CN111677977A - 管道及管道系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种管道，包括金属基体以及内衬于所述金属基体的内表面的防腐层，所述防腐层包括防腐层中间部、防腐层第一端部以及防腐层第二端部，所述防腐层第一端部具有防腐层第一端面，所述防腐层第一端面的厚度大于所述防腐层中间部的厚度。本发明所提供的管道能够实现是内衬防腐层的管道的连接处的防腐。

Description

管道及管道系统

技术领域

本发明涉及一种管道，特别涉及内衬防腐层的管道。本发明还涉及管道系统。

背景技术

防腐钢管是指经过防腐工艺加工处理，可有效防止或减缓在运输与使用过程中发生化学或电化学反应发生腐蚀现象的钢制管道。根据我国统计数据，每年国内的钢管腐蚀直接经济损失2800多亿。当前全球每年因钢管腐蚀损失高达5000亿美元。防腐钢管可有效地防止或减缓腐蚀延长钢管的使用寿命，降低钢管运行成本。

在钢管内衬防腐层是一种使用广泛的技术，尤其适用于化工和石油行业。目前内衬防腐材料多为高分子材料，也有少量内衬无机非金属材料，如陶瓷或玻璃的报道。如果在钢管内表面内衬陶瓷或玻璃，所面临的一个主要问题是管端头连接处的防腐处理。根据目前的工艺，在管道的端部内衬陶瓷或玻璃层的主要缺陷是：陶瓷或玻璃层的厚度太薄，焊接时或受力时容易裂开，造成防腐层的失效。特别是管道的内表面和管道端面的过渡处，缺陷尤其突出。还有一种管端头连接处的防腐处理方式是在管道的端部焊接上一段耐蚀合金管，施工时将两根管道的耐蚀合金管焊接在一起或用法兰等连接件连接在一起。这种处理方式的缺陷是耐蚀合金特别昂贵，成本太高。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种管道，要解决的技术问题是内衬防腐层的管道的连接处的防腐。

为解决上述问题，本发明采取的技术方案是：一种管道，包括金属基体以及内衬于所述金属基体的内表面的防腐层，所述防腐层包括防腐层中间部、防腐层第一端部以及防腐层第二端部，所述防腐层第一端部具有防腐层第一端面，所述防腐层第一端面的厚度大于所述防腐层中间部的厚度。

优选地，所述金属基体包括金属基体中间部、金属基体第一端部以及金属基体第二端部，所述金属基体第一端部具有金属基体第一端面，所述金属基体第一端面的厚度小于所述金属基体中间部的厚度。

优选地，所述防腐层中间部和所述金属基体中间部的平均厚度之和为D0，所述防腐层第一端面和所述金属基体第一端面的厚度之和为D1，其中，0.9*D0≤D1≤1.1*D0。

优选地，所述金属基体第一端部的内表面包含斜面或曲面，和/或所述防腐层第一端部的内表面包含斜面或曲面。

优选地，所述防腐层第一端面的厚度在0.8mm以上、或在1mm以上、或在1.2mm以上、或在1.5mm以上、或在2mm以上。

优选地，所述防腐层的材料为高分子有机材料或无机非金属材料。

本发明还提供一种管道系统，包括至少两根本发明所提供的管道，分别为第一管道和第二管道，所述管道系统还包括中间防腐密封层，所述中间防腐密封层位于所述第一管道和第二管道的中间。

优选地，所述管道系统还包括第一粘合防腐密封层、第二粘合防腐密封层，所述第一粘合防腐密封层结合于所述第一管道的防腐层第一端面，所述第二粘合防腐密封层结合于所述第二管道的防腐层第一端面，所述中间防腐密封层位于所述第一粘合防腐密封层和第二粘合防腐密封层之间。

优选地，所述管道系统还包括用于连接所述第一管道和第二管道的连接装置，所述连接装置包括法兰。

优选地，所述法兰通过以下三种方式中的一种或多种来实现所述第一管道和第二管道的连接：

1)在所述第一管道的外表面设置有第一卡合结构，在所述第二管道的外表面设置有第二卡合结构，通过所述法兰与所述第一卡合结构和第二卡合结构的配合实现所述第一管道和第二管道的连接；

2)所述法兰通过螺纹与所述第一管道和第二管道进行连接，从而实现所述第一管道和第二管道的连接；

3)所述法兰通过固定件与所述第一管道和第二管道进行连接，从而实现所述第一管道和第二管道的连接。

本发明的有益效果为：本发明所提供的管道的管端头的防腐性能好，安装施工方便，成本低。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明所提供的管道的第一种优选的具体实施方式的结构示意图。

