CN104676141B

CN104676141B - 复合材料管道

Info

Publication number: CN104676141B
Application number: CN201510096893.9A
Authority: CN
Inventors: 俞麒峰; 贾大伟
Original assignee: SHANGHAI YUNYI ENERGY SYSTEM Co Ltd
Current assignee: SUZHOU YUNYI AVIATION COMPOSITE MATERIAL STRUCTURE Co.,Ltd.
Priority date: 2015-03-04
Filing date: 2015-03-04
Publication date: 2018-11-20
Anticipated expiration: 2035-03-04
Also published as: CN104676141A

Abstract

本发明公开了一种复合材料管道，其特征在于，包括管道主体；所述管道主体包括管状的导电内胆，所述导电内胆设置有管腔；所述导电内胆外表面包覆有第一纤维增强树脂层。本发明中的复合材料管道，导电内胆采用钛合金或热塑性树脂制得，对管道内的腐蚀性物质具有优异的抗腐蚀性能，能够抗击绝大多数盐、酸、碱的腐蚀，尤其能够抗击硫化氢、二氧化碳等酸性气体的腐蚀。导电内胆的外表面包裹非金属性的第一纤维增强树脂层为主要受力层，可以承受管道内部的气体或者液体压力，能够抗击管道外部海水中氯化物的腐蚀，能够有效防止自身和内胆的电化学腐蚀，可进一步提高管道的耐腐蚀能力。

Description

复合材料管道

技术领域

本发明涉及一种复合材料管道。

背景技术

可通过增大管道的直径来提高管道的输气或输液能力，但管道直径越大，所承受的压力就越高。传统的输气或输液工艺中，一般选用钢管作为输送管道。但钢管在使用过程中存在以下问题。

以天然气输送为例，含硫油田中形成的天然气往往含有硫化氢(H₂S)。H₂S溶解于天然气中夹带的水汽形成H₂S水溶液，H₂S水溶液具有较强的腐蚀性。钢管在H₂S水溶液中的氢离子的作用下被去极化腐蚀，产生铁离子。铁离子与H₂S水溶液中的硫离子相结合生成硫化铁。H₂S水溶液还会使钢管发生氢脆现象。氢脆是指H₂S水溶液中的氢离子渗入钢材内，聚合为氢分子，造成应力集中，超过钢的强度极限，在钢内部形成细小的裂纹，钢管韧性降低，变脆。氢脆只可防，不可治。氢脆现象一经产生，就消除不了。产生细小裂纹的钢管在拉应力和残余张应力的作用下，细小裂纹不断延伸扩展，最终导致钢管破裂。用于输送油田气的管道长期与海水接触。而钢管在溶有H₂S、氯化物等的海水中的腐蚀速率更高。

现有工艺中有在钢管外表面增加涂层，通过涂层在钢管外表面上形成一层绝缘材料层，防止海水中的电解质直接与钢材接触。但涂层都存在空洞(通常称为不连续点)，这些空洞一般是在涂敷涂层、管道运输或者安装过程中产生的，也会随着管道的使用因涂层老化、土壤应力或是管道在土壤中移动而产生。空洞的存在会使海水渗入与钢管外表面接触，钢管被腐蚀、氢脆是无法避免的。

现有工艺还有通过增加钢管的壁厚来克服上述问题的，但会增大单位长度钢管的重量和体积，增大钢管的搬运、安装的难度。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种耐腐蚀的复合材料管道。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

复合材料管道，其特征在于，包括管道主体；所述管道主体包括管状的导电内胆，所述导电内胆设置有管腔；所述导电内胆外表面包覆有第一纤维增强树脂层。

优选地是，所述导电内胆与所述第一纤维增强树脂层之间设置有第二纤维增强树脂层。

优选地是，所述第一纤维增强树脂层包括第一纤维和第一树脂；所述第二纤维增强树脂层包括第二纤维和第二树脂；所述第一纤维在所述第一纤维增强树脂层中的重量百分比为20％～50％；所述第二纤维在所述第二纤维增强树脂层中的重量百分比为20％～50％；所述第一纤维与所述第二纤维相同或不相；所述第一纤维或所述第二纤维选自玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、硼纤维、石棉纤维、芳纶纤维、奥纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、维尼纶纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维、棉纤维和剑麻中的一种或任意几种；所述第一树脂或第二树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、苯并噁嗪树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂中的一种或任意几种。第一纤维增强树脂层和第二纤维增强树脂层，除了包括纤维和树脂以外，还可加入适量的常用助剂，如固化剂、改性剂、稳定剂等。

