用于涂覆管道的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及管道涂覆，并且更具体地涉及用于涂覆和／或更新退化或有凹坑的管道以延长管道寿命并且提高性能的系统和方法。使用该系统和方法，薄涂层被施加到管道内表面从而该涂层厚度均匀并且覆盖管道的所有区域。该涂层材料可被选择以降低热传递的改变或者可被选择以提供管道中的工作流体的改变从而该工作流体不会不利地影响管道材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及管道涂覆，并且更具体地涉及用于涂覆和/或更新退化或 有凹坑的管道以延长管道寿命并且提高性能的系统和方法。
技术介绍
金属管道具有用于多种工业用途的很多不同应用。金属管道的一 种示例用途在于热交换器体系中。在热交换器中的管道中或者上面流 动的流体或气体根据需耍提供加热或冷却。 一种这样的热交换器应用 形式为冷凝器。冷凝器通常用于冷却在热交换器管道上流经的流体， 该管道具有流经其中的冷却水。冷凝器管道的腐蚀、退化、侵蚀、锈 斑和污垢对于热交换器设备的有效性具有重大影响。此外，维护费用、 水、化学药品、更换成本以及用于维修的停机时间是涉及冷凝器或热 交换器中的管道性能的其它问题。在热交换器体系中的管道的目的在于在冷却介质(通常形式为水) 和加热的流体之间提供阻挡层并且促进热传递。随着时间，管道内表 面生锈或腐蚀，并最终开始泄漏并不能再用作有效阻挡层。在防止或延迟在管道中形成凹坑或侵蚀的尝试中，使用环氧树脂涂层和其它修复化合物。特别地，涂层用于在进口端处保护铜基合金 管道内部，在此处湍流与夹带的固体一起可加速侵蚀。向管道中延伸 三英寸到二十四英寸的涂层已被成功用于防止在该区域中的退化。此外，最近的方法包括涂覆管道的整个长度。因为涂层经常显著 减轻管道内表面的污垢和腐蚀，涂层管道的长期性能最终要好于无涂 层管道。与使用涂层有关的一个潜在副作用是热传递随着不同涂层特 性而改变的程度。各种因素将影响涂层影响热传递的程度，例如但不 限于涂层热传导性、在涂层和管道之间的界面效应、在多个涂层之间 的界面效应、层流效应、污垢效应以及涂覆厚度。除了树脂和填料混 合物中的集合程度如何，涂层热传导性是树脂和填料混合物的一个因 素。界面效应是涂层可润湿性和涂覆参数例如温度、湿度、灰尘控制 以及多个涂层等的函数。此外，涂层涂覆厚度随着涂层数目改变。更 具体地，传统上的两个涂层已被施加到管道内部，然而， 一个涂层是 优选的，因为降低了厚度和材料成本。全长度管道涂层目前一般使用 喷射过程进行涂覆，结果涂层厚度在2密耳到5密耳的水平。这种厚度能够降低热传递能力，在考虑污垢因素之前，在15%-38%的范围中将其降低。一旦管道被用于热交换器中，它们形成保护性氧化物层并且开始 形成污垢。如果污垢速率较快，则管道性能快速退化。根据设计清洁 度设定和管道可用容量，这种性能退化在一定程度上是可接受的，直 至当热交换器需被净化或管道最终被更换时。涂层可防止氧化物形成 并且还降低了产生污垢的速率。与热传递管道的热传递特性和和整体性能的退化有关的一个重要 问题涉及由于管道内表面腐蚀而产生的针孔或凹坑的效应。目前，用 于管道的普通材料包括铜合金、不锈钢合金以及钛合金和碳钢。这些 管道通过在其预定应用中形成钝化薄膜而工作。当钝化薄膜破裂时， 腐蚀发生。设于管道内表面上的涂层可以消除形成钝化层的需要。
技术实现思路
需要改进涉及向管道内表面涂覆涂层的系统和方法以提供保护性 涂层和维修或更新腐蚀的或有凹坑的管道内表面。本专利技术涉及解决该 要求的进一步的方案。根据本专利技术的一个方面，用于向管道涂覆涂层材料的清管器装置(pig device)包括主体部分。涂覆器置于主体部分的第一端部处。端 部凸缘置于主体部分的第二端部处。该涂覆器构造成将涂层材料分布 到管道上，并且端部凸缘构造成从管道擦拭多余的涂层材料，从而在 管道内表面上形成涂层。根据本专利技术的方面，该清管器装置构造成使用推进剂而被吹动通 过管道。涂覆器和端部凸缘构造成施加基于环氧树脂的涂层。清管器 装置的表面适于控制涂层材料的涂覆。根据本专利技术的一个实施例，涂覆管道内表面的方法包括在管道中 提供涂层材料。