图2是图1所示的管道的金属基体和防腐层的结构示意图。

图3是图1所示的管道的连接结构示意图。

图4是本发明所提供的管道的第二种优选的具体实施方式的结构示意图。

图5是本发明所提供的管道的第三种优选的具体实施方式的结构示意图。

图6是本发明所提供的管道的第四种优选的具体实施方式的结构示意图。

图7是本发明所提供的管道的第五种优选的具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

图1和图2示出了本发明所提供的管道的第一种优选的具体实施方式。

如图1和图2所示，该具体实施方式中的管道包括金属基体100，具体为钢管，金属基体100的内表面衬有防腐层200，防腐层200沿金属基体100的内表面延伸。其中，金属基体100包括金属基体中间部110、金属基体第一端部120以及金属基体第二端部130，金属基体第一端部120具有金属基体第一端面121，金属基体第二端部130具有金属基体第二端面131。防腐层200包括防腐层中间部210、防腐层第一端部220以及防腐层第二端部230，防腐层第一端部220具有防腐层第一端面221，防腐层第二端部230具有防腐层第二端面231。

在该具体实施方式中，金属基体以及防腐层的中间部和端部的划分是以厚度为依据的。如图2所示，金属基体从中间部过渡到端部时，厚度逐渐减小(端部的内表面为斜面)；防腐层从中间部过渡到端部时，厚度逐渐增大。从金属基体和防腐层的厚度之和来看，金属基体和防腐层的整体厚度是均一的，当然，可以允许一定的误差，例如，防腐层中间部和金属基体中间部的平均厚度之和为D0，防腐层端部和金属基体端部的厚度之和为D1，其中，0.9*D0≤D1≤1.1*D0。

本发明的关键在于尽可能增大防腐层的端面的厚度，以增强管道连接处的防腐性能。如图2所示，防腐层第一端面221和防腐层第二端面231在整个防腐层200中厚度是最厚的，相应的，金属基体第一端面121和金属基体第二端面131在整个金属基体100中厚度是最薄的。根据实际需要，可以设置防腐层第一端面221的厚度在0.8mm以上，或者，在1mm以上或，在1.2mm以上、或在1.5mm以上、或在2mm以上。另外，防腐层第一端面221和防腐层第二端面231、金属基体第一端面121和金属基体第二端面131基本上是平面，并且，防腐层第一端面221和金属基体第一端面121处于同一平面并紧密相接，防腐层第二端面231和金属基体第二端面131处于同一平面并紧密相接，这样设置的目的同样是为了增强管道连接处的防腐性能。

以上描述了本发明所提供的管道的一种优选的具体实施方式，在该具体实施方式中，管道的两端具有类似的结构。作为该具体实施方式的变形，也可以设置管道的一端采用上面所述的结构，另一端采用不同的结构。

在制造工艺方面，一种优选的具体实施方式为：提供普通钢管，加工钢管的两端形成如上所述的斜面结构，然后提供挡板，紧贴在钢管的两个端面，最后内衬上防腐层并去除挡板，防腐层的两端并会形成如上所述的结构。对于不同的应用场合，防腐层的材料可能有所不同，内衬工艺也会相应地有所不同。例如，对于衬塑钢管，可以将粉末状塑料喷涂到钢管的内表面，然后通过热熔的方法让塑料内衬到钢管内表面；对于内衬陶瓷或玻璃的钢管，可以将陶瓷粉或玻璃粉喷涂或涂敷到钢管的内表面，然后通过烧结的方法让陶瓷或玻璃内衬到钢管内表面。

图1和图3还示出了上述具体实施方式所提供的管道连接时所需要的结构。

如图1和图3所示，该具体实施方式所提供的管道可以采用法兰40进行连接。连接时，可以直接用法兰40焊接到两根管道的端部，然后用连接件(例如，螺栓)通过法兰40上的通孔41进行连接。需要注意的时，采用此种连接在部分场合并不适用，例如当钢管内衬玻璃并且玻璃层(防腐层)的厚度较薄时，焊接容易导致内衬的玻璃层开裂，从而致使防腐层失败。在这种情况下，一种更优选的连接方式是，采用卡合结构和法兰将两根管道进行连接，从而避免法兰与管道直接焊接造成的高温环境。

