第二管道內，并以滑動組件 3的進給速度為4m/min lOm/min的條件下進行滾壓制得帶有仿生減阻溝槽的天然氣管 道；所述壓印組件1中的多個滾輪在滾壓時的壓力為IX IO5Pa 3X 105Pa。在本發明中，壓印組件1上的滾輪產生的壓力是由彈簧組、浮動板和限位擋板配 合產生的。參見圖2所示，滾壓成型裝置包括有壓印組件1、推進組件2、滑動組件3和夾緊組 件。一、壓印組件1
參見圖3、圖3A、圖3B所示，壓印組件1包括有A彈性滾壓輪1A、B彈性滾壓輪1B、 C彈性滾壓輪IC和三角形連接件1D，且A彈性滾壓輪1A、B彈性滾壓輪IB和C彈性滾壓輪 IC的結構相同；三角形連接件ID的軸向方向上設有A通孔13D，該A通孔13D用于支撐桿2b穿 過；三角形連接件ID的A四邊形板面IlD上安裝有A彈性滾壓輪IA的底座105 ；三角形連 接件ID的B四邊形板面12D上安裝有B彈性滾壓輪IB的底座；三角形連接件ID的C四邊 形板面(圖中未示出)上安裝有C彈性滾壓輪IC的底座。A彈性滾壓輪IA包括有壓印滾輪101、滾輪支撐、浮動板102、底座105、A限位擋 板107、B限位擋板108、彈簧組106、上組固定銷103和下組固定銷104 ；上組固定銷103和 下組固定銷104的結構相同；A限位擋板107和B限位擋板108的結構相同；彈簧組106由 9根結構相同的彈簧組成；上組固定銷103由9根結構相同的圓柱釘組成；下組固定銷104 由9根結構相同的圓柱釘組成；彈簧組106的兩端分別套接在上組固定銷103、下組固定銷 104上。上組固定銷103位于浮動板102的下方。下組固定銷104位于底座105的底板上 方。壓印滾輪101為梭形結構，壓印滾輪101的外部設有三角形微溝槽，壓印滾輪101 的軸向中心設有B通孔101a，該B通孔IOla用于滾輪支撐中的階梯軸115通過。在本發明 中，參見圖3B所示的溝槽放大，三角形微溝槽的成形角α =30° 70°。滾輪支撐包括有兩個軸承座(Α軸承座111和B軸承座112)、兩個軸承(Α軸承113 和B軸承114)和一個階梯軸115，A軸承113安裝在A軸承座111的E通孔116內，B軸承 114安裝在B軸承座112的F通孔117內；階梯軸115的一端順次穿過B軸承114、壓印滾 輪101的B通孔IOla后安裝在A軸承113上。A軸承座111安裝在浮動板102的一端，B 軸承座112安裝在浮動板102的另一端。浮動板102為工字形結構，浮動板102上設有用于安裝上組固定銷103的C通孔 102a，且上組固定銷103位于浮動板102的下方。底座105為U形結構，底座105的底板面上設有用于安裝下組固定銷104的D通 孔105a，且下組固定銷104位于底座105的底板上方，底座105的空腔內用于放置彈簧組 106。A限位擋板107和B限位擋板108用于將浮動板102與底座105進行活動安裝(即 浮動板102浮在底座105的上方，此時壓印滾輪101不工作；當壓印滾輪101進行形貌成型時，與天然氣管道5內壁接觸，此時的彈簧組106被壓縮，浮動板102與底座105接觸)，且A限位擋板107和B限位擋板108通過兩端設有的安裝孔連接在底座105的上方。彈簧組106、上組固定銷103和下組固定銷104構成壓印滾輪101進行天然氣管 道5內壁形貌成形的壓印力結構件。由于每一根彈簧的兩端分別套接在圓柱釘上，而上組 固定銷103中的圓柱釘安裝在浮動板102的C通孔102a內，下組固定銷104中的圓柱釘安 裝在底座105的底板面上的D通孔105a內。當壓印滾輪101與天然氣管道5內壁接觸進 行形貌成型時，彈簧組106中的彈簧被壓縮，浮動板102被壓下與底座105的上方接觸。