一種補口機具及施工方法
【專利摘要】本發明公開了一種補口機具及施工方法，機具從內至外依次為金屬內襯板、電熱裝置和鋼箍，金屬內襯板成圓筒形狀，頭尾部分重疊；電熱裝置包裹在金屬內襯板外；鋼箍包裹在電熱裝置外成圓筒狀，鋼箍頭尾通過機械鎖緊裝置鎖緊。其施工方法包括步驟：a.表面處理 b.鋼管預熱 c.涂刷底漆d.補口片裹覆 e.包裹金屬內襯板 f.包裹電熱裝置 g.包裹并鎖緊鋼箍 h.程序控溫 i.拆除機具。本發明的補口機具簡單可靠，成本低廉，施工費用低；采用鋼箍鎖緊加壓，能夠對補口片在軟化粘接過程中施加巨大壓力，大幅提高對環氧層的粘接強度；23℃的剝離強度可達到250N/cm以上，50℃的剝離強度達到100 N/cm以上，分別為熱收縮套（帶）補口的2倍和5倍以上。
【專利說明】一種補口機具及施工方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于輸氣、輸油管道施工【技術領域】，具體涉及一種補口機具及施工方法。
【背景技術】
[0002] 油氣輸送管道施工中所使用的鋼制管道，必須預先經過防腐處理，3LPE、3LPP防 腐層是管道外防腐中普遍采用的防腐結構。而在管道防腐過程中往往會預留焊接口，一般 寬度為100_150mm，對接鋼管在預留的焊口處相互焊接，兩端預制防腐層裹覆在對接鋼管 上。鋼制管道焊接口的防腐是在施工現場完成的，其采用的管道補口技術對管線的整體防 腐效果具有重大的影響，因為它關系到整條管線的最終防腐質量。無論預制工廠內3LPE、 3LPP防腐層質量如何優良，如果現場補口效果不好就會導致鋼制管道產生嚴重腐蝕，使埋 地管道的使用壽命縮短，甚至造成泄漏等嚴重后果。 3LPE、3LPP防腐管道的焊接口防腐普遍采用熱縮套(帶）補口技術，該技術的施工方 法為：對補口底材進行處理后涂刷上環氧底漆，底漆表干后包覆收縮套(帶)，烘烤熱收縮套 (帶）使其收縮，同時使熱收縮套上的熱熔膠熔化，達到合適程度后停止加熱，待熱收縮套自 然冷卻后固定在補口處。這種傳統的熱縮套補口技術在使用中存在如下缺點： 1.熱縮套(帶）一般由人工手持烤把用火焰烘烤，溫度準確性和均勻性難以準確控制。 溫度偏低保證不了粘接效果，局部過熱容易使熱縮套(帶）發生炭化，加熱不均勻時收縮不 一致導致氣泡及褶皺，補口質量難以保證。
[0003] 2.熱縮套(帶）所用的熱熔膠極性強，分子量低，與兩端防腐層表面的PE或PP相 容性不好,加之交聯聚乙烯基材受熱時彈性收縮力不大,對熱熔膠施加的壓力有限,熱熔膠 與兩端防腐層之間無法形成可靠粘接，埋地后極易發生脫粘開裂現象，導致補口失效。
[0004] 3.輻射交聯聚乙烯熱收縮帶(套）須經擠出成型、輻射交聯、擴徑、冷卻、涂膠等多 道工序制得，成本極高，且無法熱塑回收，對環境會造成一定破壞。
【發明內容】
[0005] 為克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種結構簡單、操作方便的 補口機具。
[0006] 本發明的另一個目的在于提供上述補口機具的施工方法。
[0007] 本發明是通過以下技術方案實現的： 一種補口機具，從內至外依次為金屬內襯板、電熱裝置和鋼箍，所述金屬內襯板成圓筒 形狀，頭尾部分重疊；所述電熱裝置包裹在金屬內襯板外；所述鋼箍包裹在電熱裝置外成 圓筒狀，鋼箍頭尾通過機械鎖緊裝置鎖緊。
