CN2128332Y

CN2128332Y - 内衬绝缘法兰

Info

Publication number: CN2128332Y
Application number: CN 92202197
Authority: CN
Inventors: 孙占华; 黄永湘; 祁季和
Original assignee: Oilfield Construction Design And Research Institute Of Daqing Petroleum Administration
Current assignee: Oilfield Construction Design And Research Institute Of Daqing Petroleum Administration
Priority date: 1992-01-27
Filing date: 1992-01-27
Publication date: 1993-03-17
Anticipated expiration: 2002-01-27

Abstract

一种用于钢质管道的电绝缘联结的内衬绝缘法兰，其管内设置1～2mm壁厚的聚四氟乙烯制成的衬里，衬里一端或两端扩口翻边，翻边盖住基础法兰的垫片，构成组合垫片，法兰均采用JB81-59、 JB82-59标准法兰，当使用JB82-59标准法兰时凹凸环形接触部位承插口采用聚四氟乙烯制成环状体嵌入法兰内，无论管道内输送任何介质，均能使绝缘法兰保持长期安全稳定的绝缘密封性能，适用于钢质管道的电法阴极保护和电加热的绝缘联结。

Description

本实用新型涉及一种钢质管道电绝缘联结的内衬绝缘法兰。

1984年7月25日公布的英国专利GB2133490A管道联结器，用于船舶与码头之间的管道绝缘联结。其结构是由联结体、内衬、螺栓、螺母等组成。联结体采用坚实的硬质塑料制成，内衬为聚四氟乙烯管，内衬管两端扩口翻边，使之紧贴在联接体两端面作密封垫使用，采用交错型式布置的螺栓与管道联结。此种绝缘联结器只限于码头上使用，其距离短，输送介质压力低，作为码头与船舶之间的管道阴极保护的绝缘联结。制造联结体的材料强度低，不适用中压管道的绝缘联结用。密封上采用聚四氟乙烯材料，在较高温度和压力下使用，弹性下降，不能持久的保持绝缘密封性能。

我国原石油部标准SYJ16－85“绝缘法兰设计技术规定”，只用于公称压力P_N≤10MPa，设计温度t≤100℃情况下的埋地输油、输气钢质管道阴极保护的绝缘联结。标准中，绝缘法兰分为比压密封和自紧密封两种型式。比压密封绝缘只适用于公称压力P_N≤2.5MPa的管道中，当公称直径D_N≤400mm时，可采用平焊法兰结构。标准中，绝缘法兰原则上也适用输水管道，但要求绝缘法兰内表面非接触面作电绝缘内涂层处理。比压密封垫片的材料为橡胶石棉板、耐油橡胶石棉板、氯丁橡胶板、织物氯丁橡胶板或聚四氟乙烯板等。自紧密封垫片采用耐油橡胶石棉板、氯丁橡胶板或聚四氟乙烯橡胶板制造，此种型式，绝缘密封性能不稳定，以密封兼作绝缘的耐油橡胶石棉板和织物等，具有一定的吸水性，当与管内水接触后，被润湿，垫片绝缘电阻大幅度下降，经测试，耐油橡胶石棉垫在空气中的电阻1500MΩ，在密封压力下被水润湿后，产生短路。聚四氟乙烯垫片虽然防水，但弹性较差，在超过200℃使用时，会产生蠕变，难于保持稳定的比压密封。标准中规定，输送不含水的管道，法兰相对间非接触面不作绝缘处理。平焊法兰联结，在管道与法兰联接处形成凹凸不平的洼坑，沉积导电杂物后，连通内壁，造成绝缘法兰失效。含水等易导电介质的管道，要求绝缘法兰内表面非接触面涂绝缘层，但在法兰与短管焊口和折角处，涂层很难保证完全复盖全部表面，以致导致绝缘层无效。另外，标准中规定绝缘法兰，只是使用在阴极保护的管道上，电压一般≤10V，而管道电加热需电压为380～600V，标准中规定的绝缘法兰是无法适应的。

本实用新型的目的，在于补偿现有技术的不足而提出的一种新型的钢质管道的绝缘法兰，从而有效的解决了公称压力P_N≤10MPa，输送介质温度t≤100℃，用于电压≤10V阴极保护管道的单绝缘法兰和电压380～660V电加热管道的双绝缘法兰。