如图1和图3所示，管道的端部的外表面设置有卡槽101，另外提供与卡槽101相匹配的卡合部件50，卡合部件50可以是多个条状、或块状、或半环状、或弧形、或其它形状的部件，只要施工时能嵌入卡槽101即可。对于特定形状的卡合部件50，卡槽101也可以采用相匹配的形状，例如，卡槽101可以是环绕管道外表面的连续的凹槽，也可以是多个独立的凹坑。施工时，先将多个卡合部件50嵌入卡槽101，然后将卡合部件50与法兰40进行焊接，也可以采用其他连接方式，例如，连接件连接；最后通过法兰40将两根管道进行连接。

连接两根管道的施工工艺如下：

(1)两根管道中的第一管道的第一端部的外表面开设第一卡槽，第二管道的第二端部的外表面开设第二卡槽；

(2)提供与第一卡槽匹配的第一卡合部件，提供与第二卡槽匹配的第二卡合部件；将第一卡合部件嵌入所述第一卡槽，将第二卡合部件嵌入所述第二卡槽；

(3)将法兰的第一部分与第一卡合部件进行连接，将法兰的第二部分与第二卡合部件进行连接；连接法兰的第一部分和第二部分，从而实现所述第一端部和第二端部的连接。

需要注意的是，以上详细说明了利用卡合结构连接两根管道的结构配置和施工方法的一种优选的具体实施方式。本领域技术人员可以利用该具体实施方式提供的原理采用其它卡合结构，例如，采用管道外表面的突起结构与法兰的配合实现两根管道的连接，在此不再详述。

作为该具体实施方式的变形，法兰也通过螺纹与第一管道和第二管道进行连接，从而实现第一管道的第一端部和第二管道的第一端部的连接；法兰还可以通过固定件与第一管道和第二管道进行连接，从而实现第一管道的第一端部和第二管道的第一端部的连接。本领域技术人员也可以根据该具体实施方式提供的原理采用其它适合的连接方式，这里不再详述。

为了实现两根管道的连接处的更好的密封效果，在该具体实施方式中，还提供了密封部件。

如图1和图3所示，密封部件包括粘合防腐密封层60以及中间防腐密封层70。两层密封部件的共同特点是，具有密封的功能，同时采用防腐材料制成，因此被称为防腐密封层。粘合防腐密封层60和中间防腐密封层70不同的是：粘合防腐密封层60采用具有粘合性能的材料制成，而中间防腐密封层70采用防腐材料制成。连接两根管道时，两根管道的端面都结合有粘合防腐密封层60，然后将中间防腐密封层70作为垫片设置在两根管道的连接处。

制作粘合防腐密封层60的材料可以选用高分子材料，例如PFA类材料，或聚四氟乙烯类材料，或者，采用可热熔防腐材料，采用可热熔防腐材料的好处是，可以采用热熔的方式将粘合防腐密封层60与管道的端面结合。制作中间防腐密封层70的材料可以选用石墨、膨胀石墨、高分子防腐材料或其它适合的材料。

图4示出了本发明所提供的管道的端部的第二种优选的具体实施方式。

如图4所示，与第一种优选的具体实施方式相同的是，该具体实施方式中的管道也包括金属基体100，具体为钢管，金属基体100的内表面衬有防腐层200，防腐层200沿金属基体100的内表面延伸。其中，金属基体100包括金属基体中间部110、金属基体第一端部120以及金属基体第二端部130；防腐层200包括防腐层中间部210、防腐层第一端部220以及防腐层第二端部230，防腐层第一端部220具有防腐层第一端面221，防腐层第二端部230具有防腐层第二端面231。管道的制造工艺与第一种具体实施方式也类似。同样地，该具体实施方式中的管道采用法兰的方式进行连接。连接结构和法兰的设置与第一种具体实施方式也类似。同样地，为了实现两根管道的连接处的更好的密封效果，每根管道的端面结合有粘合防腐密封层，两根管道的中间设置有中间防腐密封层。

与第一种优选的具体实施方式不同的是，该具体实施方式中的管道的金属基体第一端部120和金属基体第二端部130的内表面为曲面。相应的，防腐层第一端部220和防腐层第二端部230的相应面也为匹配的曲面。