二、推進組件2參見圖5所示，推進組件2包括有A電機2a、支撐桿2b、A聯軸承器2c、A傳動軸 2d、A齒輪2e、B齒輪2f、B傳動軸2g、C齒輪2h、D齒輪2 j ；A電機2a的輸出軸上連接有A聯軸承器2c的一端，A聯軸承器2c的另一端一連 接有A傳動軸2d，A傳動軸2d的另一端上連接有A齒輪2e，A齒輪2e與B齒輪2f嚙合，B 齒輪2f和C齒輪2h連接在B傳動軸2g上，B傳動軸2g的一端端部安裝在A深溝球軸承 21上，B傳動軸2g的另一端端部安裝在B深溝球軸承22上，A深溝球軸承21和B深溝球 軸承22安裝在推進箱32的箱體上，C齒輪2h與D齒輪2j嚙合，D齒輪2j安裝在支撐桿 2b上，支撐桿2b —端順次穿過通過31q、推進箱32上的I通孔32a、G通孔31η后端部再安 裝在壓印組件1中的三角形連接件上。由臺車支撐起，且隨著臺車在A導軌3Α和B導軌3Β 上的運動而向左或向右運動。三、滑動組件3參見圖4、圖4Α所示，滑動組件包括有滑動驅動組件和臺車；滑動驅動組件包括有B電機3a、B聯軸承器3b、E齒輪3c、F齒輪3d、C傳動軸3e、 D傳動軸3h、A斜齒輪3g和B斜齒輪3f ；B電機3a的輸出軸上連接有B聯軸承器3b的一端，B聯軸承器3b的另一端上連 接有D傳動軸3h，D傳動軸3h的另一端上連接有E齒輪3c，E齒輪3c與F齒輪3d嚙合，F 齒輪3d連接在C傳動軸3e的一端，C傳動軸3e的另一端上連接有B斜齒輪3f，B斜齒輪 3f與A斜齒輪3g嚙合，A斜齒輪3g安裝在臺車的前輪系的前滑動軸31e上。臺車包括有車體31、推進箱32、前輪系和后輪系；車體31由兩個支臂(A支臂31m、B支臂31p)和底板31k構成，A支臂31m上設有 G通孔31n，B支臂31ρ上設有H通孔31q ；推進箱32安裝在車體31的底板31k上，推進箱32內用于安裝有除A電機2a以 外的推進組件2 ；車體31與推進箱32用于支撐起推進組件2中的支撐桿2b。前輪系由兩個滑輪(A滑輪31a、B滑輪31b)和一個傳動軸(即前滑動軸31e)構 成，A滑輪31a和B滑輪31b安裝在前滑動軸31e的兩端，前滑動軸31e上套接有A斜齒輪 3g，前滑動軸31e安裝在車體31的底板31k的前軸承孔31g后；后輪系由兩個滑輪(C滑輪31c、D滑輪31d)和一個傳動軸(即后滑動軸31f)構 成，C滑輪31c和D滑輪31d安裝在后滑動軸31f的兩端，后滑動軸31f安裝在車體31的 底板31k的后軸承孔3 Ih后；四、夾緊組件參見圖2所示，夾緊組件用于對天然氣管道5進行固定，以方便壓印組件1進行微觀形貌(仿生減阻溝槽)的成型。夾緊組件包括有6個卡箍(A卡箍4A、B卡箍4B、C卡箍 4C、D卡箍4D、E卡箍4E和F卡箍4F)和3支架(A支架41、B支架42和C支架43)，天然 氣管道5被固緊在6個卡箍與3支架之間。A卡箍4A和B卡箍4B的一端安裝在A支架41的一端上，當天然氣管道5置于A 支架41上后，A卡箍4A和B卡箍4B的另一端通過螺釘與螺母的配合安裝在A支架41的
另一端。C卡箍4C和D卡箍4D的一端安裝在B支架42的一端上，當天然氣管道5置于B 支架42上后，C卡箍4C和D卡箍4D的另一端通過螺釘與螺母的配合安裝在B支架42的
另一端。E卡箍4E和F卡箍4F的一端安裝在C支架43的一端上，當天然氣管道5置于C 支架43上后，E卡箍4E和F卡箍4F的另一端通過螺釘與螺母的配合安裝在C支架43的