清管器装置设于管道中，定位成推动涂层材料通过管 道。清管器装置被推进通过管道以施加涂层材料从而形成涂层。根据本专利技术的一个实施例，提供一种用于涂覆管道内表面的系统、 方法和装置，其中使用推进机构沿着管道长度驱动清管器装置。该推 进机构可采取多种形式，包括压力差或机械装置。随着该清管器装置 通过管道进行推进，由此沿着管道内表面提供涂层。被施加的该涂层 可以具有均匀厚度并且可对管道热传递特性具有最小的影响。被施加 的该涂层可填充管道中的侵蚀元素、更新管道的己退化区域、扩展和 桥接管道中的裂缝或可用于沿着管道内表面提供均匀涂层，其中管道 材料被封装。根据本专利技术的一个实施例，用于涂覆涂层的清管器装置可构造成使用可压縮材料制造涂覆器或可选地利用不可压縮材料制造涂覆器。 在一个实施例中，该可压縮涂覆器的尺寸使得在向清管器装置应用推 进机构时，涂覆器压缩。在另一实施例中，不可压缩涂覆器还可含有 与涂覆器关联的多个脊和肋。附图简要说明参考下面的描述和附图可以更好理解本专利技术的前述特征和优点以及其它特征和方面，其中附图说明图1A是根据本专利技术一个方面的清管器装置的透视图1B是根据本专利技术可选方面的清管器装置的透视图2是根据本专利技术一个方面的清管器装置的另一透视图3是根据本专利技术一个方面的清管器装置的端帽的透视图4A是根据本专利技术一个方面的用于管道中的清管器装置的概略示意图4B是根据本专利技术另一方面的用于管道中的清管器装置的概略 示意图5A、 5B、 5C、 5D和5E是根据本专利技术一个方面的在使用中的 清管器装置的概略示意图6是示意根据本专利技术的一个方面的使用清管器装置的一种方法 的流程图；以及图7A、 7B、 7C、 7D、 7E和7F是根据本专利技术方面的可选清管器 装置实施例的透视示意图。具体实施例方式本专利技术的示意性实施例涉及用于涂覆和/或更新管线或管道例如 热交换器管道的内表面的系统和方法。该系统和方法包括提供清管器 装置，该装置构造成以选定量的涂层材料而被插入管道中。该清管器 装置被压缩空气推动通过管道。当清管器装置沿着管道内表面行进时， 清管器装置输送涂层材料并且向管道内表面涂覆涂层材料以形成涂 层。如果在管道内表面上存在凹坑或其它退化或侵蚀元素，则涂层填充这种元素以维修或更新管道表面。该清管器装置可用于现场涂覆， 其中热交换器管道处于其已被安装的构造中。可选地，可以使用相同 装置和方法在制造环境中涂覆管道，其中管道被制造用于最终安装到 热交换器中，或用于要求涂覆管道的某些其它应用。图1到7F，其中相同的部件利用相同的参考数字表示，示意出根 据本专利技术的用于涂覆涂层和/或维修管道内表面的系统和方法的示例性 实施例。虽然参考如在图中示意的示例性实施例描述本专利技术，应该理 解很多可选形式可以体现本专利技术。本领域普通技术人员还将理解以仍 然保持本专利技术精神和范围的方式改变所公开实施例的参数的不同方 式，这些参数例如尺寸、形状或者元件或材料类型。清管(pigging)技术属于流体力学、管线技术和化学工程的范畴。清管技术的一般定义是通过管线推进可移动插塞式清管器，该清管器 可在管线或管道中执行某些活动。清管技术可被用于例如使用刷子以 机械方式净化管线，或者使用摄影机以检查管线或管道的内部状态。 在清管时，管线中的物质被称为清管器(pig)的密配合插塞推动，其 n的是从管线将该物质几乎完全地移除。该清管器被气体或液体推进 剂推进通过管线。该清管器可为球形的、细长的或由多个部件构成。该清管器关于管线形成过大尺寸；因此，管线在清管器前面和后面被 密封。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于向管道涂覆涂层材料的清管器装置，包括：　主体部分；　设置在主体部分的第一端部处的涂覆器；　设置在主体部分的第二端部处的端部凸缘；　其中该涂覆器构造成将涂层材料分布到管道上，并且端部凸缘构造成从管道擦拭多余的涂层材料，从而在管道内表面上形成涂层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔J霍恩，
申请(专利权)人：普拉斯托克公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]