优选地是，所述第一纤维为玻璃纤维；所述第二纤维为碳纤维。

优选地是，所述第一纤维增强树脂层由第一纤维增强树脂线或第一纤维增强树脂带沿圆周方向和轴向缠绕后加热固化形成；所述第二纤维增强树脂层由第二纤维增强树脂线或第二纤维增强树脂带沿圆周方向和轴向缠绕后加热固化形成。

优选地是，所述导电内胆外表面还包覆有热塑性树脂密封层；所述热塑性树脂密封层设置于所述导电内胆和所述第一纤维增强树脂层之间，或所述热塑性树脂密封层设置于所述导电内胆和所述第二纤维增强树脂层之间。

优选地是，所述热塑性树脂为聚偏氯乙烯树脂、高密度聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、聚氯乙烯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚四氟乙烯树脂和尼龙-11树脂中的一种或任意几种。

优选地是，所述导电内胆为钛合金内胆或者掺有导电材料的热塑性树脂内胆。

优选地是，所述的掺有导电材料的热塑性树脂内胆之外设置有惰性金属密封层，所述第一纤维增强树脂层或所述第二纤维增强树脂层设置在所述惰性金属密封层之外。

优选地是，所述惰性金属密封层由惰性金属带依次缠绕形成；所述惰性金属带缠绕时依次搭接选定的宽度，搭接处通过密封树脂或胶水密封。

优选地是，所述惰性金属为铜。

优选地是，所述第一纤维增强树脂层之外设置有导电金属层。导电金属层优选铜网。

优选地是，所述复合材料管道端部设置有第三纤维增强树脂法兰；所述第三纤维增强树脂法兰内表面设置有钛合金层；所述钛合金层与所述导电内胆机械咬合、焊接或粘结在一起；所述第三纤维增强树脂层抵靠所述第一纤维增强树脂层。

优选地是，所述导电内胆为钛合金内胆；所述钛合金层的一端伸出所述第三纤维增强树脂法兰后与所述钛合金内胆机械咬合、焊接或粘结在一起；所述第一纤维增强树脂层覆盖所述钛合金层和所述钛合金内胆的连接区域。

优选地是，所述钛合金层的外表面设有第一凸块；所述第一凸块嵌入所述第三纤维增强树脂法兰内，将所述钛合金层和所述第三纤维增强树脂法兰连接。

优选地是，所述管道主体的两端均设有所述第三纤维增强树脂法兰；所述第三纤维增强树脂法兰的外表面上设有多个沿圆周方向分布的第二凸块；第四纤维增强树脂线沿所述管道主体轴向缠绕、并依次绕过所述管道主体两端法兰上的第二凸块，将所述两个法兰连接。

优选地是，所述第四纤维增强树脂线的外表面还包覆有第五纤维增强树脂线或第五纤维增强树脂带，所述第五纤维增强树脂线或第五纤维增强树脂带沿所述管道主体圆周方向缠绕后，加热固化。

优选地是，所述第三纤维增强树脂包括第三纤维和第三树脂；所述第四纤维增强树脂线包括第四纤维和第四树脂；所述第五纤维增强树脂包括第五纤维和第五树脂；所述第三纤维、所述第四纤维及所述第五纤维相同或不相；所述第三纤维、所述第四纤维或所述第五纤维选自玻璃纤维、金属纤维、硼纤维、石棉纤维、芳纶纤维、奥纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、维尼纶纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维、棉纤维和剑麻中的一种或任意几种；所述第三树脂、所述第四树脂或第五树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、苯并噁嗪树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂。第三纤维增强树脂层、第四纤维增强树脂层和第五纤维增强树脂层，除了包括纤维和树脂以外，还可加入适量的常用助剂，如固化剂、改性剂、稳定剂等。

