CN105215630B - 一种耐500℃超薄隔热管道的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种耐500℃超薄隔热管道的制备方法，其包括在不锈钢结构管道表面缠绕氧化物纤维棉毡并固定；在保温层表面紧密贴覆微米级不锈钢薄膜并打孔；沿管道轴向和管道的上下两端对不锈钢薄膜进行激光焊，使不锈钢薄膜与不锈钢结构管道无缝连接；将隔热管道放在真空炉内部，在孔正上方放置玻璃熔胶，升高温度至450℃‑500℃，内部真空度至10‑2Pa‑10‑4Pa；关闭加热电源，打开真空炉的压力阀门充入空气，当炉内温度达到室温、炉内压力达到常压后取出隔热管道。该隔热管道结构上实现超薄化，并且突破传统真空保温材料的限制，可耐管内温度500℃，具有良好的隔热、耐水、耐温、高强度、抗老化特性，大幅度提高了管道的热传输效率和耐用性，大大降低了能量损耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种隔热管道的制备方法，特别是涉及一种耐500℃超薄隔热管道的制备方法。
背景技术
管道是应用于运输中的常用工具，其在运输油、水、气等方面发挥了重要作用。然而在运输这些产品时，尤其是石油、天然气、液化气等，对于暴露于空气中的运输管道，防晒隔热是非常重要的，处理不当极易造成“气堵”，给管道维护带来很大麻烦。特别在炎热的夏季，或更广泛地说，在持续炎热的热带亚热带地区，则更为重要。传统的隔热处理方式，常常是在管道表面缠缚隔热材料或涂抹隔热胶，以期达到隔热防晒、稳定传送的效果。但是，这些方式仍然不能满足要求，缠绕传统聚氨酯等保温材料存在厚度大、成本高、保温性能差、容易腐蚀老化等缺点，又不方便经常更换隔热材料，存在很大的安全隐患。涂抹隔热胶保温性能更加有限，也存在其它同样的问题。
申请号为201310275796.7的中国发明专利公开了一种混杂有碳纤维的玻璃钢复合管道制备方法，是在复合管道的结构层中加入碳纤维，利用碳纤维强度高的特点来增强结构层及整个复合管道的抗外压性能，从而提高其综合力学性能。但是这种方法制备的玻璃钢复合管道侧重于力学性能的提高，不能承受较高的温度，高温下内部含有的树脂会发生碳化影响其使用，另外这种管道材料导热系数较高，在油田、核电等对保温性能要求较高的领域下使用时其厚度较厚，不利于其进一步的应用。
申请号为201210308991.0的中国发明专利公开了一种高强度真空绝热板及其制备方法，该真空绝热板包括上层阻隔板、芯材、下层阻隔板、气体交换孔、气体微渗透膜和密封盖，采用有尾真空压封技术完成抽气。封焊、冷却工艺，实现内部的低真空度，具有耐高温、高强度、导热系数低等特点。但是该真空绝热板的制备方法较为落后，采用有尾真空压封技术不仅内部的真空度得不到保证，而且工艺流程较为繁琐，不易生产与操作。
真空绝热板是新型保温材料的一种，其基于真空绝热原理，通过最大限度的提高板内真空度并填充多孔低热导率材料而实现高效绝热，从其结构来讲，是由隔热性能良好的填充芯材和阻隔薄膜复合而成，复合时，先将阻隔薄膜作为保护表层包覆多孔的填充芯材，再通过减压抽真空使得保护表层和填充芯材紧密贴合，最后对保护表层薄膜进行热封封口。在复合时，减压抽真空处理使得真空绝热板能够有效避免空气对流引起的热传递，其导热系数大幅降低，所以在相同的保温要求的基础上，真空绝热板较之普通的绝热板可有效减小绝热板的厚度，使得真空绝热板具有体积小、重量轻的优点，目前，真空绝热板因其具有单位面积质量轻、施工简便、无毒、无污染、绿色环保、使用寿命长、不易燃烧等优点而被广泛应用于航空飞行器、航母、舰船、潜艇、风洞、冷库、集装箱、冰箱、高铁、汽车、建筑等多个节能领域。
但是现有的真空绝热板对使用环境具有极高的要求，不同膜材的使用温度不同，铝塑膜真空绝热板在低温下的使用效果较好，但高温下就会分解失效；虽然不锈钢膜材的真空绝热板能够在高温环境下实现应用，但热桥效应大，目前也只有平板状的。
发明内容
本发明的目的在于克服现有隔热管道笨重、高温保温性能差和已老化的问题，提供一种耐500℃超薄隔热管道的制备方法。
