專利名稱：鋼樁防腐作業(yè)設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種水上鋼樁維護設備，具體涉及一種可對海上鋼樁進行防腐作
業(yè)的設備。
背景技術：
鋼樁是碼頭的主要承力構件，它的腐蝕嚴重影響著碼頭的安全和使用壽命，因此 必須對其施加有效的防護。海港碼頭鋼管樁一般采用涂層與陰極保護聯(lián)合的方法進行保 護，也可對水下區(qū)域采用陰極保護，在潮差區(qū)以上采用防腐涂層保護。通常認為只要防腐涂 層保護帶和水電化學保護帶很好地銜接，中間不留空白區(qū)即可。潮差區(qū)缺乏連貫性的電解 質(zhì)，部分時間陰極保護無法起作用。所以涂層保護必須延伸到平均低潮位以下lm左右的海 水中，才能使整個鋼樁得到有效和完整的保護。然而，由于腐蝕環(huán)境惡劣，海港碼頭鋼結構 的防腐設施通常在運行8 10年后就會失效，特別是浪濺區(qū)和潮差區(qū)的鋼樁表面腐蝕情況 最為嚴重，海水中氯離子等腐蝕離子使得碼頭鋼樁的平均腐蝕速率達到0. 3 0. 4mm/年， 局部腐蝕速率甚至達到lmm/年；同時棲居在潮差區(qū)的海生物也會加快鋼樁的腐蝕速度。 碼頭防腐蝕體系的修復則是一個難題，其中水下部分可以通過水下焊接技術更換 陽極來實現(xiàn)陰極保護系統(tǒng)的修復；而浪濺區(qū)及潮差區(qū)的施工環(huán)境十分惡劣，除了流急浪大 的影響之外，施工時間受潮汐制約，最短只有幾分鐘，最長也不過幾個小時，這是最難施工 的區(qū)域，同時浪濺區(qū)和潮差區(qū)也是碼頭鋼樁腐蝕最嚴重的區(qū)域，因此尋找一種有效的鋼樁 維護手段，是長期以來需要解決的問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型需要解決的技術問題是提供一種鋼樁防腐作業(yè)設備，它可以自動航 行、自動抱樁，對海上鋼樁的潮差區(qū)、浪濺區(qū)進行自動防腐作業(yè)。 為了解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案一種鋼樁防腐作業(yè)設備， 包括以下部分作業(yè)井，可以漂浮在水面上，作業(yè)井的中央設有空腔，作業(yè)井由可以啟閉的 至少兩瓣構成，當作業(yè)井啟閉時可以環(huán)抱在鋼樁上，空腔底部的內(nèi)邊緣設有密封裝置可與 鋼樁表面形成密封；排水裝置，安裝在作業(yè)井內(nèi)；垂直行走機構，位于作業(yè)井的空腔內(nèi)并可 以上下運動；圓周掃描機構，安裝在垂直行走機構上，可以在作業(yè)井的空腔內(nèi)沿圓周運動； 表面處理裝置，與圓周掃描機構相連接，可以對鋼樁表面進行清潔處理；噴涂裝置，與圓周 掃描機構相連接；推進倉，設在作業(yè)井上，推進倉內(nèi)設有兩個獨立的驅(qū)動裝置分別與兩個螺 旋槳相連接。 進一步地，所述推進倉設在作業(yè)井的上部。 進一步地，所述作業(yè)井的空腔呈圓形，作業(yè)井沿圓周分為三瓣，一片固定瓣對應的 圓心角為18(T ，其余兩片活動瓣對應的圓心角均為9(T ，兩片活動瓣鉸接在固定瓣的兩 側，在閉合時三瓣之間的接縫是密封的。 優(yōu)選地，所述垂直行走機構安裝在作業(yè)井的固定瓣上，垂直行走機構包括一個支撐平臺、兩條直線導軌和一根齒條，支撐平臺上設有第一齒輪與所述齒條相嚙合，第一齒輪