[0008] 金屬內襯板的長度比兩端預制防腐層周長長20~120mm，寬度比補口片寬 20~240mm，厚度為0. 2~1. 0mm。金屬內襯板頭尾兩端可預先鈑金成圓弧形狀，圓弧半徑與鋼 管半徑相同，兩端弧度各自為30° ~60°。金屬內襯板材質選自不銹鋼、鍍鋅鋼、鍍錫鋼、鍍鋁 鋼、鍍鎳鋼、鍍鉻鋼、純鋁、鋁合金、純銅或銅合金中的一種或幾種，金屬內襯板貼補口片一 面可經毛化處理，使錨紋深度達到5~50 μ m。
[0009] 電熱裝置可為電熱圈或電熱片，優選電熱圈。
[0010] 電熱圈由兩塊半圓電熱圈組成，半圓電熱圈之間可以完全獨立，也可以用鉸鏈將 其中一端連接起來。電熱圈的總長度比兩端預制防腐層周長短5~50mm，確保在補口施工時 不發生頭尾重疊；寬度比補口片寬0~220mm，但比金屬內襯板窄20~100mm。電熱圈厚度為 3~20mm，連接兩個半圓電熱圈的鉸鏈厚度應小于等于電熱圈厚度，施工中才不會影響電熱 圈與金屬內襯板和鋼箍的緊密貼合。在兩個半圓電熱圈頭尾接縫處，其中一塊電熱圈的內 圓延伸出長30~80mm、厚0. 5~1. Omm的壓片，安裝時伸入另一塊電熱圈與金屬內襯板之間， 可更好地傳遞壓力，防止金屬內襯板在接縫處凸起變形。
[0011] 電熱圈的總功率按以下公式確定：總功率=鋼管直徑X(0.02~0. 06)，公式中鋼管 直徑單位為mm，總功率單位為kW，半圓電熱圈功率為總功率一半。電熱圈可以是不銹鋼云 母加熱圈、鑄鋁加熱圈、鑄銅加熱圈和不銹鋼陶瓷加熱圈等類型，其內外表面平整光滑。接 線端子在電熱圈主體圓柱面之外，以免影響電熱圈與金屬內襯板和鋼箍的緊密貼合。電源 為220V或380V普通工頻交流電。
[0012] 鋼箍材料為碳鋼、合金鋼或不銹鋼。鋼箍厚度〇.5~l. 5mm，寬度與電熱圈相同，有 效長度比電熱圈外圓周長短l〇~5〇mm，在補口施工時不至于發生頭尾重疊。
[0013] 鋼箍頭尾通過機械鎖緊裝置鎖緊，機械鎖緊裝置包括螺紋鎖緊機構、偏心輪鎖緊 機構、斜面鎖緊機構、四桿鎖緊機構等，優選使用螺紋鎖緊機構。在使用螺紋鎖緊機構時，鋼 箍頭尾分別外卷包住一個連接桿，連接桿可以繞軸自由轉動，方便內六角螺栓連接鎖緊。螺 栓數量為3~9個，均勻分布在鋼箍的寬度方向上。總的鎖緊力按以下公式計算范圍：鎖緊力 =(0. 25~2. 0) X鋼管直徑X鋼箍寬度，公式中鎖緊力的單位為kgf，鋼管直徑和鋼箍寬度 的單位為cm。確定鎖緊力后，應根據選定的螺栓數量、螺紋表面狀態、潤滑情況及相關設計 規范確定內六角螺栓規格和擰緊扭矩。施工中補口片受熱軟化后鎖緊力可能變小，為盡量 保持鎖緊力，可使用彈簧墊圈或彈簧。
[0014] 一種上述補口機具的施工方法，至少包括以下步驟： a. 表面處理：對管道補口部位的鋼管表面進行除污和噴砂除銹； b. 鋼管預熱：將管道補口部位的鋼管預熱到30~80°C ; c. 涂刷底漆：將環氧底漆均勻涂覆在補口部位鋼管的整個表面； d. 補口片裹覆：在環氧底漆的表面裹覆補口片； e. 包裹金屬內襯板：將金屬內襯板包裹在補口片上； f. 包裹電熱裝置：將電熱裝置包裹在金屬內襯板外，二者中間放置溫度傳感器； g. 包裹并鎖緊鋼箍：將鋼箍包裹在電熱裝置外，鋼箍頭尾通過機械鎖緊裝置鎖緊； h. 程序控溫：接通電源，第一階段溫控儀設定值調至50~10(TC，保持0~30min.，讓環氧 底漆表干；第二階段溫控儀設定值上調至180~280°C，保持10~60min.;切斷加熱電源，緩慢 冷卻至50°C以下； i. 拆除機具：松開機械鎖緊裝置，順序拆除鋼箍和電熱裝置。