为实现本发明的目的，所采用的技术方案是：一种耐500℃超薄隔热管道的制备方法，超薄隔热管道包含不锈钢结构管道、氧化物纤维棉毡和不锈钢薄膜三部分，其特征在于：所述的制备方法包括按顺序进行的下列步骤：
(1)除去不锈钢结构管道表面的杂质，采用外交叉环向方式缠绕上不含有机胶的氧化物纤维棉毡并维持棉毡的平整度，使其纤维在水平方向上排布并固定，单层氧化物纤维棉纸厚度为8微米-24微米，使层与层之间紧密贴合，在不锈钢管道外表面多层缠绕后形成厚度为1毫米-5毫米的保温层，棉毡预紧力为10公斤-50公斤使其紧贴不锈钢管道外表面；
(2)在保温层表面紧密贴覆一微米级不锈钢薄膜，不锈钢薄膜的厚度为15微米-200微米，并在不锈钢薄膜内表面均匀喷涂一层热反射涂料，用于增强保温层的保温效果；
(3)在不锈钢薄膜边缘3厘米-5厘米处打孔，孔径为0.5毫米-2毫米，用于后续的真空密封；
(4)沿管道轴向对不锈钢薄膜进行激光焊，保证焊缝的致密性，防止内部真空密封之后，水汽、空气透过焊缝之间的空隙进入不锈钢薄膜，使不锈钢薄膜形成圆筒，焊缝宽度为2毫米-8毫米，焊接封边宽度为5毫米-15毫米；
(5)在管道的上下两端进行激光焊，保证焊缝的致密性，使不锈钢薄膜与不锈钢结构管道无缝连接，防止内部真空密封之后，水汽、空气透过焊缝空隙影响纤维芯材的保温性能，焊缝宽度为2毫米-8毫米，不锈钢薄膜与不锈钢结构管道形成整体结构；
(6)所有焊缝进行无损检测，避免焊缝组织中存在夹渣、气孔、缩松、裂纹等缺陷，影响隔热管道的使用性能；
(7)将隔热管道放在真空炉内部，在不锈钢薄膜表面的孔正上方放置玻璃熔胶，升高温度至450℃-500℃，内部真空度至10-2Pa-10-4Pa，当玻璃熔胶达到熔点时通过小孔进入不锈钢薄膜内部冷却后堵住小孔；
(8)关闭加热电源，打开真空炉的压力阀门充入空气，当炉内温度达到室温、炉内压力达到常压后取出隔热管道。
(9)测试超薄隔热管道的导热系数，导热系数在0.003-0.006W/m·K为合格
本发明所具有的有益效果是：①突破传统真空保温材料的限制，可耐管内温度500℃；②结构上实现超薄化；③具有良好的隔热、耐水、耐温、高强度、抗老化特性，大幅度提高了管道的热传输效率和耐用性，大大降低了能量损耗；④管道中可通热流体、热的气体。
附图说明
图1是一种耐500℃超薄隔热管道的结构示意图。
图示中10为不锈钢管，20为焊缝，30为氧化物纤维棉毡，40为不锈钢膜，50为保温层。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定。
实施例1
一种耐500℃超薄隔热管道，包含不锈钢结构管道、氧化物纤维棉毡和不锈钢膜三部分，所述的不锈钢膜和不锈钢结构管道之间为真空环境，纤维棉毡在其中紧密缠绕不锈钢结构管道，其制备方法包括一下几个步骤：
(1)在不锈钢结构管道表面外交叉环向方式缠绕不含有机胶的氧化物纤维棉毡并固定，单层氧化物纤维棉纸厚度为24微米，多层缠绕后形成厚度为1毫米的保温层，棉毡预紧力为10公斤；
(2)在保温层表面紧密贴覆微米级不锈钢薄膜，不锈钢薄膜的厚度为200微米；
(3)在不锈钢薄膜边缘3厘米处打孔，孔径为0.5毫米；
(4)沿管道轴向对不锈钢薄膜进行激光焊，使不锈钢薄膜形成圆筒，焊缝宽度为2毫米，焊接封边宽度为5毫米；
(5)在管道的上下两端进行激光焊，使不锈钢薄膜与不锈钢结构管道无缝连接，焊缝宽度为2毫米，不锈钢薄膜与不锈钢结构管道形成整体结构；
(6)所有焊缝进行无损检测，无夹渣、气孔、缩松、裂纹；
(7)将隔热管道放在真空炉内部，在不锈钢薄膜表面的孔正上方放置玻璃熔胶，升高温度至450℃，内部真空度至10-2Pa；
(8)关闭加热电源，打开真空炉的压力阀门充入空气，当炉内温度达到室温、炉内压力达到常压后取出隔热管道。
(9)测试超薄隔热管道的导热系数，其导热系数为0.006W/m·K，合格。
该隔热管道结构上实现超薄化，并且突破传统真空保温材料的限制，可耐管内温度500℃，具有良好的隔热、耐水、耐温、高强度、抗老化特性，大幅度提高了管道的热传输效率和耐用性，大大降低了能量损耗。
实施例2
一种耐500℃超薄隔热管道，包含不锈钢结构管道、玻璃纤维棉毡和不锈钢膜三部分，其特征在于所述的不锈钢膜和不锈钢结构管道之间为真空环境，纤维棉毡在其中紧密缠绕不锈钢结构管道，其制备方法包括以下几个步骤：
