CN207584196U - 一种多保护层结构的复合材料管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种多保护层结构的复合材料管，属于管道技术领域。多保护层结构的复合材料管由内层至外层依次设置有不锈钢进水管(1)、防水布(2)、加强纤维结构层(3)、纤维增强树脂层(4)和抗磨抗腐抗高温保护外层(5)。本实用新型的有益效果是具有抗高温、抗磨、抗腐蚀、耐久性好的特点，而且能够克服沿海、高盐等区域管道由于保护层厚度有限导致腐蚀严重、防腐措施不足的问题，能够抗击管道外部海水中氯化物的腐蚀，进一步提高管道耐腐蚀能力，而且有效地增加了管道结构强度。
Description
技术领域
本实用新型属于管道技术领域，特别是涉及一种多保护层结构的复合材料管。
背景技术
产生细小裂纹的钢管在拉应力和残余张应力的作用下，细小裂纹不断延伸扩展，最终导致钢管破裂，而且用于输送油田气的管道长期与海水接触，而钢管在溶有 H2S、氯化物等的海水中的腐蚀速率更高，现有工艺中有在钢管外表面增加涂层，通过涂层在钢管外表面上形成一层绝缘材料层，防止海水中的电解质直接与钢材接触。但涂层都存在空洞(通常称为不连续点)，这些空洞一般是在涂敷涂层、管道运输或者安装过程中产生的，也会随着管道的使用因涂层老化、土壤应力或是管道在土壤中移动而产生。空洞的存在会使海水渗入与钢管外表面接触，钢管被腐蚀、氢脆是无法避免的，现有工艺还有通过增加钢管的壁厚来克服上述问题的，但会增大单位长度钢管的重量和体积，增大钢管的搬运、安装的难度，玻璃纤维复合管是由浸渍有合成树脂的玻璃纤维形成的管材，主要用于上下水道管、煤气供给管及工业管道等。玻璃纤维复合管一般通过缠绕纤维工艺制造而成，当玻璃纤维以一定的缠绕角度和形状缠绕达到设计厚度时，从缠绕机上取下，通过一定的旋转进行固化，形成玻璃纤维复合管成品，但是，当对玻璃纤维复合管进行各种形状的深加工后，在使用过程中的沿轴向所能承受的抗剪强度仅能达到30-40mpa，高于此强度时管材往往会受到损坏，因此在使用环境大于40mpa的条件下，一般的玻璃纤维复合管往往不能满足使用要求，所以满足耐高温、耐磨、耐腐蚀要求的管道非常重要，尤其是沿海地区，可能引起材料性能劣化的因素较多，特别是沿海暖湿气流的侵蚀作用下，土中含有丰富的硫酸盐和氯盐，硫酸盐和氯盐会侵蚀管材，影响其耐久性，考虑盐碱环境的腐蚀作用，并根据腐蚀等级采取措施提高管材的防腐蚀性能势在必行，现有的防腐技术主要通过增加多种防腐添加剂，或者增加凝胶用量来实现，原料越多，质量控制越难，产品的性能不稳定，并且现有方案的成本也相应的变高。
实用新型内容
为了解决上述存在的技术问题，本实用新型提供一种多保护层结构的复合材料管，具有抗高温、抗磨、抗腐蚀、耐久性好的特点，而且能够克服沿海、高盐等区域管道由于保护层厚度有限导致腐蚀严重、防腐措施不足的问题，能够抗击管道外部海水中氯化物的腐蚀，进一步提高管道耐腐蚀能力，而且有效地增加了管道结构强度，不仅解决了传统的管道保护层厚度有限、耐久性不足的技术缺点，而且最大限度地提升了管道防腐能力，显著降低管道破裂、腐蚀速率快的危险。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种多保护层结构的复合材料管，包括不锈钢进水管(1)、防水布(2)、加强纤维结构层(3)、纤维增强树脂层(4)和抗磨抗腐抗高温保护外层(5)，多保护层结构的复合材料管由内层至外层依次设置有不锈钢进水管(1)、防水布(2)、加强纤维结构层(3)、纤维增强树脂层(4)和抗磨抗腐抗高温保护外层(5)，不锈钢进水管(1)优先采用不锈钢材料制作而成，防水布(2)采用高分子防水透气材料与布料混合制成，并作三层复合而成，加强纤维结构层(3)优先采用加强型玻璃纤维制作而成，作为管体抗压的主要支撑结构，纤维增强树脂层(4)采用碳纤维与环氧树脂的混合结构，作为主要受力层，抗磨抗腐抗高温保护外层(5)采用硅铝合金耐磨材料和纳米防腐耐高温耐磨材料的混合结构，可有效保护管道内部结构。