通過第一減速器與第一馬達相連接，支撐平臺可沿直線導軌滑動。 更優(yōu)地，所述第一馬達為液壓馬達。 更優(yōu)地，所述直線導軌的上下兩端設有限位開關。 更優(yōu)地，所述支撐平臺呈半圓形，所述圓周掃描機構包括一個半圓形的弧線導軌，
弧線導軌可沿支撐平臺弧線滑動，弧線導軌的外緣設有齒圈，支撐平臺上還設有第二齒輪
與所述齒圈相嚙合，第二齒輪通過第二減速器與第二馬達相連接。 更優(yōu)地，所述第二馬達為液壓馬達。 更優(yōu)地，所述弧線導軌的兩端設有限位開關。 優(yōu)選地，所述表面處理裝置為安裝在弧線導軌上的鋼絲刷輪，鋼絲刷輪由電機驅(qū)動。 優(yōu)選地，所述表面處理裝置為安裝在弧線導軌上的高壓水和高壓水磨料噴頭。 更優(yōu)地，所述弧線導軌的兩端各固定一噴頭座，所述高壓水和高壓水磨料噴頭安 裝在噴頭座上。 優(yōu)選地，所述噴涂裝置為安裝在弧線導軌上的高壓無氣噴涂噴頭。 優(yōu)選地，所述作業(yè)井內(nèi)還設有視頻監(jiān)視系統(tǒng)。 優(yōu)選地，還包括烘干裝置安裝在作業(yè)井的空腔內(nèi)。 進一步地，所述烘干裝置為設置在作業(yè)井底部的環(huán)形管，環(huán)形管與熱風裝置相連 接，環(huán)形管的上表面開有出風口。 進一步地，所述作業(yè)井的底部還設有遠紅外輻射加熱燈。 優(yōu)選地，所述作業(yè)井內(nèi)還設有通風裝置，所述通風裝置與抽氣機相連接。 優(yōu)選地，所述作業(yè)井的底部還設有液壓泵倉，液壓泵倉內(nèi)設有可輸出液壓驅(qū)動力
的油箱和液壓泵。 本實用新型的有益效果是由于作業(yè)井可以象船一樣漂浮在水面上，并可以抱在 鋼樁上，將鋼樁的浪濺區(qū)和潮差區(qū)包圍在內(nèi)部，形成一個不漏水的作業(yè)空間，然后可以完成 排水、清理鋼樁表面、烘干鋼樁表面、鋼樁表面噴涂重防腐涂料、烘干涂料和脫樁等一系統(tǒng) 動作，從而完成鋼樁二次防腐的全過程，為海上鋼樁的防腐維護提供了一個可靠的作業(yè)環(huán) 境和有效的作業(yè)手段。作業(yè)井上設有推進倉，具備自航行能力，便于在碼頭下面低矮的空間 內(nèi)移動，有效地解決了碼頭下面鋼樁維護困難的問題。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細說明。


圖1是本實用新型鋼樁防腐作業(yè)設備的外形示意圖。 圖2是作業(yè)井的俯視圖。 圖3是作業(yè)井內(nèi)的垂直行走機構空間布置示意圖。 圖4是垂直行走機構的示意圖。 圖5是圓周掃描機構的示意圖。 圖6是噴頭座的示意圖。 圖7作業(yè)井內(nèi)液壓系統(tǒng)的示意圖。
具體實施方式
如
圖1、圖2所示，本實用新型鋼樁防腐作業(yè)設備包括一個作業(yè)井100，作業(yè)井100 全鋼焊接結構，雙殼幾何體，可自由漂浮在水面上。甲板平面呈U形，下部基本為階梯狀柱 形。作業(yè)井垂向全透空近似船井，中央設有空腔101。作業(yè)井的空腔101呈圓形，作業(yè)井的 殼體沿圓周分為三瓣，一片固定瓣102對應的圓心角為180° ，其余兩片活動瓣103對應的 圓心角均為90。，兩片活動瓣103鉸接在固定瓣102的兩側，在閉合時三瓣之間的接縫是密 封的。三瓣閉合時可以環(huán)抱在鋼樁上，空腔IOI的頂部和底部各設有密封裝置可與鋼樁表 面形成密封，抱樁后，安裝在作業(yè)井底部的排水裝置可以將作業(yè)井內(nèi)的水排出，從而在作業(yè) 井內(nèi)形成一個無水的空間，為防腐作業(yè)提供場所。 