本实用新型的目的可以通过以下措施来达到：绝缘联结的短管（1）内设置用聚四氟乙烯材料制成的绝缘衬里（2），在绝缘衬里（2）不需扩口翻边端壁内隐夹螺旋体（18），基础法兰（4）或（15）与匹配法兰（13）或（16）之密封绝缘采用组合式比压密封绝缘，凹凸法兰承插口嵌入聚四氟乙烯制成的环体（11），保证了绝缘法兰有可靠稳定的绝缘性能。短管（1）的内表面与聚四氟乙烯绝缘衬里（2）的外表面相接触表面之间隙注满粘结剂（3）粘合，防止水及含水介质进入而使绝缘衬里（2）受外压和润湿密封垫（12），而影响绝缘效果。当管道输送水或水油气等介质经过绝缘联结体的短管（1）时，建立起一个体积电阻，这种电阻与管横截面成反比，与绝缘衬里（2）长度成正比，在已确定管道直径情况下，改变绝缘衬里（2）长度，可以控制导电量，把导电量控制在即安全而又经济的范围内。短管（1）内绝缘衬里（2）的端部一端或者两端进行扩口翻边，使绝缘法兰的端面折角处和短管（1）与基础法兰（4）或（15）焊接处，均受到聚四氟乙烯绝缘衬里（2）的绝缘保护。这样既保证了介质在短管（1）内建立起一定的电阻，还有效的防止了法兰联结的洼坑处导电沉积物的沉积，保证了绝缘法兰的良好性能。绝缘衬里（2）扩口翻边后，与基础法兰（4）或（15）的密封垫片（12）构成绝缘密封垫片，制造密封垫片（12）的材料与聚四氟乙烯两种材料的性能互相补充，保证了绝缘密封的足够比压，使得有良好的稳定的绝缘密封。

绝缘法兰所采用的法兰均采用管道法兰标准，达到标准化要求。当公称压力P_N≤2.5MPa时，采用JB81－59标准平焊钢法兰，光滑表面密封，当公称压力P_N＞2.5MPa时，采用JB82－59标准对焊钢法兰，凹凸表面密封，使之绝缘法兰中的金属构件和密封型式完全符合我国油气田管道所执行的法兰标准，达到标准化。但是，为确保绝缘法兰的绝缘性能，在对焊法兰凹凸面的径向配合表面，进行绝缘处理，即在凹凸形法兰的环形承插口处，用聚四氟乙烯制造成环形的环体（11）嵌入承插口内，使之产生绝缘作用。在两法兰相对面的非接触面涂绝缘层（10），这样，两法兰间落入任何导电杂物都不会影响绝缘性能。

内绝缘法兰基本有两种结构型式，单绝缘法兰和双绝缘法兰。单绝缘法兰用于管道的阴极保护绝缘联结，控制导电电流≤0.2A，电压≤10V，衬里长度为250mm，壁厚1～2mm。双绝缘法兰用于管道电加热绝缘联结，控制导电电流≤5A，电压为380～660V，绝缘衬里长度为500mm，壁厚1～2mm。

单绝缘法兰和双绝缘法兰又各分为光滑表面和凹凸表面绝缘密封两种结构。

单绝缘法兰的光滑表面绝缘密封绝缘法兰，适用于公称压力P_N≤2.5MPa，设计介质温度t≤100℃的管道，基础法兰（15），匹配法兰（16），符合JB81－59平焊钢法兰标准。凹凸表面绝缘密封绝缘法兰，适用于公称压力2.5MPa＜P_N＜10MPa的管道，设计介质温度t≤100℃，基础法兰（4），匹配法兰（13），符合JB82－59对焊钢法兰标准。单绝缘法兰，绝缘衬里（2）采用一端扩口翻边型式。

双绝缘法兰的光滑表面绝缘密封绝缘法兰，适用于公称压力P_N≤2.5MPa的管道，设计介质温度t≤100℃，基础法兰（15），匹配法兰（16），符合JB81－59平焊钢法兰标准。凹凸表面绝缘密封绝缘法兰，适用于公称压力2.5MPa＜P_N＜10MPa，设计介质温度t≤100℃，基础法兰（4），匹配法兰（13），符合JB82－59对焊钢法兰标准。双绝缘法兰是由两个单绝缘法兰组成。

