CN113007454A - 管道及其连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种管道，所述管道具有第一端部，所述第一端部的端面焊接有防腐部件，所述防腐部件向所述管道的内部延伸超出所述第一端部的内表面，所述管道的内表面衬有防腐层，所述防腐层沿所述管道的内表面延伸并与所述防腐部件紧密贴合。本发明所提供的管道可以实现内衬防腐层的管道的连接处的防腐。
Description
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。本发明还涉及管道的连接方法。
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，所述管道具有第一端部，所述第一端部的端面焊接有防腐部件，所述防腐部件向所述管道的内部延伸超出所述第一端部的内表面，所述管道的内表面衬有防腐层，所述防腐层沿所述管道的内表面延伸并与所述防腐部件紧密贴合。
优选地，所述防腐部件由耐蚀合金制成。
优选地，所述防腐层为高分子有机材料形成的防腐层或无机非金属材料形成的防腐层。
优选地，所述防腐部件的外径不大于所述管道的外径。
本发明还提供了一种管道的连接方法，所述方法包括如下步骤：
1)提供第一管道，所述第一管道具有第一端部，所述第一端部的端面焊接有第一防腐部件，所述第一防腐部件向所述第一管道的内部延伸超出所述第一端部的内表面，所述第一管道的内表面衬有第一防腐层，所述第一防腐层沿所述第一管道的内表面延伸并与所述第一防腐部件紧密贴合；
2)提供第二管道，所述第二管道具有第二端部，所述第二端部的端面焊接有第二防腐部件，所述第二防腐部件向所述第二管道的内部延伸超出所述第二端部的内表面，所述第二管道的内表面衬有第二防腐层，所述第二防腐层沿所述第二管道的内表面延伸并与所述第二防腐部件紧密贴合；
3)连接所述第一管道的第一端部和所述第二管道的第二端部。
优选地，所述方法还包括如下步骤：
A)提供法兰；
B)在所述第一管道的第一端部的外表面设置第一卡合结构，在所述第二管道的第二端部的外表面设置第二卡合结构，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端部和第二端部的连接。
优选地，所述第一卡合结构包括第一卡槽，所述第二卡合结构包括第二卡槽。
优选地，所述方法还包括：
i)提供与所述第一卡槽匹配的第一卡合部件，提供与所述第二卡槽匹配的第二卡合部件；
ii)将所述第一卡合部件嵌入所述第一卡槽，将所述第二卡合部件嵌入所述第二卡槽；
iii)将所述法兰的第一部分与所述第一卡合部件进行连接，将所述法兰的第二部分与所述第二卡合部件进行连接；
iv)连接所述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。
优选地，所述方法还包括：提供第一可热熔防腐密封层、第二可热熔防腐密封层以及中间防腐密封层，将所述第一可热熔防腐密封层结合于所述第一防腐部件和法兰的第一部分的端面，将所述第二可热熔防腐密封层结合于所述第二防腐部件和法兰的第二部分的端面，并将所述中间防腐密封层置于所述第一可热熔防腐密封层和第二可热熔防腐密封层的中间。
优选地，所述第一可热熔防腐密封层和第二可热熔防腐密封层采用可热熔防腐材料制成。
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端部的第一种优选的具体实施方式的原理示意图。
图2是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的原理示意图。
图3是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的原理示意图。
具体实施方式
图1示出了本发明所提供的管道的端部的第一种优选的具体实施方式。
如图1所示，该具体实施方式中的管道的基体为钢管10，钢管10的端面焊接有防腐部件20，防腐部件20向钢管10的内部延伸超出钢管10的内表面，与钢管10的内表面形成一个台阶。钢管10的内表面衬有防腐层30，防腐层30沿钢管10的内表面延伸并与防腐部件20延伸超出端部的内表面的部分紧密贴合。
以上所述的钢管基体、防腐部件和防腐层组成了该具体实施方式中的管道的端部的基本防腐结构。因为防腐层30与防腐部件20紧密贴合，因此，在从钢管基体到防腐部件的整个内表面都是防腐的。
在制造工艺方面，一种优选的具体实施方式为：先将防腐部件20焊接到钢管10的端面，然后将防腐层30内衬到钢管10的内表面并与防腐部件20紧密贴合。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与钢管内表面及防腐部件紧密贴合；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与钢管内表面及防腐部件紧密贴合。
防腐部件的材质可以为耐蚀合金，例如，耐腐蚀不锈钢或镍基耐蚀合金等。选用耐蚀合金的好处是可以用焊接的方式与钢管进行连接。针对不同的应用场合，本领域技术人员可以根据需要选用合适的耐蚀合金，这里不再详述。
在该具体实施方式中，防腐部件整体可以看成一段管道，防腐部件的外径与钢管的外径基本相同(也可以设置为防腐部件的外径不大于钢管的外径)，因此，把防腐部件焊接到钢管后，从钢管的外表面看，是一根连续的完整的管道，这样设置的好处是方便管道的进一步处理(例如，内衬防腐层)以及运输。防腐部件的内径小于钢管的内径，从而形成与钢管之间的台阶。防腐部件的长度可以尽量地缩短以节省昂贵的耐蚀合金的使用成本。需要说明的是，根据具体实施方式提供的原理，本领域技术人员可以进行各种方式的变形，例如，防腐部件与钢管的内表面也不一定要形成明显的台阶，只需要防腐部件向钢管的内部延伸超出钢管的内表面即可。
图1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10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所示，管道的端部的外表面设置有卡槽11，另外提供与卡槽11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11即可。对于特定形状的卡合部件50，卡槽11也可以采用相匹配的形状，例如，卡槽11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11，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。