作業(yè)井的雙殼空間內(nèi)根據(jù)需要分別布置各類浮力倉、壓載倉、污水倉、推進倉等。 其中，推進倉700設置在固定瓣102上靠近頂部的位置，推進倉700內(nèi)設有兩個獨立的驅(qū)動 裝置分別與兩個螺旋槳701相連接。在螺旋槳的驅(qū)動下，作業(yè)井可在水面上航行，分別控制 兩個螺旋槳的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，就可以控制作業(yè)井的航行方向。 如圖3、圖4所示，為了能對作業(yè)井內(nèi)的鋼樁1表面進行全方位作業(yè)，作業(yè)井內(nèi)設有 垂直行走機構200和圓周掃描機構300，圓周掃描機構300安裝在垂直行走機構200上，可 以在作業(yè)井的空腔內(nèi)沿圓周運動；而垂直行走機構200則可帶動圓周掃描機構300上下運 動。 垂直行走機構200安裝在作業(yè)井的固定瓣102上，垂直行走機構200包括一個半 圓形的支撐平臺201、兩條直線導軌202和一根齒條203，支撐平臺201上設有第一齒輪204 與所述齒條203相嚙合，第一齒輪204通過第一減速器與第一馬達205相連接，支撐平臺 201可沿直線導軌202滑動。直線導軌202的上下兩端設有限位開關，可以限制垂直行走機 構200上下運動的范圍。圓周掃描機構300上安裝有表面處理裝置400和噴涂裝置500，可 以分別對鋼樁表面進行清潔處理和噴涂重防腐涂料。 如圖4、圖5所示，圓周掃描機構包括一個弧線導軌301 ，弧線導軌301也大致成半 圓形但比支撐平臺201稍長，兩端都伸出支撐平臺201以外。弧線導軌301的外緣設有齒 圈302，支撐平臺201上還設有第二齒輪303與所述齒圈302外嚙合，第二齒輪303通過第 二減速器304與第二馬達305相連接。第二齒輪303位于支撐平臺201的中間位置，從而 當?shù)诙R達305轉(zhuǎn)動時，可以帶動弧線導軌301在支撐平臺201的滑槽內(nèi)沿弧線滑動。弧 線導軌301的兩端設有限位開關，可以限制弧線導軌301滑動的范圍。 由于上述第一馬達205、第二馬達305在噴涂涂料也要運轉(zhuǎn)，出于防爆考慮，最好 都采用液壓馬達。 作業(yè)井的底部還設有液壓泵倉800(見
圖1)，液壓泵倉800內(nèi)設有可輸出液壓驅(qū)動 力的油箱和液壓泵。如圖7所示，液壓泵3與油箱2相連接，液壓泵3輸出的壓力油可以供 給第一馬達205、第二馬達305、作業(yè)井開啟油缸4、作業(yè)井閉合油缸5、作業(yè)井鎖緊油缸6和 作業(yè)井開鎖油缸7，連接在液壓管路中的換向閥可以控制上述馬達和油缸的動作。上述作業(yè) 井開啟油缸4和作業(yè)井閉合油缸5可以使作業(yè)井的活動瓣產(chǎn)生開啟或閉合的動作，上述作 業(yè)井鎖緊油缸6和作業(yè)井開鎖油缸7則可以使兩個密封裝置與鋼樁表面之間鎖緊或開鎖。 在本實用新型的一個實施例中，表面處理裝置為安裝在弧線導軌兩端的鋼絲刷
