钢管内外壁抛丸机的工作原理

钢管内外壁抛丸机是一种专门用于清理钢管内外壁表面氧化皮、锈蚀、焊渣等杂质的设备，通过高速弹丸冲击钢管表面，实现高效、均匀的清理效果，其工作原理主要包括以下几个关键环节：

一、弹丸加速与投射

弹丸储存与循环

抛丸机内部设有弹丸储存仓，弹丸（通常为钢丸、钢丝切丸等）通过提升机（如斗式提升机）被输送到分离器。

分离器将弹丸与杂质（如破碎弹丸、灰尘）分离，干净的弹丸进入供丸系统，确保弹丸质量。

弹丸加速

弹丸通过供丸管道进入抛丸器（通常为离心式抛丸轮）。

抛丸轮由电机驱动高速旋转（转速可达2000-3000 rpm），利用离心力将弹丸加速至50-80 m/s的速度。

定向投射

抛丸器配备定向套和叶片，控制弹丸的投射方向，使其以一定角度（通常30°-45°）撞击钢管表面，实现高效清理。

二、钢管输送与旋转

输送系统

钢管通过辊道输送线进入抛丸室，辊道由电机驱动，实现钢管的轴向移动（速度可调，通常0.5-3 m/min）。

部分机型配备自动上下料装置，提高生产效率。

旋转机构

钢管在抛丸室内通过摩擦轮或齿轮驱动旋转（转速通常10-30 rpm），确保弹丸均匀覆盖整个圆周表面。

对于长钢管，可能采用分段抛丸或双端驱动方式，避免因自重导致的弯曲。

三、内外壁同步清理

内壁清理

内抛丸器：通过特制内抛丸头（如旋转喷枪或内抛丸轮）伸入钢管内部，沿轴向移动并旋转，弹丸从多个方向撞击内壁。

喷丸压力：内抛丸器通常采用高压气流或机械驱动，弹丸速度可达40-60 m/s，确保内壁清理彻底。

外壁清理

外抛丸器：多个外抛丸器围绕钢管布置，从不同角度投射弹丸，覆盖整个外表面。

弹丸分布：通过调整抛丸器角度和间距，避免清理盲区，确保表面粗糙度均匀（如Sa2.5级）。

四、除尘与弹丸回收

粉尘控制

抛丸室配备高效除尘系统（如脉冲布袋除尘器），通过负压抽风将粉尘吸入除尘器，过滤后排放，避免环境污染。

除尘效率通常≥99%，确保车间空气质量符合标准。

弹丸回收

抛丸室底部设有螺旋输送器，将散落的弹丸输送至提升机，实现循环使用。

定期补充新弹丸，弥补磨损损耗，保持清理效果稳定。

五、自动化控制与工艺优化

PLC控制系统

钢管输送速度、旋转速度、抛丸器启停时间等参数设定。

故障报警与诊断（如弹丸堵塞、电机过载）。

通过可编程逻辑控制器（PLC）实现抛丸机全流程自动化，包括：

工艺参数优化

弹丸流量：根据钢管材质、直径和锈蚀程度调整供丸量（通常100-500 kg/min）。

抛丸时间：通过试验确定最佳清理时间（如30-120秒），平衡效率与成本。

表面粗糙度：通过调整弹丸粒径（0.2-2.0 mm）和速度，控制表面粗糙度Ra值（如25-100 μm）。

六、典型应用场景

石油天然气管道：清理焊接后氧化皮，提高防腐涂层附着力。

建筑钢结构：去除钢管表面锈蚀，延长使用寿命。

工程机械：为液压油缸、传动轴等部件提供清洁表面，确保装配精度。

总结

钢管内外壁抛丸机通过弹丸高速冲击、钢管旋转与输送、内外壁同步清理、粉尘与弹丸回收以及自动化控制等环节，实现了高效、环保的表面处理。其核心优势在于清理效率高（单根钢管处理时间＜3分钟）、表面质量好（Ra值可控）、适用范围广（直径20-3000 mm钢管均可处理）。在现代化工业生产中，抛丸机已成为钢管预处理的关键设备，显著提升了产品质量和生产效率。