“一步法”制黑防腐保温管发泡监视装置.pdf

本发明属于钢管道绝热防腐复合层制造过程中的监控领域，涉及到将跟踪显像监视装置应用于“一步法”制造黑夹克防腐保温管聚氨酯发泡位置监视过程。
    众所周知在油田，炼油厂，化工厂以及动力厂的热力管网上，均大量使用夹克层防腐保温管，其结构见附图1所示：以聚乙烯防腐层亦称为夹克层3包住聚氨酯泡沫保温层2裹住无缝钢管1而构成夹克式防腐保温管。目前已有三种方法生产夹克管：第一种方法是夹克层与钢管同心定位，再灌注泡沫成型也称为管中管法;第二种方法是先预制保温材料管，然后再于其外表面上挤出或缠绕夹克层，上述两种方法统称为“二步法”;第三种方法在日本、美国、英国专利上介绍的“一次挤出法”生产夹克层防腐保温管、“二步法”生产工艺复杂，效率低，一次挤出法的发泡率低，保温效果不佳，均满足不了生产的需求。目前采用CN85102477A专利提出的“一步法”生产黄夹克防腐保温管工艺，但该工艺只能生产半透明状态的黄夹克防腐保温管，黄夹克管在露天铺设或长期在野外存放时，在阳光作用下，耐老化能力迅速降低，因而应力腐蚀龟裂十分严重，不待内部的保温层和钢管使用到设计寿名的六分之一，黄夹克层的防腐作用已经消耗殆尽。“一步法”制造黄夹克管生产线上的监视装置见附图4，监视装置主要由光电传感器1，逻辑开关2，调节放大器3，触发器4和可控硅整流器5，执行电机6，负反馈7，手动信号8和小车纠编9组成。光电传感器是利用发泡界面两侧透光与不透光的特点，产生相应逻辑信号，使执行机构沿管子轴向自动跟踪发泡位置，其主要目的是为了在最理想的部位进行纠偏，而监视发泡位置是以高亮度的蜡光灯照射半透明状态的黄夹克层直接观察发泡液面。

    黑夹克防腐保温管对阳光的吸收系数很大，耐老化程度和耐应力腐蚀龟裂能力都比黄夹克管提高十几倍，由于黑夹克层中发泡位置不能利用发泡液面两侧透光与不透光的物理现象进行监视，所以黑夹克管一直不能采用“一步法”进行工业性生产。

    本发明的目的为了解决用“一步法”生产黑夹克防腐保温管的关键问题，在“一步法”制造黑夹克管生产线上增加发泡监视装置，用其监视黑夹克管聚氨酯保温层的发泡位置。

    本发明提供发泡位置跟踪显像监视装置是应用现代电子显像技术，对于近似于绝黑体地夹克层来说，监视作用是通过波长在0.62～0.35埃软X射线的透视能力，再将荧光屏上的正立实像摄入红外镜头，并将视频信号输入监视器，使之在监视器的荧光屏幕上显像，操作人员可以在操作台上直接观察电视屏幕而监视发泡液面位置，这不仅能有效地监控发泡液面保证黑夹克管生产线正常进行，而且也大幅度减轻了操作人人员的劳动强度。

    本发明所提出的监视装置是由附图2所示的发泡位置跟踪显像监视系统组成的;包括九个部分：软X射线发生器1，黑夹克管过孔2，XP荧光屏3，红外摄像机4，反射镜面5，电视监视器6，行程指示标尺7，铅屏开合开关8以及框架9。其工作原理如图3所示，软X射线发生器以45°的园锥角辐射出波长为0.4埃的软X射线，根据X射线能够穿透可见光所穿不过的物体这一特点，所以此辐射线能够透射黑夹克层、聚氨酯泡沫，钢管，并直接投射在荧光屏上，又由于X射现在不同密度的物质中吸收系数不同，透射线在有聚氨酯泡沫的地方和没有聚氨酯泡沫的地方其强度不同，再由这些不同强度的透射垂直照射在荧光屏上，使荧光屏表面上的荧光物质发生不同亮度的荧光，这就形成了与黑夹克层内的发泡位置相对应，并有泡沫液面存在的影像，再使用红外摄像机，将此影像摄入镜头，并将其转换成视频信号送至操作台上的监视器中，这样监视器屏幕上就会展现出清析的泡沫液面的影像。操作者便可根据监视发泡位置，有效地监控黑夹克管内聚氨酯泡沫液面，从而就实现“一步法”生产黑夹克防腐保温管。

    本发明可以直接应用在“一步法”制造黄夹克管生产线上。在完全不改变黄夹克管生产工艺的条件下，增加发泡监视装置就能直接生产黑夹克管，黑夹克防腐保温管耐老化能力强，不出现龟裂现象，使用寿命比黄夹克管提高5-6倍。

    图1为夹克层防腐保温管示意图：

    1-无缝钢管  2-聚氨酯泡沫保温层

    3-聚乙烯防腐层  4-跟踪显像监视装置

    图2为发泡位置跟踪显像监视装置图：

    1-软X射线发生器  2-黑夹克管过孔

    3-XP荧光屏  4-红外摄像机

    5-反射镜面  6-电视监视器

    7-行程指示标尺  8-铅屏开合开关

    9-装置框架

    图3为发泡位置跟踪显像监视器装置工作原理图

    1-电磁波发生器  2-夹克管

    3-荧光屏  4-镜面反射器

    5-摄像机  6-电视监视器

    图4为黄夹克管生产线上的发泡位置自动跟踪回路方框图

    1-光电传感器  2-逻辑开关

    3-调节放大器  4-触发器

    5-可控硅整流  6-执行电机

    7-负反馈  8-手动信号

    9-纠偏小车

    实施例一

    应用在黑夹克防腐保温管“一步法”生产线上监视黑夹克层内聚氨酯发泡位置的显像装置，当直径为D＝125mm的无缝钢管由挤塑机通过时，挤塑机出料口自动跟出直径为D＝250mm的黑夹克层。同时由喷管向夹克层和钢管间注入聚氨酯液体，该部位随生产线行进，移至跟踪显像监视装置的监视区域。首先，X射线发生器在外电源作用下，辐射出管电压为35KV，管电流为14MA的软X射线，直接辐射监视区域内的黑夹克防腐保温管，软X射线在穿透黑夹克层、聚氨酯发泡区和钢管时，由于不同密度的物质对该射线的吸收系数不同，因而穿过的射线在各点上的强度各异，不同强度的透射线作用在硫化锌镉的荧光屏上，使其产生不同亮度的可见光影像，该影像就是近似于绝黑体夹克层内聚氨酯发泡位置的真实状态完成了显像过程，然后影像映照在反射镜面上，由于镜面的反射效果，在红外线摄像机焦距调至450mm时，就能将镜面影像摄入摄像机镜头，再经过视频转送至电视监视器中，在电视屏幕上可以直接观察到视场范围为300mm画面影像，行程指示标尺能指示出发泡位置，这样就可以将无法用肉眼观察的黑夹克层内聚氨酯发泡液面的位置显示在电视屏幕上，进行监控而实现用“一步法”生产黑夹克防腐保温管。