6輪，鋼絲刷輪由電機驅(qū)動。鋼絲刷輪可以在噴涂防腐涂料之前，將附著在鋼樁表面的海生 物、舊涂層和鐵銹等清除干凈。為了避免在噴好防腐涂料后鋼絲刷輪破壞涂層，鋼絲刷輪應 該是可以伸縮的，此為本領域的常規(guī)技術手段，對其結構不作詳述。 在本實用新型的另一個實施例中，表面處理裝置400為安裝在弧線導軌上的高壓 水和高壓水磨料噴頭。其中高壓水射流可以用來清除鋼樁表面附著的海生物，進而再用高 壓水磨料射流清除鋼樁表面的銹蝕和舊涂層。 弧線導軌301的兩端各固定一噴頭座600，兩個高壓水和高壓水磨料噴頭相距 180° ，各安裝在一個噴頭座600上(如圖4所示)。由于高壓水和高壓水磨料的處理效果 與其噴射的角度、距離等有關，因此，在安裝時，調(diào)整好高壓水和高壓水磨料噴頭相對于鋼 樁表面的距離和角度，并固定在噴頭座600上，結構如圖6所示。 在本實用新型的一個實施例中，噴涂裝置500為安裝在弧線導軌兩端的高壓無氣 噴涂噴頭。兩個高壓無氣噴涂噴頭相距180。，調(diào)整好兩個高壓無氣噴涂噴頭相對于鋼樁表 面的距離，也分別固定在兩個噴頭座600上。 作業(yè)井內(nèi)還可以設有烘干裝置，本實施例中，烘干裝置為設置在作業(yè)井空腔底部 的環(huán)形管，環(huán)形管也設計為三瓣，分別安裝在作業(yè)井三瓣結構的底部，這樣當作業(yè)井閉合 時，三段管子拼成一個完整的圓環(huán)。三段管子之間通過軟管連接。環(huán)形管與熱風裝置相連 接，環(huán)形管的上表面開有出風口 ，從環(huán)形管噴出的熱風可以對鋼樁表面的水分或涂料進行 烘干。為了提高烘干效率，在作業(yè)井的底部還可以設置遠紅外輻射加熱燈。與烘干裝置相 配套，作業(yè)井內(nèi)還設有通風裝置，所述通風裝置與抽氣機相連接，可以將作業(yè)井內(nèi)產(chǎn)生的水 蒸汽、漆霧等迅速抽走。 下面介紹本實用新型鋼樁防腐作業(yè)設備的作業(yè)流程。 1、抱樁。在推進倉的推動下，作業(yè)井具有自航行能力，在低潮位時，它可以自動 靠近待維護的鋼樁，然后張開兩個活動瓣，將鋼樁抱在其中，如果鋼樁是傾斜的，則作業(yè)井 的底部先與鋼樁接觸，在螺旋槳的推動下，作業(yè)井的上部繼續(xù)移動，從而使作業(yè)井也產(chǎn)生傾 斜，也鋼樁的傾斜角度一致。然后兩個活動瓣閉合，在鎖緊油缸的作用下，作業(yè)井頂部和底 部的密封裝置與鋼樁表面形成密封。為了降低機構的防水要求和滿足作業(yè)設備的抱樁要 求，噴頭組的初始位置位于工作行程的上極限位置，且兩側噴頭組分別位于±90°的位置 (以圖2中X軸正方向為0。，逆時針旋轉(zhuǎn)角度為正值)。 2、排水。安裝在作業(yè)井內(nèi)的排水裝置(潛水泵)可以將作業(yè)井內(nèi)的水排出。 3、首先用高壓水噴頭清除鋼樁表面附著的海生物、舊涂層和鐵銹。開啟高壓水噴 頭，兩個噴頭組跟隨圓周掃描機構運動180° ，即完成了該高度段內(nèi)鋼樁整個圓周表面的表 面處理工藝；接著，垂直行走機構帶動圓周掃描機構向下進給一段距離，此時圓周掃描機構 反向旋轉(zhuǎn)，噴頭組跟隨圓周掃描行走機構反向旋轉(zhuǎn)180° ，即完成了該高度段內(nèi)鋼樁整個圓 周表面的表面處理工藝；按照上述運動方式循環(huán)，直至鋼樁維護段均已完成表面處理工藝。 此時，視頻監(jiān)視系統(tǒng)開啟，確定鋼樁表面的附著海生物均已清除干凈且露出金屬光澤，在作 業(yè)完畢后觀察作業(yè)質(zhì)量。則視頻監(jiān)視系統(tǒng)關閉并轉(zhuǎn)入下一步。 4、烘干水分烘干維護段表面水分，防止鋼樁表面返銹。此時，視頻監(jiān)視系統(tǒng)開啟， 確定鋼樁表面已烘干，則視頻監(jiān)視系統(tǒng)關閉并轉(zhuǎn)入下一步。