优选地是，所述管道主体端部设有凸肩；所述凸肩沿所述管道主体的径向向外延伸；所述复合材料管道还包括第一套筒和第二套筒，所述第一套筒的内表面上设有台阶，所述台阶突出于所述第一套筒内表面；所述第一套筒套设在所述管道主体上，所述凸肩阻挡所述台阶，将所述第一套筒限制在所述管道主体上；所述第二套筒的一端插入所述第一套筒内与所述第一套筒螺纹连接，另一端伸出所述第一套筒，伸出部分设有外螺纹。

优选地是，所述第二套筒部分插入管腔内，插入所述管腔内的第二套筒外表面为斜面；所述斜面抵靠所述内胆，所述第二套筒与所述管道主体之间设置有密封圈。

本发明中的复合材料管道，导电内胆采用钛合金，对管道内的腐蚀性物质具有优异的抗腐蚀性能，能够抗击绝大多数盐、酸、碱的腐蚀，尤其能够抗击硫化氢、二氧化碳等酸性气体的腐蚀。采用钛合金内胆或者掺有导电材料热塑性树脂内胆，可以传输静电，可以防止输油或输气过程中产生的静电引起危险。导电内胆的外表面包裹非金属性的第一纤维增强树脂层为主要受力层，可以承受管道内部的气体或者液体压力。非金属性的第一纤维增强树脂层将复合材料管道所处环境内的腐蚀性物质隔离开，在内胆外表面形成绝缘层，有效防止内胆被电化学腐蚀，能够抗击海水中氯化物的腐蚀，能够有效防止自身和内胆的电化学腐蚀，进一步提高耐腐蚀能力。

本发明的复合材料管道，耐冲击性能强。本发明中的复合材料管道可承受的最大压力超过20MPa，且在60～160℃的环境下可以保持长时间的耐久性，应用范围广，使用寿命长。

第一纤维增强树脂层使复合材料管道具有较高的抗拉强度。拉伸应变最高可达3.5％以上。经试验证明，第一纤维增强树脂中的第一纤维重量百分比含量为20％～50％，复合材料管道的抗拉强度最优异。

本发明的复合材料管道在内胆和第一纤维增强树脂层之间设置第二纤维增强树脂层，用以提高复合材料管道的抗静电能力。

本发明的复合材料管道在内胆和第一纤维增强树脂层之间设置热塑性树脂密封层，可提高复合材料管道的密封性能，有效避免输送物质的泄漏。

本发明的复合材料管道在第一纤维增强树脂层外表面设置铜网，提高复合材料管道的防雷电能力，避免复合材料管道破损，延长使用寿命。

在达到相同的耐压性能、抗冲击性能、抗拉性能等力学指标的情况下，本发明的复合材料管道的重量仅为钢管重量的三分之一。也就是说，采用本发明的复合材料管道代替钢管，可减轻三分之二的重量，从而减轻了搬运管道所需的工作量，提高了工作效率，降低了生产所需成本。另一方面，因为达到相同的耐压性能、抗冲击性能、抗拉性能等力学指标的情况下，本发明的复合材料管道的重量仅为钢管重量的三分之一，所以吊装设备每次可吊装的复合材料管道的长度要长于钢管，从而降低了吊装次数，减轻了吊装工作量，提高了工作效率，降低了生产所需成本。

当采用热塑性树脂替代钛合金材料制得内胆时，在耐压性能、抗冲击性能、抗拉性能等力学指标相同的情况下，重量可进一步减轻。

附图说明

图1为实施例1中的复合材料管道的轴向截面示意图；

图2为实施例1中的复合材料管道的径向截面示意图；

图3为实施例1中的导电内胆的结构主视图；

图4为实施例2中的复合材料管道的轴向截面示意图；

图5为实施例2中的复合材料管道的径向截面示意图；

图6为实施例4中的复合材料管道的轴向截面示意图；

图7为实施例4中的复合材料管道的径向截面示意图；

图8为实施例5中的复合材料管道的径向截面示意图；

图9为实施例6中的复合材料管道的结构示意图；

图10为实施例6中的第三纤维增强树脂法兰的轴向截面示意图；

图11为实施例6中第三纤维增强树脂法兰的钛合金层的结构示意图；

图12为实施例7中的第三纤维增强树脂法兰的结构示意图；

图13为实施例7中的第四纤维增强树脂线的缠绕示意图；

图14为实施例7中的复合材料管道的径向截面示意图；

图15为实施例8中的复合材料管道的轴向截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细的描述：

实施例1

如图1和2所示，复合材料管道，包括管道主体1。管道主体1包括导电内胆11，导电内胆11设有管腔。导电内胆11由钛合金或掺有导电材料的热塑性树脂制得，热塑性树脂为聚偏氯乙烯树脂、高密度聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、聚氯乙烯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚四氟乙烯树脂和尼龙-11(即聚ω-氨基十一酰)树脂中的一种或任意几种，导电材料可以是导电石墨、碳纤维或者碳粉等。本实施优选钛合金制得导电内胆11。