附图的图面说明如下：

附图1，光滑表面绝缘密封内衬单绝缘法兰结构图。

附图2，凹凸表面绝缘密封内衬单绝缘法兰结构图。

附图3，光滑表面绝缘密封内衬双绝缘法兰结构图。

附图4，凹凸表面绝缘密封内衬双绝缘法兰结构图。

附图5，绝缘衬里（2）的结构图。

结合附图对本实用新型作进一步详述：

附图1，给出了光滑表面绝缘密封内衬单绝缘法兰结构图。此结构适用于公称压力P_N≤2.5MPa。短管（1）与基础法兰（15）按技术要求焊接后，根据钢质管道绝缘所需的长度，对于阴极保护输送含水介质的管道，电压≤10V，控制导电电流≤0.2A，设计介质温度t≤100℃，则绝缘衬里（2）长为250mm，选用壁厚1～2mm的聚四氟乙烯衬入短管（1）内，并留有一定的长度作为扩口翻边。绝缘衬里（2）外表面与短管（1）内表面接触面之间注满粘合剂（3）粘合，防止管道内含水介质渗入而造成绝缘衬里（2）受外压和润湿法兰密封垫片（12），保证绝缘效果。基础法兰（15）与匹配法兰（16）的相对面非接触部分涂一层绝缘层，防止在安装后使用时因导电杂物落入其间而影响绝缘。密封垫片（12）采用耐油橡胶石棉板或织物制成，其厚度大于聚四氟乙烯绝缘衬里（2）的厚度。在绝缘法兰组装时，密封垫片（12）与绝缘衬里（2）的翻边紧紧压在一起，形成了绝缘密封的组合垫片，当绝缘法兰在使用过程中，若聚四氟乙烯发生蠕变时，由于密封垫片（12）的弹性回复作用，仍压紧翻边，保持着比压密封。螺栓（5）外圆按需要长度加用聚四氟乙烯制成的绝缘套（9），环氧酚醛层压布板制造的绝缘垫片（8），使螺栓（5）与基础法兰（15）、匹配法兰（16）不直接接触，保证绝缘效果。绝缘垫片（8）外再加一个金属垫片（7），在扳紧螺母（6）时，防止擦环绝缘垫片（8）。短管（17）按需要长度与匹配法兰（16）焊接。

内绝缘法兰，在工厂制造、组装、试压、检验、合格后出厂，现场施工时与管道焊接。

附图2，给出了凹凸表面绝缘密封内衬单绝缘法兰结构图。此结构适用于公称压力2.5MPa＜P_N＜10MPa，其结构型式基本同于附图1，不同点仅在于基础法兰（4）与匹配法兰（13）的凹凸面径向配合的环形承插口用聚四氟乙烯制成环体（11），嵌入法兰，加强了环形接触面的绝缘强度。

附图3，给出了光滑表面绝缘密封内衬双绝缘法兰结构图。此种结构适用于公称压力P_N≤2.5MPa。

附图4，给出了凹凸表面绝缘密封内衬双绝缘法兰结构图。此种结构适用于公称压力2.5MPa＜P_N＜10MPa。

附图3、附图4，两种型式的结构，均为绝缘衬里（2）两端扩口翻边，双绝缘法兰与管线联结，绝缘衬里（2）与短管（1）之间接触面不需充入粘结剂（3）粘合，可以完全杜绝含水介质进入和润湿密封垫片（12），绝缘更加可靠。此两种型式用在电压380～660V，控制导电电流≤5A，绝缘衬里长500mm，壁厚1～2mm的电加热管道。

本实用新型与原有技术相比具有下列优点：

1、由于采用了标准法兰，取材方便，制造容易，达到标准化，便于推广使用。

2、绝缘性能好，安全可靠，适用范围广，既适用于电压≤10V的阴极保护的管道，又适用于电压380～660V的电加热管道。

3、达到工厂化生产，保证了质量。

Claims

1、一种用于钢质管道的电绝缘联结的内衬绝缘法兰，其结构由短管(1)，基础法兰(4)或(15)、密封垫片(12)、匹配法兰(13)或(16)、螺栓(5)、螺母(6)、套管(9)、垫片(7)、(8)和绝缘层(10)组成，本实用新型的特征是：短管(1)内设置采用聚四氟乙烯材料制成的绝缘衬里(2)，短管(1)与绝缘衬里(2)之间充满粘结剂(3)，绝缘衬里(2)一端或者两端扩口翻边与基础法兰(4)或(15)的密封垫片(12)构成组合垫片，达到组合式比压密封。采用凹凸法兰时，承插口嵌入聚四氟乙烯制成的环体(11)，保证了绝缘法兰有可靠稳定的绝缘性能。在绝缘衬里(2)不需扩口翻边端，壁内隐夹螺旋体(18)，增强绝缘衬里刚性。

2、如权利要求1所述内衬绝缘法兰，其特征是：包括用于输送含水介质的管道阴极保护的单绝缘法兰，电压≤10V，控制导电电流≤0.2A，绝缘衬里长250mm，壁厚1～2mm。用于输送含水介质的管道电加热绝缘的双绝缘法兰，电压为380～660V，控制导电电流≤5A，绝缘衬里长度500mm，壁厚1～2mm。