另一端。實施例涂層材料選取AW-01減阻耐磨涂料；第一步清潔天然氣管道內壁采用噴砂工藝對天然氣管道內壁進行打砂除銹處理得到表面粗糙度(Rz)為 35μπι 55μπι的第一管道；噴砂工藝條件為(1-1)80%砂料粒徑為1mm，砂料噴出速度為55m/s，砂料噴嘴到天然氣管道內壁 的距離為220mm ；(1-2)空壓機氣壓為 6. 2 X IO6Pa ；(1-3)離心葉輪旋轉速度為310r/min，離心葉輪在天然氣管道內的直線進給速度 為 6m/min ；第二步噴涂層材料(A)將第一管道置于溫度為65°C的固化室中；(B)采用噴涂設備6將涂層材料噴制在第一管道的管內壁上，形成厚度為2μπι的 涂層；(C)涂層制完后，并在溫度為65°C的條件下靜置處理35min后，得到第二管道；涂料噴涂工藝條件為(2-1)噴涂設備6中的噴嘴的旋轉速度為35r/min，噴嘴在天然氣管道內的直線進 給速度為7. 5m/min ；(2-2)空壓機氣壓為 8 X IO5Pa ；(2-3)涂層材料的噴出速度為3m/s ；第三步滾壓制仿生減阻溝槽壓印組件1在推進組件2和滑動組件3的協作下置于第二管道內，并以滑動組件 3的進給速度為6m/min的條件下進行滾壓制得帶有仿生減阻溝槽的天然氣管道；所述壓印組件1中的多個滾輪在滾壓時的壓力為2. 5X IO5Pa0采用參考文獻二中的測試手段進行性能測量經本發明實施例方法制得的帶有仿生減阻溝槽的天然氣管道進行天然氣輸送阻力時，表面摩擦阻力減小38.2%，輸氣量增加28%。與參考文獻二相比輸氣量提高了8%左
右ο
權利要求
一種天然氣管道內壁涂層形貌的滾壓成型裝置，其特征在于包括有壓印組件(1)、推進組件(2)、滑動組件(3)和夾緊組件；壓印組件(1)包括有A彈性滾壓輪(1A)、B彈性滾壓輪(1B)、C彈性滾壓輪(1C)和三角形連接件(1D)，且A彈性滾壓輪(1A)、B彈性滾壓輪(1B)和C彈性滾壓輪(1C)的結構相同；三角形連接件(1D)的軸向方向上設有A通孔(13D)，該A通孔(13D)用于支撐桿(2b)穿過；三角形連接件(1D)的A四邊形板面(11D)上安裝有A彈性滾壓輪(1A)的底座(105)；三角形連接件(1D)的B四邊形板面(12D)上安裝有B彈性滾壓輪(1B)的底座；三角形連接件(1D)的C四邊形板面上安裝有C彈性滾壓輪(1C)的底座；A彈性滾壓輪(1A)包括有壓印滾輪(101)、滾輪支撐、浮動板(102)、底座(105)、A限位擋板(107)、B限位擋板(108)、彈簧組(106)、上組固定銷(103)和下組固定銷(104)；上組固定銷(103)和下組固定銷(104)的結構相同；A限位擋板(107)和B限位擋板(108)的結構相同；彈簧組(106)由9根結構相同的彈簧組成；上組固定銷(103)由9根結構相同的圓柱釘組成；下組固定銷(104)由9根結構相同的圓柱釘組成；彈簧組(106)的兩端分別套接在上組固定銷(103)、下組固定銷(104)上；上組固定銷(103)位于浮動板(102)的下方；下組固定銷(104)位于底座(105)的底板上方；壓印滾輪(101)為梭形結構，壓印滾輪(101)的外部設有三角形微溝槽，壓印滾輪(101)的軸向中心設有B通孔(101a)，該B通孔(101a)用于滾輪支撐中的階梯軸(115)通過；滾輪支撐包括有兩個軸承座(111、112)、兩個軸承(113、114)和一個階梯軸(115)，A軸承(113)安裝在A軸承座(111)的E通孔(116)內，B軸承(114)安裝在B軸承座(112)的F通孔(117)內；階梯軸(115)的一端順次穿過B軸承(114)、壓印滾輪(101)的B通孔(101a)后安裝在A軸承(113)上；A軸承座(111)安裝在浮動板(102)的一端，B軸承座(112)安裝在浮動板(102)的另一端；浮動板(102)為工字形結構，浮動板(102)上設有用于安裝上組固定銷(103)的C通孔(102a)，且上組固定銷(103)位于浮動板(102)的下方；底座(105)為U形結構，底座(105)的底板面上設有用于安裝下組固定銷(104)的D通孔(105a)，且下組固定銷(104)位于底座(105)的底板