导电内胆11外表面包覆有第一纤维增强树脂层12。第一纤维增强树脂层12包括第一纤维和第一树脂。第一纤维增强树脂层12由第一纤维增强树脂线或者第一纤维增强树脂带沿圆周方向及轴向依次缠绕导电内胆11的外表面后加热固化形成。第一纤维为玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、硼纤维、石棉纤维、芳纶纤维、奥纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、维尼纶纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维、棉纤维和剑麻中的一种或几种。本实施例优选第一纤维为玻璃纤维。所述第一树脂为自环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、苯并噁嗪树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂等。本实施例中的第一树脂为热固性树脂和热塑性树脂，优选为热固性树脂。更优选为环氧树脂、阻燃型的酚醛树脂或者苯并噁嗪树脂。

如图3所示，导电内胆11上沿轴向分布多个凸起01。凸起01凸出导电内胆11的外表面。凸起01可对导电内胆11上缠绕的第一纤维增强树脂线或第一纤维增强树脂带进行分段整理，使第一纤维增强树脂线或第一纤维增强树脂带在沿带沿圆周方向及轴向依次缠绕时均匀分布在导电内胆11的外表面上，避免第一纤维增强树脂线或第一纤维增强树脂带向导电内胆11的轴向两端滑动。第一纤维增强树脂线或第一纤维增强树脂带在缠绕之前粘附有第一树脂，缠绕完成后再加热使其固化，使第一纤维增强树脂线或第一纤维增强树脂带及粘附的第一树脂形成致密的一层。

实施例2

如图4和5所示，复合材料管道，包括管道主体1。管道主体1包括导电内胆11。导电内胆11由钛合金制得。

导电内胆11外表面包覆有热塑性树脂密封层13。热塑性树脂密封层13由热塑性树脂制得。热塑性树脂为聚偏氯乙烯树脂、高密度聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、聚氯乙烯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚四氟乙烯树脂和尼龙-11(即聚ω-氨基十一酰)树脂中的一种或任意几种。

热塑性树脂密封层13外表面包覆有第一纤维增强树脂层12。第一纤维增强树脂层12包括第一纤维和第一树脂。第一纤维增强树脂层12由第一纤维增强树脂线或者第一纤维增强树脂带沿圆周方向及轴向依次缠绕导电内胆11的外表面后加热固化形成。第一纤维为玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、硼纤维、石棉纤维、芳纶纤维、奥纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、维尼纶纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维、棉纤维和剑麻中的一种或几种。本实施例优选第一纤维为玻璃纤维。所述第一树脂为自环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、苯并噁嗪树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂等。本实施例中的第一树脂为热固性树脂和热塑性树脂，优选为热固性树脂。更优选为环氧树脂、阻燃型的酚醛树脂或者苯并噁嗪树脂。第一纤维增强树脂线或第一纤维增强树脂带在缠绕之前粘附有第一树脂，缠绕完成后再加热使其固化，使第一纤维增强树脂线或第一纤维增强树脂带及粘附的第一树脂形成致密的一层。

实施例3

本实施例中与实施例2不同之处，之一为：导电内胆11由掺有导电材料的热塑性树脂制得。热塑性树脂为聚偏氯乙烯树脂、高密度聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、聚氯乙烯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚四氟乙烯树脂和尼龙-11(即聚ω-氨基十一酰)树脂中的一种或任意几种。导电材料为导电石墨、碳纤维或者碳粉。

