CN218818677U - 一种输氢用芳纶纤维缠绕复合管道 - Google Patents
一种输氢用芳纶纤维缠绕复合管道 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种输氢用芳纶纤维缠绕复合管道，一种输氢用芳纶纤维缠绕复合管道，由内至外依次设有阻氢层、芯管层、外防护层，其中阻氢层为石墨烯涂层，石墨烯层数≥2层，石墨烯是一种良好的阻氢材料，可以阻止气相氢进入基体，复合管道阻氢层采用石墨烯涂层，使复合管道具有阻氢性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及复合管道技术领域，特别是涉及一种输氢用芳纶纤维缠绕复合管道。
背景技术
氢能利用中一个难题是氢的储存和输送，长距离气体管道一般采用钢铁材料，但是氢气具有化学活性强、密度小、扩散系数大等特点，氢在进入金属后，局部氢浓度达到饱和后聚合为氢分子，造成应力集中，引起金属塑性下降、诱发裂纹或断裂的现象，锰钢、镍钢以及其他高强度钢都容易发生氢脆，这些金属长期暴露在氢气中，尤其是在高温高压下，其强度会大大降低，导致失效。因此，如何降低管道输氢的成本与安全风险一直是全球讨论的产业热点问题。
实用新型内容
本实用新型克服了现有技术长距离气体管道的技术弊端，提出了一种新的复合管道。
本专利所述PE100-RC为法国道达尔研发的耐开裂聚乙烯树脂。
为实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种输氢用芳纶纤维缠绕复合管道，具体技术方案如下：
一种输氢用芳纶纤维缠绕复合管道，由内至外依次设有阻氢层、芯管层、外防护层，其中阻氢层为石墨烯涂层，石墨烯层数≥2层；
石墨烯是一种良好的阻氢材料，可以阻止气相氢进入基体，复合管道阻氢层采用石墨烯涂层，使复合管道具有阻氢性能；
芯管层内设有耐磨层，耐磨层的材质为耐磨塑料；
芯管层和外防护层之间设有增强层，增强层为螺旋缠绕的芳纶纤维预浸带，且芳纶纤维预浸带的层数≥6层。
进一步地，为了提高复合管道的阻氢能力，芯管层为蒙乃尔合金管。
进一步地，为了提高复合管道使用寿命，外防护层的材质为PE100-RC，PE100-RC材料具有优异的耐慢速裂纹增长性能。
本实用新型所提供的一种输氢用芳纶纤维缠绕复合管道，有益效果在于：阻氢层为石墨烯涂层，石墨烯层数≥2层，石墨烯是一种良好的阻氢材料，可以阻止气相氢进入基体，复合管道阻氢层采用石墨烯涂层，使复合管道具有阻氢性能；芯管层为蒙乃尔合金管，蒙乃尔合金抗氢脆能力强，配合石墨烯涂层阻氢，大大提高了复合管道的阻氢能力；芯管层内设有耐磨层，耐磨层的材质为耐磨塑料，避免在气流的高速冲刷下，对管道造成磨损，延长了管道使用寿命；芯管层和外防护层之间设有增强层，增强层为螺旋缠绕的芳纶纤维预浸带，且芳纶纤维预浸带的层数≥6层，在保证管道的阻氢性能的前提下，对芯管层的厚度需求大大减少，降低了管道的生产成本，减少了管道的整体重量。
附图说明
图1是复合管道的结构示意图；
图2是复合管道的径向剖面图。
图中，1.阻氢层，2.芯管层，3.增强层，4.外防护层，5.耐磨层。
具体实施方式
下面结合图1至图2对本实用新型的具体实施方式进行说明
本实用新型提供一种输氢用芳纶纤维缠绕复合管道，如图1和图2所示，由内至外依次设有耐磨层5、阻氢层1、芯管层2、增强层3、外防护层4；耐磨层1为耐磨塑料，避免在气流的高速冲刷下，对管道造成磨损；阻氢层1石墨烯涂层，石墨烯层数≥2层，石墨烯是一种良好的阻氢材料，可以阻止气相氢进入基体，复合管道阻氢层采用石墨烯涂层，使复合管道具有阻氢性能；芯管层2为蒙乃尔合金管，蒙乃尔合金抗氢脆能力强，配合石墨烯涂层阻氢，大大提高了复合管道的阻氢能力和使用寿命；增强层3为螺旋缠绕的芳纶纤维预浸带，且芳纶纤维预浸带的层数≥6层，在保证管道的阻氢性能的前提下，对芯管层2的厚度需求大大减少，降低了管道的生产成本，减少了管道的整体重量；外防护层4为PE100-RC，PE100-RC具有优异的耐慢速裂纹增长性能，在管壁有划痕、管壁承受点载荷的情况下，设计使用寿命依然满足需求。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。
Claims (3)
1.一种输氢用芳纶纤维缠绕复合管道，其特征在于，由内至外依次设有阻氢层(1)、芯管层(2)、外防护层(4)，
其中，所述阻氢层(1)为石墨烯涂层，石墨烯层数≥2层；
所述复合管道还设有耐磨层(5)，耐磨层(5)位于阻氢层(1)的内层，耐磨层(5)为耐磨塑料；
所述芯管层(2)和外防护层(4)之间设有增强层(3)，增强层(3)为螺旋缠绕的芳纶纤维预浸带，且芳纶纤维预浸带的层数≥6层。
2.根据权利要求1所述的一种输氢用芳纶纤维缠绕复合管道，其特征在于，所述芯管层(2)为蒙乃尔合管。
3.根据权利要求1所述的一种输氢用芳纶纤维缠绕复合管道，其特征在于，所述外防护层(4)为PE100-RC。
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2022
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