CN217634294U - 一种基于阴极保护的外表面防腐复合金属管 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于阴极保护的外表面防腐复合金属管，涉及耐腐蚀管道技术领域，能够显著提高金属管道的使用安全和使用寿命，即使在表面耐蚀金属层发生破坏或穿孔时依然保证内层基础管不发生腐蚀；该复合金属管包括内层基础金属管和表层耐蚀金属管；内层基础金属管和表层耐蚀金属管套设式固定装配；内层基础金属管和表层耐蚀金属管之间设有若干间隔设置的环形金属胶；所述内层基础金属管与所述表层耐蚀金属管的厚度比为3‑4；表层耐蚀金属管材料的氧化还原性强于内层基础金属管材料的氧化还原性。本实用新型提供的复合管结构适用于耐腐蚀双金属复合管。

Description

一种基于阴极保护的外表面防腐复合金属管

技术领域

本实用新型涉及耐腐蚀管道技术领域，尤其涉及一种基于阴极保护的外表面防腐复合金属管。

背景技术

在石油、天然气的管道输送以及石油炼化、化工原料生产企业，大量的管道长期暴露在具有腐蚀介质的潮湿空气或地层下，导致管道外表面腐蚀严重，直接影响管道的使用安全和使用寿命，甚至因管道泄漏导致重大的安全事故，造成物资损耗、环境污染，甚至人员伤亡的严重后果。当前，整个管道采用耐腐蚀的金属材料或在管道外表面涂覆防腐涂层是解决此类防腐问题的有效手段。但是，整个管道采用耐腐蚀的金属材料将使管道的生产和运行成本大大增加；管道外表面涂覆的塑性防腐层容易老化、脆裂，时效短；管道外表面的金属镀层或有机涂层厚度薄，与基体材料存在电位差，破损后会与基体金属发生电化学腐蚀，加速基体管的腐蚀。

因此，有必要研究一种基于阴极保护的外表面防腐复合金属管来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种基于阴极保护的外表面防腐复合金属管，能够显著提高金属管道的使用安全和使用寿命，即使在表面耐蚀金属层发生破坏或穿孔时依然保证内层基础管不发生腐蚀。

本实用新型提供一种基于阴极保护的外表面防腐复合金属管，所述复合金属管包括内层基础金属管和表层耐蚀金属管；

所述内层基础金属管和所述表层耐蚀金属管套设式固定装配；

所述内层基础金属管和所述表层耐蚀金属管之间设有若干间隔设置的环形金属胶；相邻金属胶之间形成密封性环形空腔；

所述金属胶的宽度为280～320mm，厚度为0.4～0.6mm。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述表层耐蚀金属管材料的氧化还原性强于所述内层基础金属管材料的氧化还原性。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述内层基础金属管与所述表层耐蚀金属管的厚度比为3～4。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述表层耐蚀金属管的材料强度为所述内层基础金属管的材料强度的60％～75％。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，相邻两个所述金属胶的距离为1.5～2m。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述内层基础金属管的外表面不圆度小于1％。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述内层基础金属管为外表面光滑的无缝轧管或焊管。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述表层耐蚀金属管的材料为纯铝或铝合金。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述内层基础金属管为低合金碳素钢材质的无缝轧管，材料屈服强度为551MPa。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述表层耐蚀金属管为2000系铝合金金属管，材料屈服强度为338MPa。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述内层基础金属管的厚度为8mm，所述表层耐蚀金属管的厚度为2.5mm。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，采用低合金碳素钢材质的无缝轧管作为所述内层基础金属管时，和2000系铝合金金属管的表层耐蚀金属管复合后的结合强度大于100MPa。

与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：通过热挤压成型方式，在内层基础金属管的外表面复合上一层厚度较薄的表层耐蚀金属管，从而在基础金属管外表面形成一层防腐蚀金属层，有效提高内层基础金属管的整体防腐蚀性能，提高复合管的使用寿命和安全性；