本实施例中与实施例2不同之二为：热塑性树脂密封层13由覆惰性金属层代替。惰性金属薄层由惰性金属膜依次缠绕导电内胆11的外表面形成。惰性金属薄膜为铜膜。各层铜膜在缠绕时搭接，搭接处设置密封树脂或胶水，起到密封及粘接的作用。密封树脂优选为热固性的环氧树脂、阻燃型的酚醛树脂或者苯并噁嗪树脂。

实施例4

如图6和7所示，复合材料管道，包括管道主体1。管道主体1包括导电内胆11。导电内胆11由钛合金制得。导电内胆11外表面包覆有热塑性树脂密封层13。热塑性树脂密封层13由热塑性树脂制得。热塑性树脂为聚偏氯乙烯树脂、高密度聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、聚氯乙烯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚四氟乙烯树脂和尼龙-11(即聚ω-氨基十一酰)树脂中的一种或任意几种。

热塑性树脂密封层13的外表面包覆有第二纤维增强树脂层14。第二纤维增强树脂层14包括第二纤维和第二树脂。第二纤维增强树脂层14由第二纤维增强树脂线或第二纤维增强树脂带依次缠绕在热塑性树脂密封层13的外后，再加热固化形成。第二纤维为玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、硼纤维、石棉纤维、芳纶纤维、奥纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、维尼纶纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维、棉纤维和剑麻中的一种或几种。本实施例优选第二纤维采用碳纤维。所述第二树脂为自环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、苯并噁嗪树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂等。本实施例中的第二树脂为热塑性树脂和热固性树脂，优选为热固性树脂，更优选为环氧树脂、阻燃型的酚醛树脂或者苯并噁嗪树脂。第一纤维增强树脂线或第一纤维增强树脂带在缠绕之前粘附有第一树脂，缠绕完成后再加热使其固化，使第一纤维增强树脂线或第一纤维增强树脂带及粘附的第一树脂形成致密的一层。

第二纤维增强树脂层14的外表面包覆有第一纤维增强树脂层12。第一纤维增强树脂层12包括第一纤维和第一树脂。第一纤维增强树脂层12由第一纤维增强树脂线或者第一纤维增强树脂带沿圆周方向及轴向依次缠绕导电内胆11的外表面后加热固化形成。第一纤维为玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、硼纤维、石棉纤维、芳纶纤维、奥纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、维尼纶纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维、棉纤维和剑麻中的一种或几种。本实施例优选第一纤维为玻璃纤维。所述第一树脂为自环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、苯并噁嗪树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂等。本实施例第二树脂为热塑性树脂和热固性树脂，优选为热固性树脂更优选为环氧树脂、阻燃型的酚醛树脂或者苯并噁嗪树脂。第二纤维增强树脂线或第二纤维增强树脂带在缠绕之前粘附有第二树脂，缠绕完成后再加热使其固化，使第二纤维增强树脂线或第二纤维增强树脂带及粘附的第二树脂形成致密的一层。

实施例5

在实施例1至4的基础上，如图8所示，本实施例的复合材料管道的第一纤维增强树脂层12的外表面包覆有导电金属层15。导电金属层15优选为铜网。

实施例6

如图9所示，在实施例5的基础上，本实施例的复合材料管道还包括第三纤维增强树脂法兰2。第三纤维增强树脂法兰2设置在管道主体1端部。多个管道主体1通过第三纤维增强树脂法兰2连接。管道

如图10所示，第三纤维增强树脂法兰2内壁设置有钛合金层21。第三纤维增强树脂法兰2包括第三纤维和第三树脂。第三纤维为玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、硼纤维、石棉纤维、芳纶纤维、奥纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、维尼纶纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维、棉纤维和剑麻中的一种或几种。本实施例优选第三纤维为玻璃纤维。所述第三树脂为自环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、苯并噁嗪树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂等。本实施例优选第三树脂为热塑性树脂或热固性树脂，优选为热固性树脂，更优选为环氧树脂、阻燃型的酚醛树脂或者苯并噁嗪树脂。如图11所示，钛合金层21的外表面上设有多个第一凸块23。第一凸块23嵌入第三纤维增强树脂法兰2内，将钛合金层21和第三纤维增强树脂法兰2连接。钛合金层21的一端延伸出第三纤维增强树脂法兰2，与管道主体1的导电内胆11焊接或粘接。导电内胆11外表面包覆的材料层(即热塑性树脂密封层13、第二纤维增强树脂层14、第一纤维增强树脂层12和铜网15之和)覆盖钛合金层21和导电内胆11的连接区域9，并抵靠第三纤维增强树脂法兰2。