5、噴涂底漆高壓無氣噴涂設備對鋼樁維護段表面噴涂底漆。待高壓無氣噴涂設備的工作壓力穩(wěn)定后開啟高壓無氣噴涂噴頭，兩個噴頭組跟隨圓周掃描機構運動180°即 完成了該高度段內(nèi)鋼樁整個圓周表面的噴涂，關閉高壓無氣噴涂噴頭；接著，垂直行走機構 帶動圓周掃描機構向下進給一段距離后開啟噴頭，此時圓周掃描機構反向旋轉(zhuǎn)，噴頭組跟 隨圓周掃描機構反向旋轉(zhuǎn)180° ，即完成了該高度段內(nèi)鋼樁整個圓周表面的噴涂，關閉高壓 無氣噴涂噴頭；按照上述運動方式循環(huán)，直至鋼樁維護段均已完成重防腐涂料噴涂，關閉噴 頭并由圓周掃描機構將噴頭組復位±90°的位置；開啟高壓無氣噴涂噴頭，用稀釋劑清洗 噴涂設備的泵和管路，并收集使用過的稀釋劑；最后，關閉噴頭，并由垂直行走機構將噴頭 組復位至工作行程的上極限位。此時，視頻監(jiān)視系統(tǒng)開啟，確定鋼樁表面涂層均勻，未出現(xiàn) 流掛現(xiàn)象，則視頻監(jiān)視系統(tǒng)關閉并轉(zhuǎn)入下一步。 6、烘干底漆直至指干。 7、噴涂面漆與上述噴涂底漆的過程相似。 8、烘干面漆直至指干。 9、脫樁作業(yè)設備脫樁，轉(zhuǎn)至下一根需要維護的鋼樁。
權利要求一種鋼樁防腐作業(yè)設備，其特征是，包括以下部分作業(yè)井(100)，可以漂浮在水面上，作業(yè)井的中央設有空腔(101)，作業(yè)井由可以啟閉的至少兩瓣構成，當作業(yè)井啟閉時可以環(huán)抱在鋼樁上，空腔(101)的頂部和底部各設有密封裝置可與鋼樁表面形成密封；排水裝置，安裝在作業(yè)井(100)內(nèi)；垂直行走機構(200)，位于作業(yè)井的空腔(101)內(nèi)并可以上下運動；圓周掃描機構(300)，安裝在垂直行走機構(200)上，可以在作業(yè)井的空腔(101)內(nèi)沿圓周運動；表面處理裝置(400)，與圓周掃描機構(300)相連接，可以對鋼樁表面進行清潔處理；噴涂裝置(500)，與圓周掃描機構(300)相連接；推進倉(700)，設在作業(yè)井(100)上，推進倉(700)內(nèi)設有兩個獨立的驅(qū)動裝置分別與兩個螺旋槳(701)相連接。
2. 根據(jù)權利要求l所述的鋼樁防腐作業(yè)設備，其特征是，所述推進倉(700)設在作業(yè)井 的上部。
3. 根據(jù)權利要求l所述的鋼樁防腐作業(yè)設備，其特征是，所述作業(yè)井的空腔(101)呈圓 形，作業(yè)井(100)沿圓周分為三瓣，一片固定瓣(102)對應的圓心角為180。，其余兩片活動 瓣(103)對應的圓心角均為90。，兩片活動瓣(103)鉸接在固定瓣的兩側，在閉合時三瓣之 間的接縫是密封的。
4. 根據(jù)權利要求3所述的鋼樁防腐作業(yè)設備，其特征是，所述垂直行走機構(200)安 裝在作業(yè)井的固定瓣(102)上，垂直行走機構(200)包括一個支撐平臺(201)、兩條直線導 軌(202)和一根齒條(203)，支撐平臺(201)上設有第一齒輪(204)與所述齒條(203)相嚙 合，第一齒輪(204)通過第一減速器與第一馬達(205)相連接，支撐平臺(201)可沿直線導 軌(202)滑動。
5. 根據(jù)權利要求4所述的鋼樁防腐作業(yè)設備，其特征是，所述第一馬達(205)為液壓馬達。
6. 根據(jù)權利要求4所述的鋼樁防腐作業(yè)設備，其特征是，所述直線導軌(202)的上下兩 端設有限位開關。
7. 根據(jù)權利要求4所述的鋼樁防腐作業(yè)設備，其特征是，所述支撐平臺(201)呈半圓 形，所述圓周掃描機構(300)包括一個半圓形的弧線導軌(301)，弧線導軌(301)可沿支撐 平臺(201)弧線滑動，弧線導軌(301)的外緣設有齒圈(302)，支撐平臺(201)上還設有第 二齒輪(303)與所述齒圈(302)相嚙合，第二齒輪(303)通過第二減速器(304)與第二馬 達(305)相連接。
