CN107642647A - 用于衬塑复合钢管的对焊连接结构及其施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于衬塑复合钢管的对焊连接结构及其施工方法，属于衬塑复合钢管设计制造安装技术领域。提供一种可以通过焊接连接，并在焊接连接过程中能有效的防止密封垫以及衬塑层损坏的用于衬塑复合钢管的对焊连接结构及其施工方法。所述的对焊连接结构包括填料腔、布置在该填料腔中的密封隔热填料环和焊固有连接法兰的衬塑复合钢管本体，所述的填料腔沿周向设置在所述的连接法兰上；对焊连接过程中的密封垫和衬塑层通过所述的密封隔热填料环防护。所述的施工方法通过在装配过程中填入的密封隔热填料环，以及在焊接过程中通入过程气冷循环腔中的循环冷却气体，以及通入过程水冷循环腔中的循环冷却水，实现对密封垫和衬塑层的隔热防护。
Description
技术领域
本发明涉及一种对焊连接结构，尤其是涉及一种用于衬塑复合钢管的对焊连接结构，属于衬塑复合钢管设计制造安装技术领域。本发明还涉及一种用于所述对焊连接结构的施工方法。
背景技术
现有技术中，为了使衬塑复合钢管实现对焊连接，需在衬塑复合钢管的端口加装一段不锈钢管，或者加装一段以不锈钢做衬里的双层金属复合管。利用该不锈钢管段或双层金属复合管段，保障衬塑复合钢管在对焊连接时，其端口的内衬塑料层不被焊接产生的高温所破坏。但是，用于上述两种对焊连接结构的管材端口制作相对复杂，并且当将管材对焊连接成管道系统时，需采用不锈钢焊条进行焊接，不但要求有较高的焊接技术，而且还需要在焊接区域进行隔氧保护，以防止焊接时不锈钢材料被氧化，导致其防腐性能降低。所以，寻找并设计出一种不需在衬塑复合钢管端口采用不锈钢材料进行防护，而是直接使用普通碳钢焊接技术，便能将衬塑复合钢管进行对焊连接的对焊连接结构及安装方法，就成为衬塑复合钢管设计制造和使用必须考虑和解决的重大技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种可以通过焊接连接，并在焊接连接过程中能有效的防止密封垫以及衬塑层损坏的用于衬塑复合钢管的对焊连接结构。本发明还提供一种用于所述对焊连接结构的施工方法。
为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种用于衬塑复合钢管的对焊连接结构，包括衬塑复合钢管本体和焊固在所述衬塑复合钢管本体端部的连接法兰，所述的对焊连接结构还包括填料腔和布置在该填料腔中的密封隔热填料环，所述的填料腔沿周向设置在所述的连接法兰上；对焊连接过程中的密封垫和衬塑层通过所述的密封隔热填料环防护。
进一步的是，所述的连接法兰体包括相互适应的连接法兰，所述的填料腔由沿周向设置在所述连接法兰的连接端端面上的填料半腔构成，所述的密封隔热填料环压接在由所述填料半腔构成的填料腔中。
上述方案的优选方式是，所述的密封隔热填料环为石棉环。
进一步的是，所述的对焊连接结构还包括过程气冷循环腔，所述的过程气冷循环腔沿周向设置在填料腔与密封垫之间的连接法兰体上。
上述方案的优选方式是，在所述的过程气冷循环腔中还设置有充式填密封环。
进一步的是，所述的对焊连接结构还包括过程水冷循环腔，所述的过程水冷循环腔沿周向设置在远离对焊连接面一侧的所述连接法兰体上。
上述方案的优选方式是，所述过程水冷循环腔的外径小于所述过程气冷循环腔的内径。
一种用于所述对焊连接结构的施工方法，所述的施工方法通过在装配过程中填入所述填料腔中的密封隔热填料环，以及在焊接连接的过程中通入所述过程气冷循环腔中的循环冷却气体实现对密封垫和衬塑层的隔热防护。
进一步的是，焊接连接的过程中，在所述的过程水冷循环腔中还通入有循环冷却水，以实现对密封垫和衬塑层的隔热防护。
进一步的是，焊接连接完成后，再在所述的过程气冷循环腔中填入充填式密封环，并用封堵螺栓密封所述过程气冷循环腔和所述过程水冷循环腔的接口。
本发明的有益效果是：本申请提供的技术方案通过沿周向设置在所述的连接法兰上设置填料腔，然后再在在该填料腔中在安装的过程中填入所述的密封隔热填料环，并在焊接连接的过程中向所述过程气冷循环腔中通入循环冷却气体，同时，向过程水冷循环腔中通入循环冷却水，从而实现通过所述的循环冷却气体和循环冷却水带走大量的焊接热量，通过所述的密封隔热填料环阻断剩余的部分焊接热量，从而将密封垫和衬塑层处的法兰的温度降低不至于损坏所述的密封垫和衬塑层的温底以下，以解决现有技术中无法通过碳素钢焊接连接衬塑复合钢管的技术问题。
附图说明
图1为本发明用于衬塑复合钢管的对焊连接结构的结构示意图。
图中标记为：衬塑复合钢管本体1、连接法兰体2、填料腔3、密封隔热填料环4、密封垫5、衬塑层6、连接法兰7、填料半腔8、过程气冷循环腔9、充填式密封环10、过程水冷循环腔11、封堵螺栓12。
具体实施方式
如图1所示是本发明提供的一种可以通过焊接连接，并在焊接连接过程中能有效的防止密封垫以及衬塑层损坏的用于衬塑复合钢管的对焊连接结构，以及提供的一种用于所述对焊连接结构的施工方法。所述的对焊连接结构，包括衬塑复合钢管本体1和焊固在所述衬塑复合钢管本体1端部的连接法兰体2，所述的对焊连接结构还包括填料腔3和布置在该填料腔3 中的密封隔热填料环4，所述的填料腔3沿周向设置在所述的连接法兰体2上；对焊连接过程中的密封垫5和衬塑层6通过所述的密封隔热填料环4防护。所述的施工方法通过在装配过程中填入所述填料腔3中的密封隔热填料环4，以及在焊接连接的过程中通入所述过程气冷循环腔9中的循环冷却气体，同时在所述的过程水冷循环腔11中还通入有循环冷却水，以带有大量的焊接热量，实现对密封垫5和衬塑层6的隔热防护。本申请提供的技术方案通过沿周向设置在所述的连接法兰上设置填料腔，然后再在在该填料腔中在安装的过程中填入所述的密封隔热填料环，并在焊接连接的过程中向所述过程气冷循环腔中通入循环冷却气体，同时，在所述的过程水冷循环腔11中还通入有循环冷却水，从而实现通过所述的循环冷却气体和循环冷却水带走大量的焊接热量，通过所述的密封隔热填料环阻断剩余的部分焊接热量，从而将密封垫和衬塑层处的法兰的温度降低到不至于损坏所述的密封垫和衬塑层的温底以下，以解决现有技术中无法通过碳素钢焊接连接衬塑复合钢管的技术问题。
上述实施方式中，借鉴现有技术中管道连接采用法兰体连接时均包括相互适应的连接法兰7的特点，本申请将所述的填料腔3由沿周向设置在所述连接法兰7的连接端端面上的填料半腔8构成，所述的密封隔热填料环4压接由所述填料半腔8构成的填料腔3中。这样方便在装配法兰体时，将所述的密封隔热填料环4安装在到所述的填料空3中，然后在后续的焊接中起到阻隔热量的作用。此时，所述的密封隔热填料环4优选为石棉环。
再者，我们都知道，焊接过程其实就是金属熔化再冷却凝固的过程中，在这一过程中必须向焊缝处的金属提供热量将其熔化形成熔池。再者，金属属于高热传导材料，所以单纯以一层石棉环尚不能较为完整的阻断热量的传递交。为此，本申请提供了进一步的改进结构，即所述的对焊连接结构还包括过程气冷循环腔9，将所述的过程气冷循环腔9沿周向设置在填料腔3与密封垫5之间的连接法兰体2上。这样，在焊接连接的过程中，在所述的过程水冷循环腔11中还通入有循环冷却水，以带有大量的焊接热量，从而达到降低连接法兰体2在焊接过程中产生的热量，即降低其温度。而在焊接完成了，还可以在所述的过程气冷循环腔 9中设置一层充填式密封环10，对连接法兰处实现进一步的密封，保证管道密封连接的密封效果。
进一步的，当焊接的工作量较大，形成的热量较多时，本申请还提供了进一步的改进结构，即所述的对焊连接结构还包括过程水冷循环腔11，所述的过程水冷循环腔11沿周向设置在远离连接面一侧的所述连接法兰体2上，并且使所述过程水冷循环腔11的外径小于所述过程气冷循环腔9的内径。这样，在焊接过程中还可以通过输入过程冷却循环水使整个法兰体2除焊缝位置处外的温度始终保持在不会对密封垫5和衬塑层6造成损坏的范围内。而在整个法兰连接完成，以及充填式密封环10充填完成后，只需要并用封堵螺栓12密封所述过程气冷循环腔9和所述过程水冷循环腔11的接口即可
综上所述，采用本申请提供的上述技术方案具有以下的有益效果。
通过设置一套包含有连接头即连接法兰体、石棉垫即石棉环、密封材料即密封垫和填充式密封物即充填式密封环的衬塑复合钢管对焊连接结构，并在所述的连接头上设置淋水冷却面、注水螺纹孔和水冷腔即过程水冷循环腔、通气螺纹孔和气冷槽即过程气冷循环腔，这样，在对衬塑复合钢管进行对焊连接时，一方面可以通过在连接头上设置的淋水冷却面上持续淋水对连接头进行外部冷却，另一方面可通过在连接头上设置的通气螺纹孔，注入空气到连接头上的气冷槽中，同时通过在连接头上设置的注水螺纹孔，注入冷却水到连接头上的水冷腔中，对连接头进行内部冷却，阻断在对相邻两段所述衬塑复合钢管的连接头进行对焊连接时，产生的高温对法兰面上的覆塑层和密封垫造成影响。在对焊完成后，将所述的填充式密封物由连接头上的通气螺纹孔注入到连接头上的气冷槽中，固化后形成填充式密封物对管道密封起到加强作用。最后用螺栓将通气螺纹孔封闭，对填充式密封物起到保护作用。最后，用螺栓将注水螺纹孔封闭既可以避免异物或水进入水冷腔中，还可以使连接头更美观。
由于采用本申请的上述对焊连接结构，使得在衬塑复合钢管进行对焊连接时，不需对衬塑复合钢管端口采用不锈钢材料进行防护，可直接使用普通碳钢焊接技术实现衬塑复合钢管的对焊连接，既降低了安装焊连难度，又明显降低了衬塑复合钢管的生产和安装成本。
实施例一
如图1所示为本发明用于衬塑复合钢管对焊连接系统。所述的一种用于衬塑复合钢管对焊连接头结构包括衬塑复合钢管基管即衬塑复合钢管本体和内衬塑料管，所述对焊连接结构还包括连接头即本申请所述的连接法兰、石棉垫、密封垫和填充式密封物。在所述衬塑复合钢管基管的连接端通过基管与连接头焊接区与连接头焊接成整体，将衬塑复合钢管的内衬塑料层翻边到连接头的法兰面上，形成法兰面覆塑层，相邻两段所述衬塑复合钢管的连接头之间安装有密封垫和石棉垫，在密封垫和石棉垫被压缩后，在相邻两段所述衬塑复合钢管的连接头焊接坡口上进行焊接，使相邻两段所述衬塑复合钢管的连接头通过连接头焊接区连接为一个整体，所述的填充式密封物由连接头的通气螺纹孔注入到连接头上的气冷槽中。
在连接头上加工出连接头焊接坡口、淋水冷却面、水冷腔和气冷槽，在水冷腔上加工出一个或多个注水螺纹孔，在气冷槽上加工有一个或多个通气螺纹孔。
相邻两段所述衬塑复合钢管的连接头之间安装有密封垫和石棉垫，石棉垫可防止相邻两段所述衬塑复合钢管的连接头在对焊连接时，焊渣掉入连接头间的焊缝中损伤密封垫。
在将相邻两段所述衬塑复合钢管的连接头进行对焊连接时，一方面通过在连接头上的淋水冷却面上持续淋水，对连接头进行外部冷却；另一方面通过在连接头上设置的通气螺纹孔，注入空气到连接头上的气冷槽中，同时通过在连接头上设置的注水螺纹孔，注入冷却水到连接头上的水冷腔中，对连接头进行内部冷却，阻断在对相邻两段所述衬塑复合钢管的连接头进行对焊连接时，产生的高温对法兰面覆塑层和密封垫造成影响。
在相邻两段所述衬塑复合钢管的连接头对焊连接完成后，将所述的填充式密封物由连接头上的通气螺纹孔，注入到连接头的气冷槽中，固化后形成填充式密封物对管道密封起到加强作用。最后将螺栓拧入通气螺纹孔中，使通气螺纹孔封闭，对填充式密封物起到保护作用。
在相邻两段所述衬塑复合钢管的连接头对焊连接完成后，用将螺栓拧入注水螺纹孔中，使注水螺纹孔封闭，使连接头更美观。
Claims (10)
1.一种用于衬塑复合钢管的对焊连接结构，包括衬塑复合钢管本体(1)和焊固在所述衬塑复合钢管本体(1)端部的连接法兰体(2)，其特征在于：所述的对焊连接结构还包括填料腔(3)和布置在该填料腔(3)中的密封隔热填料环(4)，所述的填料腔(3)沿周向设置在所述的连接法兰体(2)上；对焊连接过程中的密封垫(5)和衬塑层(6)通过所述的密封隔热填料环(4)防护。
2.根据权利要求1所述的用于衬塑复合钢管的对焊连接结构，其特征在于：所述的连接法兰体包括相互适应的连接法兰(7)，所述的填料腔(3)由沿周向设置在所述连接法兰(7)的连接端端面上的填料半腔(8)构成，所述的密封隔热填料环(4)压接在由所述填料半腔(8)构成的填料腔(3)中。
3.根据权利要求2所述的用于衬塑复合钢管的对焊连接结构，其特征在于：所述的密封隔热填料环(4)为石棉环。
4.根据权利要求1、2或3所述的用于衬塑复合钢管的对焊连接结构，其特征在于：所述的对焊连接结构还包括过程气冷循环腔(9)，所述的过程气冷循环腔(9)沿周向设置在填料腔(3)与密封垫(5)之间的连接法兰体(2)上。
5.根据权利要求4所述的用于衬塑复合钢管的对焊连接结构，其特征在于：在所述的过程气冷循环腔(9)中还设置有充填式密封环(10)。
6.根据权利要求5所述的用于衬塑复合钢管的对焊连接结构，其特征在于：所述的对焊连接结构还包括过程水冷循环腔(11)，所述的过程水冷循环腔(11)沿周向设置在远离对焊连接面一侧的所述连接法兰体(2)上。
7.根据权利要求6所述的用于衬塑复合钢管的对焊连接结构，其特征在于：所述过程水冷循环腔(11)的外径小于所述过程气冷循环腔(9)的内径。
8.一种用于权利要求7所述对焊连接结构的施工方法，其特征在于：所述的施工方法通过在装配过程中填入所述填料腔(3)中的密封隔热填料环(4)，以及在焊接连接的过程中通入所述过程气冷循环腔(9)中的循环冷却气体实现对密封垫(5)和衬塑层(6)的隔热防护。
9.根据权利要求8所述的施工方法，其特征在于：焊接连接的过程中，在所述的过程水冷循环腔(11)中还通入有循环冷却水，以实现对密封垫和衬塑层的隔热防护。
10.根据权利要求9所述的施工方法，其特征在于：焊接连接完成后，再在所述的过程气冷循环腔(9)中填入充填式密封环，并用封堵螺栓(12)密封所述过程气冷循环腔(9)和所述过程水冷循环腔(11)的接口。
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