第三纤维增强树脂法兰2安装在管道主体1的端部后。两根管道主体1即可通过其端部的第三纤维增强树脂法兰2相配合连接在一起。

实施例7

在实施例6的基础上，如图12所示，本实施例中的第三纤维增强树脂法兰2的外表面还设有多个第二凸块24。多个第二凸块24沿圆周方向排列。如图13所示，第四纤维增强树脂线16沿轴向依次缠绕在管道主体1之外，并绕过两端的第三纤维增强树脂法兰2上第二凸块24，将位于管道主体1两端的第三纤维增强树脂法兰2连接。第四纤维增强树脂线在缠绕之前粘附有第四树脂，缠绕完成后再加热使其固化，使第四纤维增强树脂线及粘附的第四树脂形成致密的一层。

如图14所示，第四纤维增强树脂线16缠绕后，再在外表面沿圆周方向和轴向缠绕第五纤维增强树脂线或第五纤维增强树脂带。缠绕完成后，加热固化形成第四纤维增强树脂层17和第五纤维增强树脂层18。第五纤维增强树脂线或第五纤维增强树脂带在缠绕之前粘附有第五树脂，缠绕完成后再加热使其固化，使第五纤维增强树脂线或第五纤维增强树脂带及粘附的第五树脂形成致密的一层。

所述第四纤维增强树脂线包括第四纤维和第四树脂；所述第五纤维增强树脂包括第五纤维和第五树脂；所述第四纤维及所述第五纤维相同或不相同；所述第四纤维或所述第五纤维选自玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、硼纤维、石棉纤维、芳纶纤维、奥纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、维尼纶纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维、棉纤维和剑麻中的一种或任意几种；本实施例优选第四纤维或第五纤维为玻璃纤维。所述第四树脂或第五树脂为自环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、苯并噁嗪树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂等。本实施例中的第四树脂或第五树脂为热塑性树脂和热固性树脂，优选为热固性树脂，更优选为为环氧树脂、阻燃型的酚醛树脂或者苯并噁嗪树脂。

实施例8

在实施例5的基础上，如图15所示，本实施例的复合材料管道还包括第一套筒31和第二套筒32。管道主体1的端部设置有凸肩111，凸肩111沿管道主体1的径向向外延伸。第一套筒31的内表面上设有台阶33。第一套筒31套设管道主体1上。凸肩111阻挡台阶33，将所述第一套筒31限制在所述管道主体1上。

第二套筒32的一端插入第一套筒31内与第一套筒31螺纹连接，另一端伸出第一套筒31，伸出部分设有外螺纹。第二套筒32伸出第一套筒31的部分插入另一个管道主体端部的第一套筒内进行螺纹配合，从而将两个管道主体连接在一起。

第二套筒32部分插入导电内胆11的管腔内。插入管腔内的第二套筒32的外表面为斜面，且抵靠导电内胆11。第二套筒32的外表面与导电内胆11的内表面之间沿管道主体1的轴向依次设有两个密封圈34，进行双层密封，大大提高了管道主体连接处的密封性能。

本发明中的复合材料管道尤其适用于石油或天然气的输送。

本发明中的实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本发明保护范围内。

Claims

1.复合材料管道，其特征在于，包括管道主体；所述管道主体包括管状的导电内胆，所述导电内胆设置有管腔；所述导电内胆外表面包覆有第一纤维增强树脂层；

所述复合材料管道端部设置有第三纤维增强树脂法兰；所述第三纤维增强树脂法兰内表面设置有钛合金层；所述钛合金层与所述导电内胆机械咬合、焊接或粘结在一起；所述第三纤维增强树脂法兰抵靠所述第一纤维增强树脂层；

所述管道主体的两端均设有所述第三纤维增强树脂法兰；所述第三纤维增强树脂法兰的外表面上设有多个沿圆周方向分布的第二凸块；第四纤维增强树脂线沿所述管道主体轴向缠绕、并依次绕过所述管道主体两端第三纤维增强树脂法兰上的第二凸块，将所述两个第三纤维增强树脂法兰连接；