上述技术方案中的另一个技术方案具有如下优点或有益效果：即使在表面耐蚀金属层发生破坏或长期使用而腐蚀减薄穿孔时，由于表层金属的氧化性更强，在破损点处的基础金属管将受到阴极保护作用，整个双金属复合管的防腐蚀性能没有发生变化，内层基础金属管继续受到保护，不会发生腐蚀。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型一个实施例提供的基于阴极保护的外表面防腐复合金属管的结构示意图。

1、内层基础金属管；2、表层耐蚀金属管；3、金属胶；4、挤压头。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

针对现有技术中存在管道外表面防腐的技术问题，本实用新型提供一种基于阴极保护的外表面防腐复合金属管及其制造方法，通过在管道外表面增加一层防腐蚀的金属管，有效提高整个管道的防腐蚀性能，提高管道的使用寿命和安全可靠性，同时，降低管道的生产运营成本。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

一种基于阴极保护的外表面防腐复合金属管，包括内层基础金属管1和表层耐蚀金属管2；在内层基础金属管1与表层耐蚀金属管2的环空间隙内，充填有起密封作用和粘结作用的金属胶3；表层耐蚀金属管2通过热挤压形变的方法与内层基础金属管1实现物理复合；复合后的内层基础金属管1与表层耐蚀金属管2的厚度比大于3，小于4。内层基础金属管1为外表面光滑的无缝轧管或焊管，能够承受服役时的应力和载荷。

表层耐蚀金属管2和内层基础金属管1在材料性能方面的要求包括：表层耐蚀金属管2的耐蚀性能优于内层基础金属管1；表层耐蚀金属管2材料的氧化还原性强于内层基础金属管1的材料；表层耐蚀金属管2材料强度低于基础金属管1材料强度，为基础金属管1材料强度的60％-75％，且适用于挤压成型。表层耐蚀金属管2材料优选纯铝或铝合金。

选择的内层基础金属管1外圆周的不圆度在直径精整前需小于3％。复合前，先对内层基础金属管1的外表面进行直径精整，精整后，内层基础金属管1的外表面不圆度小于1％。内层基础金属管1的外径比表层耐蚀金属管2的内径小3～5mm。在内层基础金属管1的外表面涂抹若干环形的金属胶3，相邻两个金属胶3的轴向间距为1.5～2m。金属胶3的轴向长度为280～320mm，厚度为0.4～0.6mm，候凝时间30～40min。复合前，需将表层耐蚀金属管(坯)2加热到400～500℃，然后再进行复合。复合成型后的复合金属管，由于内层基础金属管1材质本身强度以及和表层耐蚀金属管2材质强度的差异较大，复合过程往往不会对内层基础金属管1的形状产生多大影响，仍能保持外表面不圆度小于1％。

本实用新型通过利用表层耐蚀金属管具有较大的热膨胀冷收缩的效应，且表层耐蚀金属管材料比内层基础金属管材料的耐蚀性更好、氧化性更强、强度更低，适宜挤压成型的特点，通过热挤压成型方式，在内层基础金属管的外表面复合上一层厚度较薄的表层耐蚀金属管，从而在基础金属管外表面形成一层防腐蚀金属层，有效提高内层基础金属管的整体防腐蚀性能，提高复合管的使用寿命和安全性。在两层金属管环空间添加的金属胶，使双层金属管的结合更紧密，从而增加了双金属复合管的结合力和整体性。本实用新型的基于阴极保护的防腐复合金属管突出优点是：即使在表面耐蚀金属层发生破坏或长期使用而腐蚀减薄至穿孔时，由于表层金属的氧化性更强，在破损点处的基础金属管将受到阴极保护作用，整个双金属复合管的防腐蚀性能没有发生变化，内层基础金属管继续受到保护，不会发生腐蚀，从而使整个双金属复合管的使用性能不发生变化，大大延长双金属复合管的使用寿命。具体为：优势1、外层金属管材料为耐蚀合金，具有防腐功能。利用外层金属完整隔绝内层金属与外界腐蚀环境的接触通道，从而实现对内层基础金属管的保护。优势2、利用金属材料电位差原理，采用牺牲阳极的阴极保护。该保护一方面是外层耐蚀金属材料与内层基础材料自身因电位差形成微电流的阴极保护，另一方面是处于埋地环境/大气环境中存在的杂散电流实现外加电流式的阴极保护。相较于现有的表面镀层技术，由于镀层往往是铬、镍等电位更低的金属，当镀层不完整(破损)后，就会在破损点的镀层金属和基础金属间形成微电池效应，加速基体金属的腐蚀。优势3、由于管道长期暴露在大气中，容易受到外界的物质撞击而出现破损，如外机械损伤，从而导致基体材料的暴露，因此对表层耐蚀金属管的强度和厚度提出了一定的要求，防破损能力远高于常规的低强度的塑料涂覆层和微米级厚度的金属镀层。综上所述，本申请可有效解决石油、天然气的管道输送以及石油炼化、化工原料生产企业管道长期暴露在具有腐蚀介质的潮湿空气或地层下而导致管道外表面腐蚀问题，提高管道的使用安全和使用寿命。