图5示出了本发明所提供的管道的端部的第三种优选的具体实施方式。

如图5所示，与第二种优选的具体实施方式相同的是，该具体实施方式中的管道也包括金属基体100，具体为钢管，金属基体100的内表面衬有防腐层200，防腐层200沿金属基体100的内表面延伸。其中，金属基体100包括金属基体中间部110、金属基体第一端部120以及金属基体第二端部130；防腐层200包括防腐层中间部210、防腐层第一端部220以及防腐层第二端部230，防腐层第一端部220具有防腐层第一端面221，防腐层第二端部230具有防腐层第二端面231。管道的制造工艺与第一种具体实施方式也类似。同样地，该具体实施方式中的管道采用法兰的方式进行连接。连接结构和法兰的设置与第一种具体实施方式也类似。同样地，为了实现两根管道的连接处的更好的密封效果，每根管道的端面结合有粘合防腐密封层，两根管道的中间设置有中间防腐密封层。另外，该具体实施方式中的管道的金属基体第一端部120和金属基体第二端部130的内表面也为曲面。

与第二种优选的具体实施方式不同的是，防腐层200的防腐层第一端部220和防腐层第二端部230的内表面包含弧面(或斜面)。在内衬防腐层200的过程中，防腐层200的防腐层第一端部220和防腐层第二端部230在某些情况下会形成这样的弧面(或斜面)结构。需要注意的是，即使防腐层200的防腐层第一端部220和防腐层第二端部230的内表面包含弧面(或斜面)，防腐层第一端面221和防腐层第二端面231的厚度仍然大于防腐层中间部210的厚度。

图6示出了本发明所提供的管道的连接的第四种具体实施方式。

如图6所示，与第一种具体实施方式相同，该具体实施方式所提供的管道也采用法兰40进行连接。与第一种具体实施方式所不同的时，法兰通过螺纹与管道进行连接。防腐密封层仅包括中间防腐密封层70。

图7示出了本发明所提供的管道的连接的第五种具体实施方式。

如图7所示，与第一种具体实施方式相同，该具体实施方式所提供的管道也采用法兰40进行连接。与第一种更具体实施方式所不同的时，法兰通过固定件80(例如，铆钉)与管道进行连接。防腐密封层仅包括中间防腐密封层70。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种管道，包括金属基体以及内衬于所述金属基体的内表面的防腐层，所述防腐层包括防腐层中间部、防腐层第一端部以及防腐层第二端部，所述防腐层第一端部具有防腐层第一端面，其特征在于，所述防腐层第一端面的厚度大于所述防腐层中间部的厚度。

2.如权利要求1所述的管道，其特征在于，所述金属基体包括金属基体中间部、金属基体第一端部以及金属基体第二端部，所述金属基体第一端部具有金属基体第一端面，所述金属基体第一端面的厚度小于所述金属基体中间部的厚度。

3.如权利要求2所述的管道，其特征在于，所述防腐层中间部和所述金属基体中间部的平均厚度之和为D0，所述防腐层第一端面和所述金属基体第一端面的厚度之和为D1，其中，0.9*D0≤D1≤1.1*D0。

4.如权利要求2所述的管道，其特征在于，所述金属基体第一端部的内表面包含斜面或曲面，和/或所述防腐层第一端部的内表面包含斜面或曲面。

5.如权利要求1所述的管道，其特征在于，所述防腐层第一端面的厚度在0.8mm以上、或在1mm以上、或在1.2mm以上、或在1.5mm以上、或在2mm以上。

6.如权利要求1所述的管道，其特征在于，所述防腐层的材料为高分子有机材料或无机非金属材料。

7.一种管道系统，包括至少两根如权利要求1所述的管道，分别为第一管道和第二管道，所述管道系统还包括中间防腐密封层，所述中间防腐密封层位于所述第一管道和第二管道的中间。

8.如权利要求7所述的管道系统，其特征在于，所述管道系统还包括第一粘合防腐密封层、第二粘合防腐密封层，所述第一粘合防腐密封层结合于所述第一管道的防腐层第一端面，所述第二粘合防腐密封层结合于所述第二管道的防腐层第一端面，所述中间防腐密封层位于所述第一粘合防腐密封层和第二粘合防腐密封层之间。

9.如权利要求7所述的管道系统，其特征在于，所述管道系统还包括用于连接所述第一管道和第二管道的连接装置，所述连接装置包括法兰。

10.如权利要求9所述的管道系统，其特征在于，所述法兰通过以下三种方式中的一种或多种来实现所述第一管道和第二管道的连接：

1)在所述第一管道的外表面设置有第一卡合结构，在所述第二管道的外表面设置有第二卡合结构，通过所述法兰与所述第一卡合结构和第二卡合结构的配合实现所述第一管道和第二管道的连接；

2)所述法兰通过螺纹与所述第一管道和第二管道进行连接，从而实现所述第一管道和第二管道的连接；

3)所述法兰通过固定件与所述第一管道和第二管道进行连接，从而实现所述第一管道和第二管道的连接。

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