上方，底座(105)的空腔內用于放置彈簧組(106)；A限位擋板(107)和B限位擋板(108)用于將浮動板(102)與底座(105)進行活動安裝，且A限位擋板(107)和B限位擋板(108)通過兩端設有的安裝孔連接在底座(105)的上方；推進組件(2)包括有A電機(2a)、支撐桿(2b)、A聯軸承器(2c)、A傳動軸(2d)、A齒輪(2e)、B齒輪(2f)、B傳動軸(2g)、C齒輪(2h)、D齒輪(2j)；A電機(2a)的輸出軸上連接有A聯軸承器(2c)的一端，A聯軸承器(2c)的另一端一連接有A傳動軸(2d)，A傳動軸(2d)的另一端上連接有A齒輪(2e)，A齒輪(2e)與B齒輪(2f)嚙合，B齒輪(2f)和C齒輪(2h)連接在B傳動軸(2g)上，B傳動軸(2g)的一端端部安裝在A深溝球軸承(21)上，B傳動軸(2g)的另一端端部安裝在B深溝球軸承(22)上，A深溝球軸承(21)和B深溝球軸承(22)安裝在推進箱(32)的箱體上，C齒輪(2h)與D齒輪(2j)嚙合，D齒輪(2j)安裝在支撐桿(2b)上，支撐桿(2b)一端順次穿過通過(31g)、推進箱(32)上的I通孔(32a)、G通孔(31n)后端部再安裝在壓印組件(1)中的三角形連接件上；由臺車支撐起，且隨著臺車在A導軌(3A)和B導軌(3B)上的運動而運動；滑動組件(3)包括有滑動驅動組件和臺車；滑動驅動組件包括有B電機(3a)、B聯軸承器(3b)、E齒輪(3c)、F齒輪(3d)、C傳動軸(3e)、D傳動軸(3h)、A斜齒輪(3g)和B斜齒輪(3f)；B電機(3a)的輸出軸上連接有B聯軸承器(3b)的一端，B聯軸承器(3b)的另一端上連接有D傳動軸(3h)，D傳動軸(3h)的另一端上連接有E齒輪(3c)，E齒輪(3c)與F齒輪(3d)嚙合，F齒輪(3d)連接在C傳動軸(3e)的一端，C傳動軸(3e)的另一端上連接有B斜齒輪(3f)，B斜齒輪(3f)與A斜齒輪(3g)嚙合，A斜齒輪(3g)安裝在臺車的前輪系的前滑動軸(31e)上；臺車包括有車體(31)、推進箱(32)、前輪系和后輪系；車體(31)由A支臂(31m)、B支臂(31p)和底板(31k)構成，A支臂(31m)上設有G通孔(31n)，B支臂(31p)上設有H通孔(31q)；推進箱(32)安裝在車體(31)的底板(31k)上，推進箱(32)內用于安裝有除A電機(2a)以外的推進組件(2)；車體(31)與推進箱(32)用于支撐起推進組件(2)中的支撐桿(2b)；前輪系由兩個滑輪(31a、31b)和一個前滑動軸(31e)構成，A滑輪(31a)和B滑輪(31b)安裝在前滑動軸(31e)的兩端，前滑動軸(31e)上套接有A斜齒輪(3g)，前滑動軸(31e)安裝在車體(31)的底板(31k)的前軸承孔(31g)后；后輪系由兩個滑輪(31c、31d)和一個后滑動軸(31f)構成，C滑輪(31c)和D滑輪(31d)安裝在后滑動軸(31f)的兩端，后滑動軸(31f)安裝在車體(31)的底板(31k)的后軸承孔(31h)后；夾緊組件用于對天然氣管道(5)進行固定；夾緊組件包括有6個卡箍(4A～4F)和3支架(41～43)，天然氣管道(5)被固緊在6個卡箍與3支架之間；A卡箍(4A)和B卡箍(4B)的一端安裝在A支架(41)的一端上，當天然氣管道(5)置于A支架(41)上后，A卡箍(4A)和B卡箍(4B)的另一端通過螺釘與螺母的配合安裝在A支架(41)的另一端；C卡箍(4C)和D卡箍(4D)的一端安裝在B支架(42)的一端上，當天然氣管道(5)置于B支架(42)上后，C卡箍(4C)和D卡箍(4D)的另一端通過螺釘與螺母的配合安裝在B支架(42)的另一端；E卡箍(4E)和F卡箍(4F)的一端安裝在C支架(43)的一端上，當天然氣管道(5)置于C支架(43)上后，E卡箍(4E)和F卡箍(4F)的另一端通過螺釘與螺母的配合安裝在C支架(43)的另一端。
2.根據權利要求1所述的天然氣管道內壁涂層形貌的滾壓成型裝置，其特征在于壓 印滾輪(101)的表面三角形微溝槽的成形角α =30° 70°。
3.根據權利要求1所述的天然氣管道內壁涂層形貌的滾壓成型裝置，其特征在于彈 簧組(106)、上組固定銷(103)和下組固定銷(104)構成壓印滾輪(101)進行天然氣管道 (5)內壁形貌成形的壓印力結構件；當壓印滾輪(101)與天然氣管道(5)內壁接觸進行形貌成型時，彈簧組(106)中的彈簧被壓縮，浮動板(102)被壓下與底座(105)的上方接觸。
4.應用權利要求1所述的滾壓成型裝置進行天然氣管道內壁涂層形貌的滾壓成型方 法，包括有能夠提供溫度條件的固化室(7)、能夠進行涂層材料噴制的噴涂設備(6)和能夠 制作出仿生減阻溝槽的滾壓成型裝置；被加工對象就是天然氣管道；噴涂設備(6)放置在 管道的左端，滾壓成型裝置放置在管道的右端，管道是置于固化室(7)內；噴涂設備(6)在 管道內的運行方向是從右至左運動；滾壓成型裝置中的壓印組件(1)在管道內的運行方向 是從右至左運動；其特征在于包括有下列加工步驟 第一步清潔天然氣管道采用噴砂工藝對天然氣管道內壁進行打砂除銹處理，得到第一管道；所述的第一管道 的內壁表面粗糙度(Rz)為30 μ m 20 μ m ； 噴砂工藝條件為(1-1)砂料粒徑為0. 5mm 1. 5mm,砂料噴出速度為50m/s 70m/s，砂料噴嘴到天然氣 管道內壁的距離為100_ 300_ ；(1-2)空壓機氣壓為 6. OXlO6Pa 6. 5 X IO6Pa ；(1-3)離心葉輪旋轉速度為250r/min 350r/min，離心葉輪在天然氣管道內的直線進 給速度為5m/min 8m/min ； 第二步噴涂層材料(A)將第一管道置于溫度為50°C 70°C的固化室中；(B)采用噴涂設備6將涂層材料(雙組分液體環氧樹脂)噴制在第一管道的管內壁上， 形成厚度為0. 2 μ m 5 μ m的涂層；(C)涂層制完后，并在溫度為50°C 70°C的條件下靜置處理30min 40min后，得到第 二管道；涂料噴涂工藝條件為(2-1)噴涂設備6中的噴嘴的旋轉速度為20r/min 50r/min，噴嘴在天然氣管道內的 直線進給速度為4m/min lOm/min ；(2-2)空壓機氣壓為8 X IO5Pa 9 X IO5Pa ； (2-3)涂層材料的噴出速度為2m/s 5m/s ；第三步滾壓制仿生減阻溝槽壓印組件1在推進組件2和滑動組件3的協作下置于第二管道內，并以滑動組件3的 進給速度為4m/min lOm/min的條件下進行滾壓制得帶有仿生減阻溝槽的天然氣管道； 所述壓印組件1中的多個滾輪在滾壓時的壓力為IX IO5Pa 3X 105Pa。
全文摘要
本發明公開了一種天然氣管道內壁涂層形貌的滾壓成型方法及其滾壓成型裝置，屬于天然氣管道減阻內涂技術領域。本發明采用滾壓成型裝置對天然氣管道內壁進行滾壓成型制作出仿生減阻溝槽。經本發明滾壓成型方法制得的帶有仿生減阻溝槽的天然氣管道能夠提高天然氣的輸氣量。本發明滾壓成型裝置包括有壓印組件、推進組件、滑動組件和夾緊組件，推進組件和滑動組件用于將壓印組件送入天然氣管道內，壓印組件安裝在推進組件的支撐桿的端部。本發明將仿生減阻溝槽制作在內涂層表面，起到減阻增輸的作用，其在天然氣工業中有著廣泛的應用前景。
文檔編號F16L9/147GK101818836SQ20101010731
公開日2010年9月1日 申請日期2010年2月9日 優先權日2010年2月9日
發明者姜興剛, 張德遠, 陳華偉, 雒悅豪 申請人:北京航空航天大學