进一步地，所述的不锈钢进水管(1)的外径为60-80mm，内径为50-70mm，不锈钢进水管(1)优先采用不锈钢材料制作而成。
进一步地，所述的不锈钢进水管(1)外层设置有防水布(2)，防水布(2)采用高分子防水透气材料（PTFE膜）与布料混合制成，并作三层复合而成。
进一步地，所述的防水布(2)外层设置有加强纤维结构层(3)，加强纤维结构层(3)作为管体抗压的主要支撑结构，而且具有绝缘、隔热性能，加强纤维结构层(3)优先采用加强型玻璃纤维制作而成，加强型玻璃纤维经过不饱和聚酯树脂浸泡得到。
进一步地，所述的加强纤维结构层(3)外层设置有纤维增强树脂层(4)，纤维增强树脂层(4)采用碳纤维与环氧树脂的混合结构，纤维增强树脂层(4)中含有60％以上的环氧树脂，环氧树脂能够有效增加碳纤维之间的粘结强度，碳纤维材料具有耐高压、耐腐蚀、密封性能好的特点，纤维增强树脂层(4)作为主要受力层，可以承受管道内部气体、液体压力，而且可以抵抗管道外部环境中氯化物的腐蚀，可以有效防止电化学腐蚀，可进一步提高管道的耐腐蚀能力以及管道强度不足的问题。
进一步地，所述的抗磨抗腐抗高温保护外层(5)采用硅铝合金耐磨材料和纳米防腐耐高温耐磨材料的混合结构，抗磨抗腐抗高温保护外层(5)中含有60％硅铝合金耐磨材料和40％纳米防腐耐高温耐磨材料，抗磨抗腐抗高温保护外层(5)可有效起到抗高温、抗磨和抗腐蚀的作用，而且具有使用寿命长的特点，可有效保护管道内部结构。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：提供了一种多保护层结构的复合材料管，具有抗高温、抗磨、抗腐蚀、耐久性好的特点，而且能够克服沿海、高盐等区域管道由于保护层厚度有限导致腐蚀严重、防腐措施不足的问题，能够抗击管道外部海水中氯化物的腐蚀，进一步提高管道耐腐蚀能力，而且有效地增加了管道结构强度，不仅解决了传统的管道保护层厚度有限、耐久性不足的技术缺点，而且最大限度地提升了管道防腐能力，显著降低管道破裂、腐蚀速率快的危险，对管道技术领域建设十分有意义，能够满足安全防护要求，值得推广应用。
附图说明
图1为本实用新型多保护层结构的复合材料管的横截面示意图。
图中：1为不锈钢进水管；2为防水布；3为加强纤维结构层；4为纤维增强树脂层；5为抗磨抗腐抗高温保护外层。
具体实施方式
为了进一步说明本实用新型，下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细地描述，但不能将它们理解为对本实用新型保护范围的限定。
实施例
如图1所示，一种多保护层结构的复合材料管，包括不锈钢进水管1、防水布2、加强纤维结构层3、纤维增强树脂层4和抗磨抗腐抗高温保护外层5，多保护层结构的复合材料管的结构中，由内层至外层依次设置有不锈钢进水管1、防水布2、加强纤维结构层3、纤维增强树脂层4和抗磨抗腐抗高温保护外层5，不锈钢进水管1优先采用不锈钢材料制作而成，防水布2采用高分子防水透气材料（PTFE膜）与布料混合制成，并作三层复合而成，加强纤维结构层3优先采用加强型玻璃纤维制作而成，作为管体抗压的主要支撑结构，纤维增强树脂层4采用碳纤维与环氧树脂的混合结构，作为主要受力层，抗磨抗腐抗高温保护外层5采用硅铝合金耐磨材料和纳米防腐耐高温耐磨材料的混合结构，可有效保护管道内部结构。
不锈钢进水管1的外径为60-80mm，内径为50-70mm，不锈钢进水管1优先采用不锈钢材料制作而成。
不锈钢进水管1外层设置有防水布2，防水布2采用高分子防水透气材料（PTFE膜）与布料混合制成，并作三层复合而成。
防水布2外层设置有加强纤维结构层3，加强纤维结构层3作为管体抗压的主要支撑结构，而且具有绝缘、隔热性能，加强纤维结构层3优先采用加强型玻璃纤维制作而成，加强型玻璃纤维经过不饱和聚酯树脂浸泡得到。