[0015] 本發明步驟a中，對補口部位鋼管表面進行噴砂處理后，鋼管表面質量應達到 Sa2. 5級，噴砂除銹后隨即用壓縮空氣將鋼管表面灰塵清除干凈。
[0016] 本發明步驟b中，可以采用多種現有方式，如電熱圈加熱、電磁感應加熱、紅外加 熱、液化氣火焰加熱等，將管道補口部位的鋼管預熱到30~80°C (用經過校驗的紅外線測溫 計監測溫度，外界溫度低時可適當提高預熱溫度)。加熱的目的之一是除去吸附在鋼管上的 水份，另一個作用是有利于環氧底漆快速表干。
[0017] 本發明步驟c中，按環氧底漆的操作指南，將環氧底漆用刷子沿著管道周向涂刷 或使用噴涂設備噴涂，避免氣泡，使環氧底漆均勻地涂覆在補口部位鋼管的整個表面。如果 環氧底漆溫度過低造成涂覆不便，可將環氧底漆適當加熱。
[0018] 本發明步驟d中，考慮到野外施工中雨雪沙塵的影響，在涂覆環氧底漆后立即裹 覆補口片材，這樣就能避免環氧底漆在等待表干的過程中受到污染。
[0019] 本發明用補口片代替現有的熱縮套(帶)，對于3LPE防腐層，所述補口片的材質為 馬來酸酐接枝聚乙烯共聚物與聚乙烯的共混物，其共混比例為10,總體接枝率達到 0. lwt%以上為宜。對于3LPP防腐層，所述補口片的材質為馬來酸酐接枝聚丙烯共聚物與聚 丙烯的共混物，其共混比例為1:〇~1:10,總體接枝率達到〇. lwt%以上為宜。
[0020] 補口片寬度方向（沿管道軸向方向）中間有圓弧形凹槽，凹槽最深處為I. 0~3. Omm, 其寬度比補口部位環形焊道寬度小〇~5mm為宜。凹槽可使補口片裹覆時緊貼鋼管，也有利 于金屬內襯板始終緊貼補口片材，提高補口質量。
[0021] 補口片寬度方向平直部分的長度與焊口處裸露鋼管可能的最小長度一致，平直部 分兩端為均勻減薄區，每端寬度在50~100_為宜。補口片長度方向（沿管道周向方向)平直 部分最短比管道周長小60mm，最長比管道周長多100mm，平直部分兩端同樣為均勻減薄區， 每端長度在30~60_為宜。均勻減薄區可使補口片與兩端預制防腐層及自身搭接平順，有 利于金屬內襯板始終緊貼補口片材，提高補口質量。
[0022] 當補口部位裸露鋼管的長度變化范圍過大時，可根據焊道兩側裸露鋼管的長度定 制補口片，使補口片凹槽兩側平直部分長度與之對應。
[0023] 補口片平直部分的厚度應略大于兩端防腐層厚度，達到兩端防腐層厚度的 100~150% 為宜。
[0024] 補口片裹覆時可用緊繩器等裝置拉緊，然后用固定片或不干膠固定，也可使用電 烙鐵焊接固定。
[0025] 本發明步驟e中，包裹好的金屬內襯板可用不干膠帶臨時固定，待包裹上電熱圈 后通過左右移動電熱圈的位置以便撕掉不干膠。當施工完成后，金屬內襯板會與補口片牢 固地粘接在一起，成為一個整體。金屬內襯板裹成圓筒形狀時頭尾有部分重疊，為了將重疊 部分也粘接成為一體，金屬內襯板的外表面預先粘附有膠粘劑薄膜，厚度〇. 05~0. 2mm。薄 膜的一邊與金屬內襯板端部齊平，其余三邊比重疊區域窄5~20mm，目的是防止受熱時膠粘 劑溢出粘連電熱圈。