实施例1：

如图1所示，一种基于阴极保护的外表面防腐复合金属管，包括内层基础金属管1和表层耐蚀金属管2；在内层基础金属管1与表层耐蚀金属管2的环空间隙内，充填有起密封作用和粘结作用的金属胶3；表层耐蚀金属管2通过热挤压形变方法与内层基础金属管1实现物理复合；内层基础金属管1的厚度为8mm，表层耐蚀金属管2的厚度为2.5mm。

在该实施例中，内层基础金属管1为外表面光滑的低合金碳素钢材质的无缝轧管，材料屈服强度为551MPa。复合前，对内层基础金属管的外表面进行直径精整，精整后，内层基础金属管1外圆周的不圆度小于0.8％。表层耐蚀金属管2材料为2000系铝合金，材料屈服强度为338MPa。内层低合金碳素钢材质的无缝轧管1和表层2000系铝合金金属管2复合后的结合强度为120MPa。

以上对本申请实施例所提供的一种基于阴极保护的外表面防腐复合金属管及其制造方法，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果.

在本实用新型实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“中”、“横向”、“竖向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

Claims (10)

1.一种基于阴极保护的外表面防腐复合金属管，其特征在于，所述复合金属管包括内层基础金属管和表层耐蚀金属管；

所述内层基础金属管和所述表层耐蚀金属管套设式固定装配；

所述内层基础金属管和所述表层耐蚀金属管之间设有若干间隔设置的环形金属胶；

所述内层基础金属管与所述表层耐蚀金属管的厚度比为3～4。

2.根据权利要求1所述的基于阴极保护的外表面防腐复合金属管，其特征在于，所述表层耐蚀金属管材料的氧化还原性强于所述内层基础金属管材料的氧化还原性。

3.根据权利要求1所述的基于阴极保护的外表面防腐复合金属管，其特征在于，所述金属胶的宽度为280～320mm，厚度为0.4～0.6mm。

4.根据权利要求1所述的基于阴极保护的外表面防腐复合金属管，其特征在于，所述内层基础金属管为外表面光滑的无缝轧管或焊管。

5.根据权利要求1所述的基于阴极保护的外表面防腐复合金属管，其特征在于，所述内层基础金属管的外表面不圆度小于1％。

6.根据权利要求1所述的基于阴极保护的外表面防腐复合金属管，其特征在于，所述表层耐蚀金属管的材料为纯铝或铝合金。

7.根据权利要求1所述的基于阴极保护的外表面防腐复合金属管，其特征在于，相邻两个所述金属胶的距离为1.5～2m。

8.根据权利要求4所述的基于阴极保护的外表面防腐复合金属管，其特征在于，所述内层基础金属管为低合金碳素钢材质的无缝轧管。

9.根据权利要求6所述的基于阴极保护的外表面防腐复合金属管，其特征在于，所述表层耐蚀金属管为2000系铝合金金属管。

10.根据权利要求3所述的基于阴极保护的外表面防腐复合金属管，其特征在于，所述内层基础金属管的厚度为8mm，所述表层耐蚀金属管的厚度为2.5mm。

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