加强纤维结构层3外层设置有纤维增强树脂层4，纤维增强树脂层4采用碳纤维与环氧树脂的混合结构，纤维增强树脂层4中含有60％以上的环氧树脂，环氧树脂能够有效增加碳纤维之间的粘结强度，碳纤维材料具有耐高压、耐腐蚀、密封性能好的特点，纤维增强树脂层4作为主要受力层，可以承受管道内部气体、液体压力，而且可以抵抗管道外部环境中氯化物的腐蚀，可以有效防止电化学腐蚀，可进一步提高管道的耐腐蚀能力以及管道强度不足的问题。
抗磨抗腐抗高温保护外层5采用硅铝合金耐磨材料和纳米防腐耐高温耐磨材料的混合结构，抗磨抗腐抗高温保护外层5中含有60％硅铝合金耐磨材料和40％纳米防腐耐高温耐磨材料，抗磨抗腐抗高温保护外层5可有效起到抗高温、抗磨和抗腐蚀的作用，而且具有使用寿命长的特点，可有效保护管道内部结构。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种多保护层结构的复合材料管，其特征在于：包括不锈钢进水管(1)、防水布(2)、加强纤维结构层(3)、纤维增强树脂层(4)和抗磨抗腐抗高温保护外层(5)，所述的多保护层结构的复合材料管由内层至外层依次设置有不锈钢进水管(1)、防水布(2)、加强纤维结构层(3)、纤维增强树脂层(4)和抗磨抗腐抗高温保护外层(5)，所述不锈钢进水管(1)优先采用不锈钢材料制作而成，防水布(2)采用高分子防水透气材料与布料混合制成，加强纤维结构层(3)优先采用加强型玻璃纤维制作而成，纤维增强树脂层(4)采用碳纤维与环氧树脂的混合结构，抗磨抗腐抗高温保护外层(5)采用硅铝合金耐磨材料和纳米防腐耐高温耐磨材料的混合结构。
2.根据权利要求1所述的一种多保护层结构的复合材料管，其特征在于：所述的不锈钢进水管(1)的外径为60-80mm，内径为50-70mm，不锈钢进水管(1)优先采用不锈钢材料制作而成。
3.根据权利要求1所述的一种多保护层结构的复合材料管，其特征在于：所述的不锈钢进水管(1)外层设置有防水布(2)，防水布(2)采用高分子防水透气材料与布料混合制成，并作三层复合而成，高分子防水透气材料为PTFE膜。
4.根据权利要求1所述的一种多保护层结构的复合材料管，其特征在于：所述的防水布(2)外层设置有加强纤维结构层(3)，加强纤维结构层(3)作为管体抗压的主要支撑结构，加强纤维结构层(3)优先采用加强型玻璃纤维制作而成，加强型玻璃纤维经过不饱和聚酯树脂浸泡得到。
5.根据权利要求1所述的一种多保护层结构的复合材料管，其特征在于：所述的加强纤维结构层(3)外层设置有纤维增强树脂层(4)，纤维增强树脂层(4)采用碳纤维与环氧树脂的混合结构，纤维增强树脂层(4)中含有60％以上的环氧树脂，纤维增强树脂层(4)作为主要受力层，用于承受管道内部气体、液体压力，以及抵抗管道外部环境中氯化物的腐蚀。
6.根据权利要求1所述的一种多保护层结构的复合材料管，其特征在于：所述的抗磨抗腐抗高温保护外层(5)采用硅铝合金耐磨材料和纳米防腐耐高温耐磨材料的混合结构，抗磨抗腐抗高温保护外层(5)中含有60％硅铝合金耐磨材料和40％纳米防腐耐高温耐磨材料，抗磨抗腐抗高温保护外层(5)起到抗高温、抗磨和抗腐蚀的作用，用于保护管道内部结构。
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| CN201721641613.9U CN207584196U (zh) | 2017-11-30 | 2017-11-30 | 一种多保护层结构的复合材料管 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109653239A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-04-19 | 浙江大学 | 复合材料包覆隔离防腐的海工钢结构 |
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2017
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