[0026] 膠粘劑薄膜的材質為馬來酸酐接枝聚乙烯/聚丙烯共聚物與聚乙烯/聚丙烯的共 混物，其共混比例為1:〇~1:10,總體接枝率達到〇. lwt%以上為宜。
[0027] 本發明步驟f中，應選用纖細的溫度傳感器，傳感器測溫點應放置在距離電熱圈 邊緣至少50mm的內部區域。
[0028] 本發明步驟g中，可用電動工具快速擰緊內六角螺栓，最后用測力扳手緊固至規 定扭矩。為減小摩擦力對扭矩的影響，減小鎖緊力波動范圍，內六角螺栓應涂抹潤滑脂。在 逐步擰緊內六角螺栓的過程中，金屬內襯板也相應收緊，補口片和金屬內襯板之間及補口 機具各層之間實現緊密貼合。
[0029] 本發明步驟h中，補口片在第二階段受熱軟化后鎖緊力可能減小，可每隔1~5分鐘 用測力扳手重新緊固，緊固時扭矩應達到規定初始扭矩的30%~90%。
[0030] 在不需要補口片與金屬內襯板粘接的情況下，補口片應采用雙層結構，即在上述 補口片的外層另外涂敷一層聚乙烯/聚丙烯，其厚度為0. l~〇. 5mm即可。
[0031] 本發明與現有技術相比，具有如下優點： 1. 金屬內襯板防銹能力強，且與補口片牢固粘接為一體，極大提高了補口層對可見光、 紫外光、水、氧氣及水蒸氣的阻隔性，對尖銳物體機械損傷的抵抗力也得到加強，補口層壽 命大幅提升； 2. 本發明采用鋼箍鎖緊加壓，能夠對補口片在軟化粘接過程中施加巨大壓力，大幅提 高對環氧層的粘接強度；23°C的剝離強度可達到250N/cm以上，50°C的剝離強度達到100 N/cm以上，分別為熱收縮套(帶）補口的2倍和5倍以上； 3. 采用本發明的施工技術，補口結構與直管3LPE、3LPP防腐層結構類似，補口片本身 保持熱塑性，能夠與兩端預制防腐層面層及補口片自身搭接處完全熔合成一體，密封效果 極好； 4. 本發明的補口機具，為環氧底漆和補口片的物理化學轉化提供穩定可控的溫度和 壓力條件，施工質量好，品質穩定性高； 5. 本發明的補口機具簡單可靠，成本低廉，施工費用低； 6. 本發明的補口片無須輻射交聯，成本低廉，邊角料可循環使用，不污染環境。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032] 圖1為本發明的補口機具處于工作狀態的示意圖； 其中，1鋼箍2螺紋鎖緊機構 3電熱裝置 4金屬內襯板5補口片。
【具體實施方式】
[0033] 下面通過【具體實施方式】來進一步說明本發明，以下實施例為本發明較佳的實施方 式，但本發明的實施方式并不受下述實施例的限制。
[0034] 實施例1 : 一種Φ610的3LPP管道，預制防腐層厚度3mm，補口片5寬度400mm，厚度3. 3mm，補口 機具及施工方法如下： 補口機具從內至外依次為金屬內襯板4、電熱裝置3和鋼箍1。
[0035] 金屬內襯板4包裹在補口片5外成圓筒形狀，頭尾部分重疊。金屬內襯板4長度 為2000mm，寬度500mm，厚度0. 3mm，材質選用304-1/2H不銹鋼冷乳板。金屬內襯板4頭尾 兩端預先鈑金成圓弧形狀，圓弧半徑為305_，兩端弧度都為35°。