所述导电内胆与所述第一纤维增强树脂层之间设置有第二纤维增强树脂层；

所述第一纤维增强树脂层由第一纤维增强树脂线或第一纤维增强树脂带沿圆周方向和轴向缠绕后加热固化形成；所述第二纤维增强树脂层由第二纤维增强树脂线或第二纤维增强树脂带沿圆周方向和轴向缠绕后加热固化形成。

2.根据权利要求1所述的复合材料管道，其特征在于，所述第一纤维增强树脂层包括第一纤维和第一树脂；所述第二纤维增强树脂层包括第二纤维和第二树脂；所述第一纤维在所述第一纤维增强树脂层中的重量百分比为20％～50％；所述第二纤维在所述第二纤维增强树脂层中的重量百分比为20％～50％；所述第一纤维与所述第二纤维相同或不相；所述第一纤维或所述第二纤维选自玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、硼纤维、石棉纤维、芳纶纤维、奥纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、维尼纶纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维、棉纤维和剑麻中的一种或任意几种；所述第一树脂或第二树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、苯并噁嗪树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂中的一种或任意几种。

3.根据权利要求2所述的复合材料管道，其特征在于，所述第一纤维为玻璃纤维；所述第二纤维为碳纤维。

4.根据权利要求1所述的复合材料管道，其特征在于，所述导电内胆外表面还包覆有热塑性树脂密封层；所述热塑性树脂密封层设置于所述导电内胆和所述第一纤维增强树脂层之间，或所述热塑性树脂密封层设置于所述导电内胆和所述第二纤维增强树脂层之间。

5.根据权利要求4所述的复合材料管道，其特征在于，所述热塑性树脂为聚偏氯乙烯树脂、高密度聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、聚氯乙烯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚四氟乙烯树脂和尼龙-11树脂中的一种或任意几种。

6.根据权利要求1所述的复合材料管道，其特征在于，所述导电内胆为钛合金内胆或者掺有导电材料的热塑性树脂内胆。

7.根据权利要求6所述的复合材料管道，其特征在于，所述的掺有导电材料的热塑性树脂内胆之外设置有惰性金属密封层，所述第一纤维增强树脂层或所述第二纤维增强树脂层设置在所述惰性金属密封层之外。

8.根据权利要求7所述的复合材料管道，其特征在于，所述惰性金属密封层由惰性金属带依次缠绕形成；所述惰性金属带缠绕时依次搭接选定的宽度，搭接处通过密封树脂或胶水密封。

9.根据权利要求8所述的复合材料管道，其特征在于，所述惰性金属为铜。

10.根据权利要求1所述的复合材料管道，其特征在于，所述第一纤维增强树脂层之外设置有导电金属层。

11.根据权利要求1所述的复合材料管道，其特征在于，所述导电内胆为钛合金内胆；所述钛合金层的一端伸出所述第三纤维增强树脂法兰后与所述钛合金内胆机械咬合、焊接或粘结在一起；所述第一纤维增强树脂层覆盖所述钛合金层和所述钛合金内胆的连接区域。

12.根据权利要求1所述的复合材料管道，其特征在于，所述钛合金层的外表面设有第一凸块；所述第一凸块嵌入所述第三纤维增强树脂法兰内，将所述钛合金层和所述第三纤维增强树脂法兰连接。

13.根据权利要求1所述的复合材料管道，其特征在于，所述第四纤维增强树脂线的外表面还包覆有第五纤维增强树脂线或第五纤维增强树脂带，所述第五纤维增强树脂线或第五纤维增强树脂带沿所述管道主体圆周方向缠绕后，加热固化。

14.根据权利要求13所述的复合材料管道，其特征在于，所述第三纤维增强树脂包括第三纤维和第三树脂；所述第四纤维增强树脂线包括第四纤维和第四树脂；所述第五纤维增强树脂包括第五纤维和第五树脂；所述第三纤维、所述第四纤维及所述第五纤维相同或不相；所述第三纤维、所述第四纤维或所述第五纤维选自玻璃纤维、金属纤维、硼纤维、石棉纤维、芳纶纤维、奥纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、维尼纶纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维、棉纤维和剑麻中的一种或任意几种；所述第三树脂、所述第四树脂或第五树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、苯并噁嗪树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂。