CN108027089B - 管道夹持装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种管道夹持装置。管道夹持装置包括防缝隙腐蚀构件和本体部，其中，防缝隙腐蚀构件围绕管道的外表面，本体部组装成使得防缝隙腐蚀构件设置在本体部的内部，并且本体部具有形成在本体部的两端处的开口壁，每个开口壁具有供管道穿过的开口孔，其中，防缝隙腐蚀构件设置成具有与开口壁之间的距离相同的长度，因此防缝隙腐蚀构件的端部可以分别被开口壁支承。

Description

管道夹持装置
技术领域
本发明涉及用于管道的夹持装置。
背景技术
通常，诸如船舶、钻井船和FPSO(浮式生产储卸油装置)设施的浮式结构设置有用于输送如气体、油等工作流体的管道设备。
例如，如井架等钻井设备可安装在钻井船上，并且可通过管道提供润滑油以平稳地驱动用于钻探海底的钻具。此时，管道应被固定而不晃动，以便长距离输送润滑油。因此，管道可通过夹持装置固定。
根据船舶设计规则，夹持装置沿着管道的纵向方向以一定的间隔安装，以牢固地支承管道。在管道延伸到数十米到数百米以下的地下的情况下，操作员难以接近管道以对其进行维护。如果管道因腐蚀等原因损坏，则工作流体可能从损坏部分泄漏。
因此，需要对管道和管道夹持装置进行管理以防止其腐蚀。因此，用于输送工作流体的管道由不锈钢或各种金属材料制成，并且管道夹持装置可由塑性材料制成。
传统的管道夹持装置具有其中夹持装置的较大区域与管道的外周表面接触的结构，以提升支承力。然而，此时在管道的与管道夹持装置接触的外周表面上可能发生缝隙腐蚀。缝隙腐蚀是由于水溶液流入金属之间的间隙或金属与其它材料之间的间隙所引起的离子浓度差而发生的电化学腐蚀。
当在管道的与管道夹持装置接触的外周表面上发生缝隙腐蚀时，由于肉眼不可见，可能无法识别缝隙腐蚀。因此，缝隙腐蚀可能导致管道中产生孔。
发明内容
鉴于以上所述，本发明提供一种管道夹持装置，其能够最大限度地减少因与外部水分和氧接触而引起的缝隙腐蚀。
根据本发明的一方面，提供一种管道夹持装置，该管道夹持装置包括：防缝隙腐蚀构件，配置成围绕管道的外表面；本体部，组装成使得防缝隙腐蚀构件设置在本体部的内部并且本体部具有形成在其相对的端部处的开口壁，管道穿过开口壁，其中，防缝隙腐蚀构件的长度与开口壁之间的距离相同，并且防缝隙腐蚀构件的端部由开口壁支承。
防缝隙腐蚀构件可包含铝合金，且防缝隙腐蚀构件的表面上具有氧化膜。
防缝隙腐蚀构件的内径可小于开口孔的内径。
开口孔可具有倾斜表面，倾斜表面倾斜成使得开口孔的外侧内径大于开口孔的内侧内径。
防缝隙腐蚀构件的端部处可形成有台阶部，并且防缝隙腐蚀构件的台阶部可被支承在开口壁的开口孔处，其中开口孔供管道穿过。
防缝隙腐蚀构件的台阶部可与开口孔的内表面接触，并且可由开口孔的内表面支承，而不暴露于本体部的外部。
台阶部可具有倾斜成使得台阶部的外侧内径大于台阶部的内侧内径的表面。
防缝隙腐蚀构件可包括第一防止构件和第二防止构件，其中，第一防止构件配置成围绕管道的上侧外径表面并且通过台阶部支承在开口孔处；第二阻止构件配置成围绕管道的下侧外径表面并且通过台阶部支承在开口孔处。
防缝隙腐蚀构件可包括防锈部和外周保护部，其中，防锈部包含具有比管道的反应性更高的反应性的金属，并且配置成围绕管道的圆周表面；外周保护部配置成围绕防锈部的外周表面。
本体部可包括第一本体部和第二本体部，第一本体部和第二本体部组装成围绕管道的圆周表面，其中，第一本体部和第二本体部中具有支承部，支承部具有与防缝隙腐蚀构件的外周表面的至少一部分相对应的形状，以使得安装防缝隙腐蚀构件。
防锈部的长度可小于外周保护部的长度。
防缝隙腐蚀构件还可包括具有成型为与管道的圆周表面的形状相对应的内周表面的端部保护部，其中，端部保护部设置在防锈部的纵向方向上的两侧，并且端部保护部的外周表面与外周保护部的内周表面紧密接触。
防缝隙腐蚀构件的两个端部可朝向本体部弯曲并且插入到本体部中，本体部可包括第一本体部和第二本体部，第一本体部和第二本体部具有相对应的形状并且组装成围绕管道的圆周表面，并且第一本体部和第二本体部可具有支承部，支承部凹陷成使得安装防缝隙腐蚀构件。
防缝隙腐蚀构件可包括第一防止构件和第二防止构件，其中，第一防止构件安装在第一本体部的支承部上，并且配置成与管道的外周表面的一部分接触；第二防止构件安装在第二本体部的支承部上，并且配置成与管道的外周表面的不与第一防止构件接触的一部分接触。
第一防止构件和第二防止构件可包括腐蚀部、连接部和凸缘部，其中，腐蚀部具有与管道的外周表面相对应的形状，并具有与管道的外周表面接触的内表面；连接部从腐蚀部沿径向方向向外延伸；凸缘部从连接部的端部朝向第一本体部或第二本体部弯曲。
发明效果
本发明的实施例的优点在于，能够有效地防止管道的缝隙腐蚀。原因在于，防缝隙腐蚀构件由表面上具有氧化膜的铝合金制成，因此在发生缝隙腐蚀的环境下，在氧化膜损坏之后，防缝隙腐蚀构件比管道更早被腐蚀。因此，能够极大地延长管道的使用寿命。
此外，本发明的实施例的优点在于能够防止缝隙腐蚀。原因在于，防缝隙腐蚀构件的台阶部比防缝隙腐蚀构件的除了台阶部之外的其他部分更早被腐蚀，因此在管道与本体部之间不会产生空间。特别是，管道被本体部有效地支承，由此能够保持支承力。
此外，本发明的实施例的优点在于，由于防缝隙腐蚀构件不暴露到本体部中，因此能够最大限度地减少与外部水分和氧的接触。
此外，本发明的实施例的优点在于，由于防缝隙腐蚀构件的端部由本体部的开口壁支承，因此防缝隙腐蚀构件能够容易地固定到本体部，并且不需要用于固定防缝隙腐蚀构件的附加的固定装置。
此外，本发明的实施例的优点在于，通过在管道的除了与防缝隙腐蚀构件接触的表面之外的外周表面上形成涂层，能够防止在夹持装置的内部产生因防缝隙腐蚀构件的腐蚀而导致的腐蚀产物。由此，能够延长防缝隙腐蚀构件的寿命。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的管道设备的立体图。
图2是根据第一实施例的管道夹持装置的立体图。
图3是沿着图2中的线“A-A”截取的剖视图。
图4是根据第一实施例的管道夹持装置的分解立体图。
图5是根据第一实施例的变型的管道夹持装置的剖视图。
图6是用于比较在根据第二实施例的管道夹持装置中由在其表面上形成有氧化膜的铝合金制成的防缝隙腐蚀构件与其表面上不具有氧化膜的防缝隙腐蚀构件之间的使用寿命的曲线图。
图7是根据本发明第三实施例的管道设备的立体图。
图8是根据第三实施例的管道夹持装置的立体图。
图9是沿着图8中的线“B-B”截取的剖视图。
图10是根据第三实施例的管道夹持装置的分解立体图。
图11是根据第三实施例的变型的管道夹持装置的剖视图。
图12是包括根据本发明第四实施例的管道夹持装置的管道设备的立体图。
图13是图12所示的管道夹持装置的放大图。
图14是示出图13所示的管道夹持装置在没有管道的情况下被紧固的状态的立体图。
图15是图13所示的管道夹持装置的分解立体图。
图16是沿着图13中的线“C-C”截取的剖视图。
图17是根据第四实施例的变型的防缝隙腐蚀构件的分解立体图。
图18是示出图17所示的防缝隙腐蚀构件的组装状态的立体图。
图19是沿着图18的线“D-D”截取的剖视图。
图20是与根据本发明第五实施例的管道夹持装置联接的管道的示意性立体图。
图21是根据第五实施例的管道夹持装置的放大图。
图22是根据第五实施例的管道夹持装置的示意性立体图。
图23是根据第五实施例的管道夹持装置的示意性分解立体图。
图24是沿着图21中的线“E-E”截取的示意性剖视图。
图25是设置在根据第五实施例的管道夹持装置处的防缝隙腐蚀构件的示意性立体图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述实施例的结构和操作。以下描述是能够要求保护的本发明的若干方面中的一个方面，并且以下描述可构成本发明的详细描述的一部分。在本发明的描述中，将省略可能不必要地使本发明的要点模糊的已知结构或功能的详细描述。
图1是根据本发明第一实施例的管道设备的立体图。图2是根据第一实施例的管道夹持装置的立体图。图3是沿着图2中的线“A-A”截取的剖视图。图4是根据第一实施例的管道夹持装置的分解立体图。
如图1至图4所示，根据第一实施例的管道夹持装置100可包括防缝隙腐蚀构件110和本体部120，其中，防缝隙腐蚀构件110围绕管道200的外表面，且本体部120组装至防缝隙腐蚀构件110以使得能够支承防缝隙腐蚀构件110的端部。
这里，管道200是用于长距离输送油、气体等的管道(或管)，并且由具有高耐腐蚀性和高强度的不锈钢(Stainless Steel)或各种合金制成。管道200具有沿纵向方向形成的用于输送流体的导管。此外，管道200可通过夹持装置100固定到诸如板等的安装区域20。
本体部120可将管道200固定到安装区域20或者可连接多个管道200。本体部120可以是六面体壳体，并且具有开口孔121a的开口壁121可设置在本体部120的相对的端部处。此时，开口孔121a具有与管道200的外周表面的形状相对应的形状。开口孔121a的内径比管道200的外径大出至少足以防止发生缝隙腐蚀的距离。例如，开口孔121a的内径与管道200的外径之间的距离可保持在约100微米或更大的水平。
用于支承防缝隙腐蚀构件110的外表面的肋状部122可设置在本体部120的内部。肋状部122可设置有一个或多个。肋状部122的端部可具有与防缝隙腐蚀构件110的外表面的形状相对应的形状。
在本实施例中，本体部120中具有用于支承防缝隙腐蚀构件110的肋状部122。然而，本发明不限于此，并且本体部120可以在没有肋状部的情况下通过其自身结构(例如，本体部的内部空间填充有材料的状态)支承防缝隙腐蚀构件110。
本体部120可由比管道200具有更高活性的金属制成。然而，考虑到成本和重量，本体部120也可由非金属材料制成。例如，本体部120可由包括特氟龙(Teflon)、含特氟龙的复合合成树脂、塑料或玻璃纤维(Glass Fiber)等在内的特氟龙材料制成。
本体部120可包括第一本体部120a和第二本体部120b，第一本体部120a和第二本体部120b与插置在两者之间的防缝隙腐蚀构件110组装在一起。第一本体部120a可形成为具有开放的底部以覆盖防缝隙腐蚀构件110的上部的箱形。第二本体部120b可形成为具有开放的顶部以覆盖防缝隙腐蚀构件110的下部的箱形。第一防止构件110a可以插入并固定到第一本体部120a。第二防止构件110b可以插入并固定到第二本体部120b。
在第一本体部120a和第二本体部120b与插置于两者之间的防缝隙腐蚀构件110竖直布置的状态下，第一本体部120a和第二本体部120b可通过诸如螺栓等紧固构件130组装成单个本体部120。此时，紧固构件130可穿过加强板150的孔151并组装至第一本体部120a与第二本体部120b的安装孔123。
在本实施例中，本体部120包括分别组装为覆盖防缝隙腐蚀构件110的上部和下部的第一本体部120a和第二本体部120b。然而，本体部120的结构不限于此，本体部120可形成为单个箱子的形状。
防缝隙腐蚀构件110与管道200的外表面直接接触。设置在本体部120和管道200之间的防缝隙腐蚀构件110比管道200更早地被腐蚀，因此，能够防止管道200的缝隙腐蚀。
这是因为，在存在雨水或空气中的水分等电解质的环境下，当两种不同材料的金属彼此接触时，由于两种金属之间的电势差而产生电势。此时，活性相对更高的金属用作阳极且活性相对更低的金属或贵金属用作阴极。阳极失去电子并被氧化。因此，阳极被腐蚀。阴极接收电子并被还原。因此，阴极不被腐蚀。阴极保护(Cathodic protection)是一种利用上述原理防止腐蚀的技术。此时的阳极被称为“牺牲阳极(sacrificial anode)”。在本实施例中，管道200充当阴极，并且防缝隙腐蚀构件110充当牺牲阳极。由于防缝隙腐蚀构件110比管道200更早地被腐蚀，因此能够保护管道200免受腐蚀。
在此，防缝隙腐蚀构件110的内径H1可以设计成小于开口孔121a的内径H2，且两者的差距至少足以防止缝隙腐蚀。例如，开口孔121a的内径与管道200的外径之间的距离可以保持在约100微米或更大的水平。因此，能够防止管道200的外径表面与开口孔121a的内径表面直接接触。防缝隙腐蚀构件110的内径设计成与管道200的外径相同。因此，防缝隙腐蚀构件110的内径表面与管道200的外径表面彼此紧密接触。因此，能够防止防缝隙腐蚀构件110的内径表面与管道200的外径表面之间发生腐蚀。
防缝隙腐蚀构件110可包括与管道200的上部外表面紧密接触的第一防止构件110a和与管道200的下部外表面紧密接触的第二防止构件110b。第一防止构件110a和第二防止构件110b的外表面可由本体部120的肋状部122支承。第一防止构件110a和第二防止构件110b的两端可由本体部120的开口壁121支承。因此，可将防缝隙腐蚀构件110的长度和开口壁121之间的距离设计成相同。
由于防缝隙腐蚀构件110通过本体部120的肋状部122在管道200的外径方向上被支承，因此防缝隙腐蚀构件110的内表面可以与管道200的外表面紧密接触。此外，由于防缝隙腐蚀构件110通过本体部120的开口壁121在管道200的纵向方向上被支承，因此防缝隙腐蚀构件110在本体部120中的位置可在不使用附加的固定装置的情况下被固定。
图5是根据第一实施例的变型的管道夹持装置的剖视图。
如图5所示，在第一实施例的变型中，本体部120的开口孔121a'处形成有本体部120的向外倾斜的倾斜表面。
开口孔121a'形成为具有内径表面，其中，外侧内径大于内侧内径。因此，开口孔121a'中的冷凝水可以沿着倾斜表面排出到本体部120的外部。
在第一实施例的管道设备10中，管道200的除了与防缝隙腐蚀构件110接触的表面之外的外周表面上可形成有涂层210。
返回参照图1，用于防止腐蚀的涂层210可形成在管道200的外周表面上，尤其是形成在管道200的除了与防缝隙腐蚀构件110接触的表面之外的外周表面上。通过在管道200的除了与防缝隙腐蚀构件110接触的表面之外的外周表面上涂覆涂层210(其中透明环氧树脂、聚氨酯涂料等与例如防锈涂料的耐腐蚀材料混合在该涂层210中)，能够防止在夹持装置100的内部产生由防缝隙腐蚀构件110的腐蚀导致的腐蚀产物。其结果，能够增加防缝隙腐蚀构件110的使用寿命。
除了与耐腐蚀材料混合之外，涂层210还可以与指示剂混合，该指示剂的颜色根据pH浓度而改变。例如，当管道200的外周表面被腐蚀时，在发生腐蚀的部分处氢离子的数量增加，因此，pH浓度降低。在管道200的与发生缝隙腐蚀的部分相邻的外周表面处，OH离子的数量增加，因此pH浓度增加。因此，在管道200的外周表面上形成与指示剂混合的涂层210的情况下，能够从包含指示剂的涂层210检测到缝隙腐蚀。这是因为腐蚀总是导致PH浓度的变化。
这里，与涂层210混合的指示剂可以是当pH从中性变为碱性时其颜色发生改变的碱性检测指示剂。然而，也可以使用具有与管道200的材料的pH范围相对应的颜色变化范围的指示剂。
夹持装置100可包括本体部120和围绕管道200的外表面的防缝隙腐蚀构件110，在本体部120中，防缝隙腐蚀构件110的端部由开口壁121支承。这里，夹持装置100的结构与上述管道夹持装置相同，因此省略其详细说明。
在下文中，将描述根据第一实施例的管道设备的操作和效果。
首先，一对本体部120布置成彼此面对，使得防缝隙腐蚀构件110围绕管道200的外周表面。接下来，加强板150设置在本体部120的顶部上，且诸如螺栓等紧固构件130插入加强板150的孔151中并紧固到作为安装区域20的板上。由此，完成夹持装置100的安装操作。
此时，第一防止构件110a和第二防止构件110b的外表面可由本体部120的肋状部122支承，并且第一防止构件110a和第二防止构件110b的两个端部由本体部120的开口壁121支承。因此，防缝隙腐蚀构件110在本体部120中的位置可以在没有附加固定装置的情况下被固定。
由于在管道200的除了与防缝隙腐蚀构件110接触的表面之外的外周表面上形成用于防止腐蚀的涂层210，因此能够防止在夹持装置100的内部产生由防缝隙腐蚀构件110的腐蚀导致的腐蚀产物。
根据第二实施例的管道夹持装置，防缝隙腐蚀构件可由表面上具有氧化物膜的铝合金制成。
例如，为了防止目标金属(例如管道)的腐蚀，应用到用于防止管道腐蚀的防缝隙腐蚀构件的牺牲铝电极(牺牲铝阳极；Sacrificial Al Anode)被添加铟(In)、锌(Zn)、锡(Sn)等。因此，能够保持牺牲电极的功能。这里，所添加的成分(In、Zn、Sn等)具有在腐蚀环境中使目标金属(管道)的防腐蚀区域最大化的功能以及通过避免牺牲铝电极的表面上形成氧化膜来持续地防止腐蚀的功能。
表1示出了表面上具有氧化膜的铝合金的成分与应用到用于防止管道腐蚀的防缝隙腐蚀构件的牺牲铝电极的成分之间的比较。
[表1]
Figure BDA0001606376400000091
对于应用到本实施例的防缝隙腐蚀构件的成分，可以使用表面上具有氧化膜的铝合金而不是牺牲铝电极的成分。这是因为用于防止缝隙腐蚀的夹持装置用于含有不锈钢的高耐腐蚀性管道，并且铝合金的氧化膜在正常环境下不会被破坏，而是在发生管道缝隙腐蚀的环境下被破坏。因此，在氧化膜被破坏之后，铝合金基材能够防止管道的缝隙腐蚀。
图6是在根据第二实施例的管道夹持装置中，将由表面上形成有氧化膜的铝合金制成的防缝隙腐蚀构件与表面上不具有氧化膜的防缝隙腐蚀构件的使用寿命进行比较的图表。
如图6所示，由表面上具有氧化膜的铝合金制成的防缝隙腐蚀构件(本发明C、D、E)的使用寿命比表面上不具有氧化膜的防缝隙腐蚀构件(比较性示例A和B)的使用寿命长8倍或更多。
这里，A表示锌牺牲构件(Zn阳极)；B表示铝牺牲构件(Al阳极)；C表示铝合金(Al合金：2024)；D表示铝合金(Al合金：6061)；E表示铝合金(Al合金：7075)。
图7是根据本发明的第三实施例的管道设备的立体图。图8是根据第三实施例的管道夹持装置的立体图。图9是沿着图8中的线“B-B”截取的剖视图。图10是根据第三实施例的管道夹持装置的分解立体图。
如图7至图10所示，根据第三实施例的管道夹持装置100可包括围绕管道200的外表面的防缝隙腐蚀构件110和组装至防缝隙腐蚀构件110的本体部120，使得防缝隙腐蚀构件110的台阶部124能够被支承。
这里，管道200是用于长距离输送油、气体等的管道(或管)，并且由具有高耐腐蚀性和高强度的不锈钢(Stainless Steel)或各种合金制成。用于输送流体的管道200可沿着纵向方向形成并且可通过夹持装置100固定到诸如板等的安装区域20。
本体部120可将管道200固定到安装区域20或者连接多个管道200。本体部120可以是六面体壳体，且具有开口孔121a的开口壁121可设置在本体部120的两个端部处。此时，开口孔121a具有与管道200的外周表面的形状相对应的形状。开口孔121a的内径比管道200的外径至少大出足以防止产生缝隙腐蚀的距离。例如，开口孔121a的内径与管道200的外径之间的距离可以保持在约100微米或更大的水平。
用于支承防缝隙腐蚀构件110的外表面的肋状部122可设置在本体部120的内部。肋状部122可设置有一个或多个。肋状部122的端部可具有与防缝隙腐蚀构件110的外表面的形状相对应的形状。
在本实施例中，本体部120中具有用于支承防缝隙腐蚀构件110的肋状部122。然而，本发明不限于此，并且本体部120可以在没有肋状部的情况下通过其自身结构(例如，本体部的内部空间填充有材料的状态)支承防缝隙腐蚀构件110。
本体部120可由比管道200具有更高活性的金属制成。然而，考虑到成本和重量，本体部120也可由非金属材料制成。例如，本体部120可由包括特氟龙(Teflon)、含特氟龙的复合合成树脂、塑料、玻璃纤维(Glass Fiber)等在内的特氟龙材料制成。
本体部120可包括第一本体部120a和第二本体部120b，第一本体部120a和第二本体部120b与插置在两者之间的防缝隙腐蚀构件110组装在一起。第一本体部120a可形成为具有开放的底部以覆盖防缝隙腐蚀构件110的上部的箱形。第二本体部120b可形成为具有开放的顶部以覆盖防缝隙腐蚀构件110的下部的箱形。第一防止构件110a可以插入并固定到第一本体部120a。第二防止构件110b可以插入并固定到第二本体部120b。
在第一本体部120a和第二本体部120b与插置于两者之间的防缝隙腐蚀构件110竖直布置的状态下，第一本体部120a和第二本体部120b可通过诸如螺栓等紧固构件130组装成单个本体部120。此时，紧固构件130可穿过加强板150的孔151并组装至第一本体部120a与第二本体部120b的安装孔123。
在本实施例中，本体部120包括分别组装为覆盖防缝隙腐蚀构件110的上部和下部的第一本体部120a和第二本体部120b。然而，本体部120的结构不限于此，本体部120可形成为单个箱子的形状。
防缝隙腐蚀构件110与管道200的外表面直接接触。设置在本体部120和管道200之间的防缝隙腐蚀构件110比管道200更早地被腐蚀，因此，能够防止管道200的缝隙腐蚀。在本实施例中，管道200充当阴极，且防缝隙腐蚀构件110充当牺牲阳极。由于防缝隙腐蚀防止构件110比管道200更早地被腐蚀，因此能够保护管道200免受腐蚀。
在此，防缝隙腐蚀构件110的内径可以设计成比管道200的外径至少大出足以防止缝隙腐蚀的距离。
防缝隙腐蚀构件110可包括与管道200的上部外表面紧密接触的第一防止构件110a和与管道200的下部外表面紧密接触的第二防止构件110b。第一防止构件110a和第二防止构件110b的外表面可由本体部120的肋状部122支承，并且第一防止构件110a和第二防止构件110b的两端可通过台阶部124支承在开口壁121的开口孔121a处。
由于防缝隙腐蚀构件110通过本体部120的肋状部122在管道200的外径方向上被支承，因此防缝隙腐蚀构件110的内表面可以与管道200的外表面紧密接触。此外，由于防缝隙腐蚀构件110通过台阶部124在本体部120的开口孔121a处被支承，因此防缝隙腐蚀构件110在本体部120中的位置可在不使用附加的固定装置的情况下被固定。
特别是，在管道200发生缝隙腐蚀的环境下，防缝隙腐蚀构件110的台阶部124比防缝隙腐蚀构件110的除了台阶部124以外的其它部分更早地腐蚀。因此，在管道200和本体部120之间不会产生间隙，由此能够防止由间隙引起的缝隙腐蚀。此外，本体部120有效地支承管道200，由此能够保持支承力。
图11是根据第三实施例的变型的管道夹持装置的剖视图。
如图11所示，在第三实施例的变型中，可以在防缝隙腐蚀构件110的台阶部124a'处形成本体部120的倾斜表面，该倾斜表面从本体部120向外倾斜。
台阶部124a'结构成外侧内径大于内侧内径的内径表面。因此，台阶部124a'中的冷凝水可以沿着倾斜表面排出到本体部120的外部。
在第三实施例的管道设备10中，管道200的除了与防缝隙腐蚀构件110接触的表面之外的外周表面上可形成有涂层210。
返回参照图7，用于防止腐蚀的涂层210可形成在管道200的外周表面上，尤其是形成在管道200的除了与防缝隙腐蚀构件110接触的表面之外的外周表面上。通过在管道200的除了与防缝隙腐蚀构件110接触的表面之外的外周表面上涂覆涂层210(其中透明环氧树脂、聚氨酯涂料等与例如防锈涂料的耐腐蚀材料混合在该涂层210中)，能够防止在夹持装置100的内部产生由防缝隙腐蚀构件110的腐蚀导致的腐蚀产物。其结果，能够增加防缝隙腐蚀构件110的使用寿命。
除了与耐腐蚀材料混合之外，涂层210还可以与指示剂混合，该指示剂的颜色根据pH浓度而改变。例如，当在管道200的与夹持装置100接触的外周表面处发生腐蚀时，在发生腐蚀的部分处氢离子的数量增加，因此，pH浓度降低。在管道200的与发生缝隙腐蚀的部分相邻的外周表面处，OH离子的数量增加，因此pH浓度增加。因此，在管道200的外周表面上形成与指示剂混合的涂层210的情况下，能够从包含指示剂的涂层210检测到缝隙腐蚀。这是因为腐蚀总是导致PH浓度的变化。
这里，与涂层210混合的指示剂可以是当pH从中性变为碱性时其颜色发生改变的碱性检测指示剂。然而，也可以使用具有与管道200的材料的pH范围相对应的颜色变化范围的指示剂。
夹持装置100可包括本体部120和围绕管道200的外表面的防缝隙腐蚀构件110，在本体部120中，防缝隙腐蚀构件110的端部由开口壁121支承。这里，夹持装置100的结构与上述管道夹持装置相同，因此省略其详细说明。
在下文中，将描述根据第三实施例的管道设备的操作和效果。
首先，一对本体部120布置成彼此面对，使得防缝隙腐蚀构件110围绕管道200的外周表面。接下来，加强板150设置在本体部120的顶部上，且诸如螺栓等紧固构件130插入加强板150的孔151中并紧固到作为安装区域20的板上。由此，完成夹持装置100的安装操作。
此时，第一防止构件110a和第二防止构件110b的外表面可由本体部120的肋状部122支承，并且第一防止构件110a和第二防止构件110b的两个端部通过台阶部124支承在开口孔121a处。因此，防缝隙腐蚀构件110在本体部120中的位置可以在没有附加固定装置的情况下被固定。
由于在管道200的除了与防缝隙腐蚀构件110接触的表面之外的外周表面上形成用于防止腐蚀的涂层210，因此能够防止在夹持装置100的内部产生由防缝隙腐蚀构件110的腐蚀导致的腐蚀产物。
在下文中，将参照图12描述根据本发明的第四实施例的管道设备10，在该管道设备10中，管道200通过管道夹持装置100固定到安装区域20。图12是根据第四实施例的包括管道夹持装置的管道设备的立体图。
参照图12，根据第四实施例的管道设备10包括管道夹持装置100，该管道夹持装置100可安装在诸如板等的安装区域20处并且与管道200连接。考虑到成本，管道夹持装置100可由特氟龙(Teflon)、含特氟龙的复合合成树脂、塑料、玻璃纤维(Glass Fiber)等材料制成。
管道200通过管道夹持装置100安装在安装区域20处，并且多个管道200可通过管道夹持装置100连接。管道200提供用于长距离输送诸如油、气体等流体的导管，并且由具有高耐腐蚀性和高强度的不锈钢(Stainless Steel)或耐腐蚀合金(Corrosion ResistanceAlloy)制成。
防缝隙腐蚀构件可设置在管道夹持装置100与管道200之间。
在下文中，将参照图13至图16描述包括防缝隙腐蚀构件的管道夹持装置100的具体结构。
图13是图12所示的管道夹持装置的放大图。图14是示出图13所示的管道夹持装置在没有管道的情况下被紧固的状态的立体图。图15是图13所示的管道夹持装置的分解立体图。图16是沿着图13中的线“C-C”截取的剖视图。
参照图13至图16，管道夹持装置100能够在与管道200的圆周表面进行表面接触的状态下将管道200固定到安装区域20，或者能够连接多个管道200。管道夹持装置100可包括一对本体部120a和120b以及用于连接一对本体部120a和120b的紧固构件130。此时，第一本体部120a可设置在管道200的上部，且第二本体部120b可设置在管道200的下部。
管道200的第一本体部120a可具有覆盖管道200的上圆周表面的形状。此时，第一本体部120a可具有六面体形状。第一本体部120a的上表面上可形成有一个或多个安装孔123，其中，紧固构件130可插入安装孔123中。另外，第一本体部120a的一个表面和与该表面相对的另一表面上可形成有供管道200插入的半圆形开口孔121a。
能够支承防缝隙腐蚀构件110的支承部112可形成在第一本体部120a处。支承部112可具有与防缝隙腐蚀构件110的外周表面相对应的形状，并且防缝隙腐蚀构件可以安装在支承部112上。此外，支承部112相对于半圆形开口孔121a向内凹陷，且因此可具有比半圆形开口孔121a的半径更大的半径。在此，防缝隙腐蚀构件的“外周表面”是指与防缝隙腐蚀构件和管道接触的表面相对的表面。
第二本体部120b可具有覆盖管道200的下圆周表面的形状。第二本体部120b的具体结构与第一本体部120a的具体结构相同。
上述本体部120a和120b仅仅是示例，因此，本发明的构思不受这些本体部的形状的限制。只要不妨碍本发明的构思，夹持装置的本体部120a和120b可以进行各种变型。
也可通过将第一本体部210和第二本体部120b相对于插置在两者之间的管道200垂直地布置、然后将诸如螺栓等紧固构件130紧固到第一本体部120a的安装孔123以及第二本体部120b的插入孔102来夹持管道200。此时，加强板150可设置在第一本体部120a和紧固构件130之间。
当从管道200的轴向方向上的截面观察时，防缝隙腐蚀构件110可设置在本体部120a和120b与管道200之间(图16)。此处，管道200的轴向方向指示图13中的X轴方向。
此外，防缝隙腐蚀构件110可包括围绕管道200的圆周表面的一部分或全部的防锈部115和围绕防锈部115的外周表面的外周保护部114。此处，防锈部的“外周表面”表示与防锈部和管道接触的表面相对的表面，其与防缝隙腐蚀构件的外周表面的情况类似。
防锈部115可包含相比于管道200的金属具有更高反应性的金属。例如，防锈部115可由铝(Al)、铝(Al)与锡(Sn)、铟(In)等混合的合金、锌(Zn)、锌合金等制成。防锈部115的种类不限于此，且也可以使用相比于管道具有更强腐蚀性的金属材料。
外周保护部114的长度可小于本体部120a和120b的长度，因此可以防止其暴露至本体部120a和120b的外部。这里，“长度”表示管道200的轴向方向上的长度，即图13中的X轴方向上的长度。除非另有说明，在本发明的说明书和权利要求书中描述的“长度”表示X轴方向上的长度。
外周保护部114可围绕防锈部115的整个外周表面。此外，外周保护部114的长度可大于防锈部115的长度。因此，外周保护部114沿着管道200的轴向方向(X方向)围绕防锈部115。外周保护部114和防锈部115可通过诸如粘合剂等粘合构件彼此粘合。
外周保护部114可由诸如特氟龙(Teflon)、含特氟龙的复合合成树脂、塑料、高强度聚乙烯、对位芳香族聚酰胺、玻璃纤维(Glass Fiber)等材料制成。
在与本实施例有关的附图中，防锈部115和外周保护部114被示为具有预定厚度的构件。然而，这仅仅是示例，并且也可以使用非常薄的膜、非常薄的箔、可带状捆扎(taping)的材料等。
在下文中，将描述具有如上所述结构的管道夹持装置的操作和效果。
在根据本发明的实施例的管道夹持装置100中，防缝隙腐蚀构件110的防锈部115用作牺牲阳极，由此能够最大限度地减少管道200的腐蚀。
外周保护部114最大限度地减少防锈部115的外周表面暴露至本体部内部的水或空气等中。因此，可以减少防锈部115的自然侵蚀，并且可以使牺牲阳极的功能保持更长时间。换句话说，由于存在外周保护部114，与传统的情况相比增加了防锈部115的使用寿命。
此外，外周保护部114可以提升防锈部115的张力并减少损坏。特别是，当防锈部115为非常薄的膜、非常薄的箔等时，由于约数百Mpa的低拉伸强度/屈服强度而容易被损坏。然而，由于外周保护部114具有数十至数百GPa的高拉伸强度/屈服强度，能够因外周保护部114的存在，能够最大限度地减少防锈部115的损坏。
在本实施例及其相关附图中，防缝隙腐蚀构件110和防锈部115各自设置为两个单独的构件，即，上部构件和下部构件。但是，这仅仅是示例，防缝隙腐蚀构件110和防锈部115各自可设置为单个构件。换句话说，形成为单独构件的防缝隙腐蚀构件110和防锈部115可以捆扎(tape)成围绕外周表面，并且捆扎开始部分和捆扎结束部分可通过粘合剂等彼此粘合。
尽管示出了防缝隙腐蚀构件110的整个外周表面与支承部112接触，但是本发明的构思不限于此。例如，通过形成从支承部112的与管道200接触的表面凹陷的槽或凹部，使防缝隙腐蚀构件110的外周表面的仅一部分与支承部112接触。
除了上述结构之外，在本发明的第四实施例的变型中，防缝隙腐蚀构件110可具有围绕管道200的圆周表面的端部保护部116。
在下文中，将参照图17至图19描述第四实施例的变型。图17是根据第四实施例的变型的防缝隙腐蚀构件的分解立体图。图18是示出图17所示的防缝隙腐蚀构件的组装状态的立体图。图19是沿着图18的线“D-D”截取的剖视图。
在描述本发明的第四实施例的变型时，将主要描述第四实施例的变型与上述实施例之间的差异，并且将并入上述实施例的相同描述以及相似的附图标记。
参照图17至图19，根据第四实施例的变型的防缝隙腐蚀构件110还包括端部保护部116。
端部保护部116可形成为使得其内周表面围绕管道200的圆周表面并且其外周表面被外周保护部114的内周表面围绕。此外，端部保护部116沿着管道200的轴向方向(X轴方向)设置在防锈部115的一个端部和另一个端部处。这里，“内周表面”是指面向管道的圆周表面的表面(面对的表面)。
端部保护部116可通过如粘合剂等的粘合单元连接到外周保护部114。此时，外周保护部114的内周表面与端部保护部116的外周表面可紧密接触。此外，外周保护部114和端部保护部116可形成为一体。因此，可以防止水、空气等流入到外周保护部114与端部保护部116之间的间隙中。
在本实施例的防缝隙腐蚀构件中，能够防止防锈部的延伸表面117暴露到本体部内的水或空气等中。这里，防锈部的延伸表面117表示垂直于管道延伸方向(X轴方向)的表面。因此，防锈部115的暴露区域进一步减小，由此能够进一步延长防锈部115的使用寿命。
图20是与根据本发明第五实施例的管道夹持装置连接的管道的示意性立体图。图21是根据第五实施例的管道夹持装置的放大图。图22是根据第五实施例的管道夹持装置的示意性立体图。图23是根据第五实施例的管道夹持装置的示意性分解立体图。图24是沿着图21中的线“E-E”截取的示意性剖视图。
参照图20至图24，根据本发明第五实施例的管道夹持装置100可包括本体部120和防缝隙腐蚀构件110，本体部120在与管道200联接的同时将管道200固定至预定安装区域20。
管道200是供诸如气体、油等工作流体流动通过的管线并且可通过本体部120安装在安装区域20中。
管道200用作将诸如气体、油等工作流体输送到预定目的地的通道。管道200可由不锈钢(Stainless Steel)或不锈钢基合金(stainless steel-based alloy)制成。
本体部120设置成固定和支承管道200。本体部120可由塑性材料制成。例如，本体部120可由特氟龙、含特氟龙的复合合成树脂材料或者包含塑料或玻璃纤维的特氟龙材料制成。本体部120可由本领域中常用的各种材料制成。
一对本体部120可以与插置于两者之间的管道200组装在一起。例如，本体部120可包括具有相对应的形状并被组装成围绕管道200的外周表面的第一本体部120a和第二本体部120b。
除了安装孔123和插入孔102之外，第一本体部120a和第二本体部120b可具有基本相同的结构。
因此，在下文中，将主要基于第一本体部(第二防止构件)的结构来描述本体部120。
第一本体部120a可具有支承部112，支承部112凹陷成能够安装待稍后描述的防缝隙腐蚀构件110。例如，支承部112可从第一本体部120a凹陷，以对应于防缝隙腐蚀构件110的外表面的形状。换句话说，尽管在图中仅示出了支承部112的结构具有与防缝隙腐蚀构件110的外表面对应的圆柱形形状，但是本发明不限于此，并且支承部112可以根据防缝隙腐蚀构件110的形状而具有各种形状。
凹槽126可在支承部112的两侧处形成为以预定距离间隔开。例如，凹槽126可设置在支承部112的纵向方向上的两侧。这里，纵向方向是指图21中的Y轴方向。
凹槽126可从第一本体部120a凹陷。例如，凹槽126可具有与稍后将描述的防缝隙腐蚀构件110的凸缘部107的外表面相对应的形状，使得凸缘部107能够插入其中。
因此，在凸缘部107插入凹槽126之后，凹槽126的内表面可与凸缘部107的外表面接触。
凹槽126可沿着第一本体部120a的宽度方向设置。这里，宽度方向是指图21中的X轴方向。
第一本体部120a可具有用于将第一本体部120a联接到第二本体部120b的安装孔123。例如，安装孔123可形成为从第一本体部120的一侧沿着其厚度方向穿过第一本体部120a。这里，厚度方向是指图21中的Z轴方向。
第二本体部120b可具有与第一本体部120a的安装孔123对应的插入孔102。当第一本体部120a和第二本体部120b彼此联接时，安装孔123和插入孔102可彼此连通。第一本体部120a和第二本体部120b可通过与安装孔123和插入孔102螺纹联接的附加紧固构件130彼此联接。这里，加强板150可设置在第一本体部120a的顶部上。换句话说，在加强板150安装在第一本体部120a的上表面的状态下，第一本体部120a和第二本体部120b可通过紧固构件130彼此联接。
如上所述，第一本体部120a的安装孔123和第二本体部120b的插入孔102可具有不同的形状。
换句话说，安装孔123可沿着厚度方向穿过第一本体部120a，并且插入孔102可以以预定深度从第二本体部120b凹入。
插入孔102可以穿过第二本体部120b。在这种情况下，第一本体部120a和第二本体部120b可具有相同的形状。当插入孔102穿过第二本体部120b时，紧固构件130可将第一本体部120a、第二本体部120b和安装区域20固定在一起。
除了插入孔102以外，联接到第一本体部120a以使得管道200能够被固定的第二本体部120b的形状与第一本体部120a的形状基本上相同。
换句话说，第二本体部120b可具有支承部112和凹槽126。由于支承部112和凹槽126的结构与第一本体部120a的结构相同，将省略其详细描述。
在下文中，将参照图25描述设置在根据本发明的第五实施例的管道夹持装置100处的防缝隙腐蚀构件110的具体结构。
图25是设置在根据第五实施例的管道夹持装置处的防缝隙腐蚀构件的示意性立体图。
参照图25，防缝隙腐蚀构件110可设置在管道200和本体部120之间以围绕管道200的外周表面，并且防缝隙腐蚀构件110的凸缘可朝向本体部120弯曲并插入到本体部200中。防缝隙腐蚀构件110可以与管道200接触。
防缝隙腐蚀构件110可由相比于管道200具有更高反应性的金属材料制成。例如，缝隙腐蚀防止部件110可由铝(AL)、将铝(AL)与锡(Sn)、铟(In)等混合的合金、锌(Zn)、锌合金等制成。防缝隙腐蚀构件110的种类不限于此，而是也可以使用相比于管道具有更高腐蚀性的金属材料。
首先，将描述通过防缝隙腐蚀构件200最大限度地减少管道200的腐蚀的原理。
在存在雨水或空气中的水分等电解质的环境下，当两种不同材料的金属彼此接触时，由于两种金属之间的电势差而产生电势。此时，活性相对更高的金属用作阳极且活性相对更低的金属或贵金属用作阴极。阳极失去电子并被氧化。因此，阳极被腐蚀。阴极接收电子并被还原。因此，阴极不被腐蚀。阴极保护(Cathodic protection)是一种利用上述原理防止腐蚀的技术。此时的阳极被称为“牺牲阳极”。
换句话说，在根据本发明第五实施例的管道夹持装置100中，缝隙腐蚀防止部分200用作牺牲阳极，因此能够使管道200的腐蚀最小化。
防缝隙腐蚀构件110可包括第一防止构件110a和第二防止构件110b，其中，第一防止构件110a安装在第一本体部120a的支承部112上以与管道200的外周表面的一部分接触；第二防止构件110b安装在第二本体部120b的支承部112上，以与管道200的外周表面的、不与第一防止构件110a接触的一部分接触。
此时，第一防止构件110a和第二防止构件110b可具有相对应的形状。因此，在下文中，将主要描述第一防止构件110a的结构。
第一防止构件110a可包括腐蚀部105、连接部106和凸缘部107，其中，腐蚀部105具有与管道200的外周表面相对应的形状并且具有与管道200的外周表面接触的内表面；连接部106从腐蚀部105沿着径向方向向外延伸；且凸缘部107从连接部106的前端朝向第一本体部120a弯曲。
腐蚀部105的外周表面可具有与第一本体部120a的支承部112对应的形状。腐蚀部105的内周表面可具有与管道200的外周表面对应的形状。
因此，腐蚀部105可以安装并固定到第一本体部120a的支承部112，并且其内周表面可以与管道200接触。由此，能够最大限度地减少管道200的腐蚀。
连接部106可从腐蚀部105沿着径向方向向外延伸。这里，径向方向是指图24中从左到右或从右到左的方向。朝向第一本体部120a弯曲的凸缘部107可设置在连接部106的前端处。
凸缘部107可以插入到第一本体部120a的凹槽126中。例如，凸缘部107可在宽度方向上设置成对应于凹槽126。当凸缘部107插入到凹槽126中时，凹槽126的内周表面可以与凸缘部107的外周表面接触。
如上所述，第二防止构件110b可具有与第一防止构件110a的形状相对应的形状。例如，第二防止构件110b可包括腐蚀部105、连接部106和凸缘部107。由于第二防止构件110b的腐蚀部105、连接部106和凸缘部107的结构与第一防止构件110a的腐蚀部105、连接部106和凸缘部107的结构相同，将省略其详细描述。
当联接管道夹持装置100时，第一防止构件110a和第二防止构件110b的连接部106彼此接触，由此围绕管道200的外周表面。
在根据本发明第五实施例的管道夹持装置100中，凹槽126形成在本体部120中，并且防缝隙腐蚀构件110的凸缘部107插入到凹槽126中。由此，能够最大限度地减少外部的水或水分流入防缝隙腐蚀构件110与本体部120之间的间隙中的现象。
因此，能够最大限度地减少防缝隙腐蚀构件110被外部水或水分氧化的现象。其结果，防缝隙腐蚀构件110能够使管道200的腐蚀最小化。
如上所述，本发明的优点在于，由于防缝隙腐蚀构件不会暴露到夹持装置的本体部中，因此能够使与外部水分和氧的接触最小化。此外，本发明的优点在于，由于防缝隙腐蚀构件的端部由本体部的开口壁支承，能够使防缝隙腐蚀构件容易地固定到本体部。另外，本发明的优点还在于，通过在管道的除了与防缝隙腐蚀构件接触的表面之外的外周表面上形成涂层，能够防止在夹持装置的内部产生由于防缝隙腐蚀构件的腐蚀而导致的腐蚀产物。

Claims (3)

1.管道夹持装置，包括：
防缝隙腐蚀构件，配置成围绕管道的外表面；以及
本体部，组装成使得所述防缝隙腐蚀构件设置在所述本体部中，并且所述本体部具有形成在所述本体部的相对端部处的开口壁，所述管道穿过所述开口壁，
其中，所述防缝隙腐蚀构件的长度与所述开口壁之间的距离相同，并且所述防缝隙腐蚀构件的端部由所述开口壁支承，
其中，所述防缝隙腐蚀构件由所述本体部的内部朝向所述管道被支承，以及
其中，所述防缝隙腐蚀构件包含铝合金，所述铝合金的表面上具有氧化膜，使得在由于所述防缝隙腐蚀构件与所述管道之间的间隙中的电解质而发生缝隙腐蚀的环境下，在所述氧化膜损坏之后，充当牺牲阳极的所述防缝隙腐蚀构件比所述管道更早被腐蚀，
其中，所述防缝隙腐蚀构件的两个端部朝向所述本体部弯曲并且插入所述本体部中，
所述本体部包括第一本体部和第二本体部，所述第一本体部和所述第二本体部具有相对应的形状并且组装成围绕所述管道的圆周表面，以及
所述第一本体部和所述第二本体部具有支承部，所述支承部凹陷以安装所述防缝隙腐蚀构件，
其中，所述防缝隙腐蚀构件包括：
第一防止构件，安装在所述第一本体部的支承部上，并且与所述管道的外周表面的一部分接触；以及
第二防止构件，安装在所述第二本体部的支承部上，并且与所述管道的外周表面的、不与所述第一防止构件接触的一部分接触，
其中，所述第一防止构件和所述第二防止构件包括：
腐蚀部，具有与所述管道的外周表面相对应的形状，并具有与所述管道的外周表面接触的内表面；
连接部，从所述腐蚀部沿径向方向向外延伸；以及
凸缘部，从所述连接部的端部朝向所述第一本体部或所述第二本体部弯曲。
2.根据权利要求1所述的管道夹持装置，其中，所述防缝隙腐蚀构件的内径小于所述开口壁的开口孔的内径，其中，所述管道穿过所述开口壁的所述开口孔。
3.根据权利要求2所述的管道夹持装置，其中，所述开口孔各自具有倾斜表面，所述倾斜表面倾斜成使得所述开口孔的外侧内径大于所述开口孔的内侧内径。
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