[0036] 電熱裝置3為電熱圈，由兩塊半圓電熱圈組成，半圓電熱圈之間用鉸鏈將其中一 端連接起來。電熱圈的總長度為1920mm，寬度450mm，厚度為5mm。
[0037] 電熱圈的總功率為18kW，半圓電熱圈功率為總功率一半。電熱圈為不銹鋼云母加 熱圈，內外表面平整光滑。電源為220V或380V普通工頻交流電。
[0038] 鋼箍1包裹在電熱圈外成圓筒狀，內表面平整光滑，材料為304-1/2H不銹鋼冷軋 板。鋼箍1厚度〇.5mm，寬度與電熱圈相同，長度為1945mm。
[0039] 鋼箍1頭尾通過螺紋鎖緊機構2鎖緊，螺栓數量為5個，均勻分布在鋼箍1的寬度 方向上。螺紋性能等級選6. 8級，表面氧化處理，涂有含鑰潤滑脂，公稱直徑M8,每個螺栓 配一個彈簧墊圈。總的鎖緊力為3500kgf，每個內六角螺栓鎖緊力為700kgf，擰緊扭矩為 12Nm。
[0040] 施工方法包括以下步驟： a. 表面處理：對管道補口部位的鋼管表面進行除污和噴砂除銹，鋼管表面質量應達到 Sa2. 5級，噴砂除銹后隨即用壓縮空氣將鋼管表面灰塵清除干凈； b. 鋼管預熱：將管道補口部位的鋼管預熱到65°C ; c. 涂刷底漆：將環氧底漆均勻涂覆在補口部位鋼管的整個表面； d. 補口片5裹覆：在環氧底漆的表面裹覆補口片5,補口片5的材質為聚丙烯與馬來 酸酐接枝聚丙烯共聚物的4:1共混物，補口片5寬度方向（沿管道軸向方向）中間有圓弧形 凹槽，凹槽最深處為I. 5mm，其寬度比焊口處環形焊道寬度小2mm ;補口片5寬度方向平直部 分的長度與焊口處裸露鋼管最小長度一致，平直部分兩端為均勻減薄區，每端寬度為80mm ; 補口片5長度方向（沿管道周向方向)平直部分的長度大于管道周長50_，平直部分兩端同 樣為均勻減薄區，每端長度為50mm ; e. 包裹金屬內襯板4 :將金屬內襯板4包裹在補口片5上，金屬內襯板4的外表面預先 粘附有膠粘劑薄膜，厚度〇. Imm ;薄膜的一邊與金屬內襯板端部齊平，其余三邊比重疊區域 窄IOmm ;膠粘劑薄膜的材質為聚丙烯與馬來酸酐接枝聚丙烯共聚物的4:1共混物； f. 包裹電熱裝置3:將電熱裝置3包裹在金屬內襯板4外，二者中間放置溫度傳感器， 傳感器測溫點應放置在距離電熱裝置3邊緣至少50mm的內部區域； g. 包裹并鎖緊鋼箍1 :將鋼箍1包裹在電熱裝置3外，鋼箍1頭尾通過螺紋鎖緊機構2 鎖緊； h. 程序控溫：接通電源，第一階段溫控儀設定值調至75°C，保持8min.，讓環氧底漆表 干；第二階段溫控儀設定值上調至250°C，保持20min.;切斷加熱電源，緩慢冷卻至50°C以 下。
[0041] i.拆除機具：松開內六角螺栓，順序拆除鋼箍1和電熱裝置3。
[0042] 實施例2 : 一種Φ 1219的3LPE管道，預制防腐層厚度3. 7mm，補口片5寬度450mm，厚度4. 6mm，補 口機具及施工方法如下： 補口機具從內至外依次為金屬內襯板4、電熱裝置3和鋼箍1。
[0043] 金屬內襯板4包裹在補口片5外成圓筒形狀，頭尾部分重疊。金屬內襯板4長度 為3950mm，寬度690mm，厚度0. 5mm，材質選用3型錯合金。