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所示，密封部件包括可热熔防腐密封层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。可热熔防腐密封层60和中间防腐密封层70不同的是：可热熔防腐密封层60采用可热熔防腐材料制成，而可压缩防腐密封层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可热熔防腐密封层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。
制作可热熔防腐密封层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，采用可热熔防腐材料的好处是，可以采用热熔的方式将可热熔防腐密封层60与管道的端面结合。制作可压缩防腐密封层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。
在该具体实施方式中，采用法兰结合密封部件的一个好处时，密封部件的大小可以远远超出管道外径的大小，从而增加防腐密封层在管道径向上的厚度，从而大大提高管道连接处防腐密封的性能。
图2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2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钢管10，钢管10的端面焊接有防腐部件20，防腐部件20向钢管10的内部延伸超出钢管10的内表面，与钢管10的内表面形成一个台阶。钢管10的内表面衬有防腐层30，防腐层30沿钢管10的内表面延伸并与防腐部件20延伸超出端部的内表面的部分紧密贴合。而且，管道的端部的外表面也设置有卡槽11。
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采用卡箍的方式进行连接。施工时，可以利用卡箍直接套接在两根管道的端部的卡槽上，然后进行连接。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可热熔防腐密封层60，两根管道的中间设置有中间防腐密封层70。
图3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3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钢管10，钢管10的端面焊接有防腐部件20，防腐部件20向钢管10的内部延伸超出钢管10的内表面，与钢管10的内表面形成一个台阶。钢管10的内表面衬有防腐层30，防腐层30沿钢管10的内表面延伸并与防腐部件20延伸超出端部的内表面的部分紧密贴合。
与第二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采用螺纹的方式进行连接。因此，管道的端部的外表面没有设置卡槽，而是设置外螺纹12。施工时，需要提供另外一根具有内螺纹的连接管，通过螺纹连接的方式将两根管道分别与连接管连接。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可热熔防腐密封层60，两根管道的中间有中间防腐密封层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，所述管道具有第一端部，其特征在于，所述第一端部的端面焊接有防腐部件，所述防腐部件向所述管道的内部延伸超出所述第一端部的内表面，所述管道的内表面衬有防腐层，所述防腐层沿所述管道的内表面延伸并与所述防腐部件紧密贴合。
2.如权利要求1所述的管道，其特征在于，所述防腐部件由耐蚀合金制成。
3.如权利要求1所述的管道，其特征在于，所述防腐层为高分子有机材料形成的防腐层或无机非金属材料形成的防腐层。
4.如权利要求1所述的管道，其特征在于，所述防腐部件的外径不大于所述管道的外径。
5.一种管道的连接方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
1)提供第一管道，所述第一管道具有第一端部，所述第一端部的端面焊接有第一防腐部件，所述第一防腐部件向所述第一管道的内部延伸超出所述第一端部的内表面，所述第一管道的内表面衬有第一防腐层，所述第一防腐层沿所述第一管道的内表面延伸并与所述第一防腐部件紧密贴合；
2)提供第二管道，所述第二管道具有第二端部，所述第二端部的端面焊接有第二防腐部件，所述第二防腐部件向所述第二管道的内部延伸超出所述第二端部的内表面，所述第二管道的内表面衬有第二防腐层，所述第二防腐层沿所述第二管道的内表面延伸并与所述第二防腐部件紧密贴合；
3)连接所述第一管道的第一端部和所述第二管道的第二端部。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：
A)提供法兰；
B)在所述第一管道的第一端部的外表面设置第一卡合结构，在所述第二管道的第二端部的外表面设置第二卡合结构，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端部和第二端部的连接。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一卡合结构包括第一卡槽，所述第二卡合结构包括第二卡槽。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
i)提供与所述第一卡槽匹配的第一卡合部件，提供与所述第二卡槽匹配的第二卡合部件；
ii)将所述第一卡合部件嵌入所述第一卡槽，将所述第二卡合部件嵌入所述第二卡槽；
iii)将所述法兰的第一部分与所述第一卡合部件进行连接，将所述法兰的第二部分与所述第二卡合部件进行连接；
iv)连接所述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。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：提供第一可热熔防腐密封层、第二可热熔防腐密封层以及中间防腐密封层，将所述第一可热熔防腐密封层结合于所述第一防腐部件和法兰的第一部分的端面，将所述第二可热熔防腐密封层结合于所述第二防腐部件和法兰的第二部分的端面，并将所述中间防腐密封层置于所述第一可热熔防腐密封层和第二可热熔防腐密封层的中间。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一可热熔防腐密封层和第二可热熔防腐密封层采用可热熔防腐材料制成。
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