8. 根據(jù)權利要求7所述的鋼樁防腐作業(yè)設備，其特征是，所述第二馬達(305)為液壓馬達。
9. 根據(jù)權利要求7所述的鋼樁防腐作業(yè)設備，其特征是，所述弧線導軌(301)的兩端設 有限位開關。
10. 根據(jù)權利要求7所述的鋼樁防腐作業(yè)設備，其特征是，所述表面處理裝置為安裝在 弧線導軌上的鋼絲刷輪，鋼絲刷輪由電機驅(qū)動。
11. 根據(jù)權利要求7所述的鋼樁防腐作業(yè)設備，其特征是，所述表面處理裝置(400)為安裝在弧線導軌上的高壓水和高壓水磨料噴頭。
12. 根據(jù)權利要求ll所述的鋼樁防腐作業(yè)設備，其特征是，所述弧線導軌(301)的兩端 各固定一噴頭座(600)，所述高壓水和高壓水磨料噴頭安裝在噴頭座(600)上。
13. 根據(jù)權利要求7所述的鋼樁防腐作業(yè)設備，其特征是，所述噴涂裝置(500)為安裝 在弧線導軌上的高壓無氣噴涂噴頭。
14. 根據(jù)權利要求l所述的鋼樁防腐作業(yè)設備，其特征是，所述作業(yè)井(100)內(nèi)還設有 視頻監(jiān)視系統(tǒng)。
15. 根據(jù)權利要求1所述的鋼樁防腐作業(yè)設備，其特征是，還包括烘干裝置安裝在作業(yè) 井的空腔內(nèi)。
16. 根據(jù)權利要求15所述的鋼樁防腐作業(yè)設備，其特征是，所述烘干裝置為設置在作 業(yè)井底部的環(huán)形管，環(huán)形管與熱風裝置相連接，環(huán)形管的上表面開有出風口 。
17. 根據(jù)權利要求16所述的鋼樁防腐作業(yè)設備，其特征是，所述作業(yè)井的底部還設有 遠紅外輻射加熱燈。
18. 根據(jù)權利要求1所述的鋼樁防腐作業(yè)設備，其特征是，所述作業(yè)井內(nèi)還設有通風裝 置，所述通風裝置與抽氣機相連接。
19. 根據(jù)權利要求l所述的鋼樁防腐作業(yè)設備，其特征是，所述作業(yè)井(100)的底部還 設有液壓泵倉(800)，液壓泵倉(800)內(nèi)設有可輸出液壓驅(qū)動力的油箱和液壓泵。
專利摘要本實用新型公開了一種鋼樁防腐作業(yè)設備，包括以下部分作業(yè)井，可以漂浮在水面上，作業(yè)井的中央設有空腔，作業(yè)井由可以啟閉的至少兩瓣構成，當作業(yè)井啟閉時可以環(huán)抱在鋼樁上，空腔的頂部和底部設有密封裝置可與鋼樁表面形成密封；排水裝置；垂直行走機構，位于作業(yè)井的空腔內(nèi)并可以上下運動；圓周掃描機構，安裝在垂直行走機構上，可以在作業(yè)井的空腔內(nèi)沿圓周運動；表面處理裝置，與圓周掃描機構相連接，可以對鋼樁表面進行清潔處理；噴涂裝置，與圓周掃描機構相連接；推進倉內(nèi)設有兩個獨立的驅(qū)動裝置分別與兩個螺旋槳相連接。本實用新型可以完成鋼樁二次防腐的全過程，為海上鋼樁的防腐維護提供了一個可靠的作業(yè)環(huán)境和有效的作業(yè)手段。
文檔編號B05D3/02GK201531024SQ200920175190
公開日2010年7月21日 申請日期2009年10月20日 優(yōu)先權日2009年10月20日
發(fā)明者丁捍東, 周國然, 時蓓玲, 趙大林, 陸旭峰, 馬振江 申請人:中交上海三航科學研究院有限公司