(1)在不锈钢结构管道表面外交叉环向方式缠绕不含有机胶的氧化物纤维棉毡并固定，单层氧化物纤维棉纸厚度为8微米，多层缠绕后形成厚度为5毫米的保温层，棉毡预紧力为50公斤；
(2)在保温层表面紧密贴覆微米级不锈钢薄膜，不锈钢薄膜的厚度为15微米；
(3)在不锈钢薄膜边缘5厘米处打孔，孔径为2毫米；
(4)沿管道轴向对不锈钢薄膜进行激光焊，使不锈钢薄膜形成圆筒，焊缝宽度为8毫米，焊接封边宽度为15毫米；
(5)在管道的上下两端进行激光焊，使不锈钢薄膜与不锈钢结构管道无缝连接，焊缝宽度为8毫米，不锈钢薄膜与不锈钢结构管道形成整体结构；
(6)所有焊缝进行无损检测，无夹渣、气孔、缩松、裂纹；
(7)将隔热管道放在真空炉内部，在不锈钢薄膜表面的孔正上方放置玻璃熔胶，升高温度至500℃，内部真空度至10-4Pa；
(8)关闭加热电源，打开真空炉的压力阀门充入空气，当炉内温度达到室温、炉内压力达到常压后取出隔热管道。
(9)测试超薄隔热管道的导热系数，其导热系数为0.003W/m·K，合格。
该隔热管道结构上实现超薄化，并且突破传统真空保温材料的限制，可耐管内温度500℃，具有良好的隔热、耐水、耐温、高强度、抗老化特性，大幅度提高了管道的热传输效率和耐用性，大大降低了能量损耗。
上述仅为本发明的两个具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护的范围的行为。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何形式的简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (1)
1.一种耐500℃超薄隔热管道的制备方法，隔热管道包含不锈钢结构管道、氧化物纤维棉毡和不锈钢薄膜三部分，其特征在于：所述的制备方法包括按顺序进行的下列步骤：
(1)在不锈钢结构管道表面外交叉环向方式缠绕不含有机胶的氧化物纤维棉毡并固定，单层氧化物纤维棉纸厚度为8微米-24微米，多层缠绕后形成厚度为1毫米-5毫米的保温层，棉毡预紧力为10公斤-50公斤；
(2)在保温层表面紧密贴覆微米级不锈钢薄膜，不锈钢薄膜的厚度为15微米-200微米；
(3)在不锈钢薄膜边缘3厘米-5厘米处打孔，孔径为0.5毫米-2毫米；
(4)沿管道轴向对不锈钢薄膜进行激光焊，使不锈钢薄膜形成圆筒，焊缝宽度为2毫米-8毫米，焊接封边宽度为5毫米-15毫米；
(5)在管道的上下两端进行激光焊，使不锈钢薄膜与不锈钢结构管道无缝连接，焊缝宽度为2毫米-8毫米，不锈钢薄膜与不锈钢结构管道形成整体结构；
(6)所有焊缝进行无损检测，无夹渣、气孔、缩松、裂纹；
(7)将隔热管道放在真空炉内部，在不锈钢薄膜表面的孔正上方放置玻璃熔胶，升高温度至450℃-500℃，内部真空度至10-2Pa-10-4Pa；
(8)关闭加热电源，打开真空炉的压力阀门充入空气，当炉内温度达到室温、炉内压力达到常压后取出隔热管道；
(9)测试超薄隔热管道的导热系数，导热系数在0.003-0.006W/m·K为合格。
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2015
- 2015-08-31 CN CN201510555498.2A patent/CN105215630B/zh active Active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024088678A1 (de) * | 2022-10-24 | 2024-05-02 | Liebherr-Hausgeräte Ochsenhausen GmbH | Wärmeisoliertes erzeugnis |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105215630A (zh) | 2016-01-06 |
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