[0044] 電熱裝置3為電熱圈，由兩塊半圓電熱圈組成，半圓電熱圈之間用鉸鏈將其中一 端連接起來。電熱圈的總長度為3830mm，寬度590mm，厚度為6mm。在兩個半圓電熱圈頭尾 接縫處，其中一塊電熱圈的內圓延伸出長7〇mm、厚I. Omm的壓片，安裝時伸入另一塊電熱圈 與內襯板之間。
[0045] 電熱圈的總功率為40kW，半圓電熱圈功率為總功率一半。電熱圈為不銹鋼云母加 熱圈，內外表面平整光滑。電源為220V或380V普通工頻交流電。
[0046] 鋼箍1包裹在電熱圈外成圓筒狀，內表面平整光滑。材料為316-3/4H不銹鋼冷軋 板。鋼箍1厚度〇.8mm，寬度與電熱圈相同，長度為3868mm。
[0047] 鋼箍1頭尾通過內六角螺栓鎖緊，螺栓數量為7個，均勻分布在鋼箍1的寬度方向 上。螺紋性能等級選8. 8級，表面氧化處理，涂有含鑰潤滑脂，公稱直徑M10,每個螺栓配一 個彈簧墊圈。總的鎖緊力為7000kgf，每個內六角螺栓鎖緊力為IOOOkgf，擰緊扭矩為22Nm。
[0048] 施工方法包括以下步驟： a. 表面處理：對管道補口部位的鋼管表面進行除污和噴砂除銹，使鋼管表面質量達到 Sa2. 5級，除銹后隨即用壓縮空氣將鋼管表面灰塵清除干凈； b. 鋼管預熱：將管道補口部位的鋼管預熱到40°C ; c. 涂刷底漆：將環氧底漆均勻涂覆在補口部位鋼管的整個表面； d. 補口片5裹覆：在環氧底漆的表面裹覆補口片5,補口片5的材質為馬來酸酐接枝聚 乙烯共聚物，接枝率為〇. 25wt% ;補口片5寬度方向（沿管道軸向方向）中間有圓弧形凹槽， 凹槽最深處為2. 0mm，其寬度比焊口處環形焊道寬度小3mm;補口片5寬度方向平直部分的 長度與焊口處裸露鋼管最小長度一致，平直部分兩端為均勻減薄區，每端寬度為60mm;補 口片5長度方向（沿管道周向方向)平直部分的長度小于管道周長30_，平直部分兩端同樣 為均勻減薄區，每端長度為60mm ; e. 包裹金屬內襯板4 :將金屬內襯板4包裹在補口片5上，金屬內襯板4的外表面預先 粘附有膠粘劑薄膜，厚度〇. 〇5mm ;薄膜的一邊與金屬內襯板端部齊平，其余三邊比重疊區 域窄5mm ;膠粘劑薄膜的材質為馬來酸酐接枝聚乙烯共聚物，接枝率為0. 25wt% ; f. 包裹電熱裝置3:將電熱裝置3包裹在金屬內襯板4外，二者中間放置溫度傳感器， 傳感器測溫點應放置在距離電熱裝置3邊緣至少50mm的內部區域； g. 包裹并鎖緊鋼箍1 :將鋼箍1包裹在電熱裝置外，鋼箍1頭尾通過螺紋鎖緊機構2鎖 緊； h. 程序控溫：接通電源，溫控儀設定值調至220°C，保持50min.，可每隔1~5分鐘用測 力扳手重新緊固，緊固時扭矩應達到規定初始扭矩的30%~90%。切斷加熱電源，緩慢冷卻至 50°C以下； i. 拆除機具：松開內六角螺栓，順序拆除鋼箍和電熱裝置。
[0049] 對比例1 : 一種管道補口方法依次包括以下步驟： a. 表面處理：對管道補口部位的鋼管表面進行除污、噴砂除銹，使鋼管表面質量達到 Sa2. 5級，除銹后隨即用壓縮空氣將鋼管表面灰塵清除干凈； b. 表面預熱：用電磁感應電熱方式將管道補口部位的鋼管表面預熱到50~75°C，用經 過校驗的紅外線測溫計監測溫度，外界溫度低時可適當提高預熱溫度； c. 涂刷底漆：將環氧底漆均勻涂覆在補口部位鋼管的整個表面； d. 熱縮套補口 ：將熱縮套包覆到補口部位，用中頻電熱器對熱縮套進行電熱，電熱溫 度為140~160°C，使熱縮套收縮包覆到補口部位，補口操作完成，效果評價結果如表1所示。
[0050] 表1為各實施例及對比例管道補口的效果評價結果
【權利要求】
1. 一種補口機具，其特征在于：從內至外依次為金屬內襯板、電熱裝置和鋼箍，所述金 屬內襯板成圓筒形狀，頭尾部分重疊；所述電熱裝置包裹在金屬內襯板外；所述鋼箍包裹 在電熱裝置外成圓筒狀，鋼箍頭尾通過機械鎖緊裝置鎖緊。
2. 根據權利要求1所述的補口機具，其特征在于：金屬內襯板的長度比兩端預制防腐 層周長長20~120mm，寬度比補口片寬20~240mm，厚度為0? 2~1. Omm。
3. 根據權利要求1所述的補口機具，其特征在于：金屬內襯板頭尾兩端可預先鈑金成 圓弧形狀，圓弧半徑與鋼管半徑相同，兩端弧度各自為30°~60°。
4. 根據權利要求1所述的補口機具，其特征在于：金屬內襯板材質選自不銹鋼、鍍鋅 鋼、鍍錫鋼、鍍鋁鋼、鍍鎳鋼、鍍鉻鋼、純鋁、鋁合金、純銅或銅合金中的一種或幾種；金屬內 襯板貼補口片一面可經毛化處理，使錨紋深度達到5~50 y m。
5. 根據權利要求1所述的補口機具，其特征在于：所述電熱裝置為電熱圈或電熱片，優 選電熱圈。
6. 根據權利要求5所述的補口機具，其特征在于：電熱圈由兩塊半圓電熱圈組成，兩塊 半圓電熱圈之間完全獨立或用鉸鏈將其中一端連接起來。
7. 根據權利要求6所述的補口機具，其特征在于：電熱圈的總長度比兩端預制防腐 層周長短5~50mm ;寬度比補口片寬0~220mm，但比金屬內襯板窄20~100mm ;電熱圈厚度為 3?20mm。
8. 根據權利要求6所述的補口機具，其特征在于：在兩個半圓電熱圈頭尾接縫處，其中 一塊電熱圈的內圓延伸出長30~80mm、厚0. 5~1. 0mm的壓片，安裝時伸入另一塊電熱圈與金 屬內襯板之間。
9. 根據權利要求5所述的補口機具，其特征在于：電熱圈為不銹鋼云母加熱圈、鑄鋁加 熱圈、鑄銅加熱圈或不銹鋼陶瓷加熱圈，其內外表面平整光滑，接線端子在電熱圈主體圓柱 面之外。
10. 根據權利要求5所述的補口機具，其特征在于：鋼箍厚度0. 5~1. 5mm，寬度與電熱圈 相同，有效長度比電熱圈外圓周長短10~50mm。
11. 根據權利要求10所述的補口機具，其特征在于：鋼箍材料為碳鋼、合金鋼或不銹 鋼。
12. 根據權利要求1所述的補口機具，其特征在于：機械鎖緊裝置為螺紋鎖緊機構、偏 心輪鎖緊機構、斜面鎖緊機構或四桿鎖緊機構，優選為螺紋鎖緊機構。
13. 根據權利要求12所述的補口機具，其特征在于：采用螺紋鎖緊機構鎖緊鋼箍時，鋼 箍頭尾分別外卷包住一個連接桿，連接桿可以繞軸自由轉動，方便內六角螺栓連接鎖緊，螺 栓數量為3~9個，均勻分布在鋼箍的寬度方向上。
14. 根據權利要求13所述的補口機具，其特征在于：內六角螺栓連接時可使用彈簧墊 圈或彈簧。
15. -種權利要求1-14任一項所述補口機具的施工方法，其特征在于至少包括如下步 驟： a. 表面處理：對管道補口部位的鋼管表面進行除污和噴砂除銹； b. 鋼管預熱：將管道補口部位的鋼管預熱到30~80°C ; c. 涂刷底漆：將環氧底漆均勻涂覆在補口部位鋼管的整個表面； d. 補口片裹覆：在環氧底漆的表面裹覆補口片； e. 包裹金屬內襯板：將金屬內襯板包裹在補口片上； f. 包裹電熱裝置：將電熱裝置包裹在金屬內襯板外，二者中間放置溫度傳感器； g. 包裹并鎖緊鋼箍：將鋼箍包裹在電熱裝置外，鋼箍頭尾通過機械鎖緊裝置鎖緊； h. 程序控溫：接通電源，第一階段溫控儀設定值調至50~10(TC，保持0~30min.，讓環氧 底漆表干；第二階段溫控儀設定值上調至180~280°C，保持10~60min.;切斷加熱電源，緩慢 冷卻至50°C以下； i. 拆除機具：松開機械鎖緊裝置，順序拆除鋼箍和電熱裝置。
16. 根據權利要求15所述的施工方法，其特征在于：步驟b中，預熱的方式為電熱圈加 熱、電磁感應加熱、紅外加熱或液化氣火焰加熱。
17. 根據權利要求15所述的施工方法，其特征在于：對于3LPE防腐層，所述補口片的 材質為馬來酸酐接枝聚乙烯共聚物與聚乙烯的共混物，其共混比例為1:〇~1:10,總體接枝 率達到0. lwt%以上；對于3LPP防腐層，所述補口片的材質為馬來酸酐接枝聚丙烯共聚物與 聚丙烯的共混物，其共混比例為1:〇~1:10,總體接枝率達到〇. lwt%以上。
18. 根據權利要求15所述的施工方法，其特征在于：補口片寬度方向中間有圓弧形凹 槽，凹槽最深處為1. 〇~3. 0mm，其寬度比補口部位環形焊道寬度小0~5mm。
19. 根據權利要求18所述的施工方法，其特征在于：補口片寬度方向平直部分的 長度與補口部位裸露的鋼管的最小長度一致，平直部分兩端為均勻減薄區，每端寬度在 50~100mm ;補口片長度方向平直部分最短比管道周長小60mm，最長比管道周長多100mm，平 直部分兩端同樣為均勻減薄區，每端長度在30~60mm。
20. 根據權利要求18所述的施工方法，其特征在于：補口片平直部分的厚度為兩端預 制防腐層厚度的100~150%。
21. 根據權利要求15所述的施工方法，其特征在于：金屬內襯板的外表面預先粘附有 膠粘劑薄膜，厚度0. 05~0. 2mm，薄膜的一邊與金屬內襯板端部齊平，其余三邊比重疊區域窄 5?20mm〇
22. 根據權利要求21所述的施工方法，其特征在于：膠粘劑薄膜的材質為馬來酸酐接 枝聚乙烯/聚丙烯共聚物與聚乙烯/聚丙烯的共混物，其共混比例為10,總體接枝 率達到0. lwt%以上。
23. 根據權利要求15所述的施工方法，其特征在于：步驟f中，選用纖細的溫度傳感 器，傳感器測溫點應放置在距離電熱圈邊緣至少50mm的內部區域。
24. 根據權利要求15所述的施工方法，其特征在于：步驟h中，在第二階段每隔1~5分 鐘可用測力扳手重新緊固鋼箍，緊固時扭矩應達到規定初始扭矩的30%~90%。
25. 根據權利要求15所述的施工方法，其特征在于：在不需要補口片與金屬內襯板粘 接的情況下，補口片采用雙層結構，即在補口片的外層另外涂敷一層聚乙烯/聚丙烯，其厚 度為 0. 1~0. 5mm。
【文檔編號】F16L58/18GK104500920SQ201410785138
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月17日 優先權日:2014年12月17日
【發明者】鄭明嘉, 陳錟, 雷小均, 蘇俊業, 胡兵, 周浩, 何瀏煒, 李建中, 郭美福 申請人:四川金發科技發展有限公司