CN2197199Y - 一种制备防腐金属管的模具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种制备防腐金属管的模具，该 模具为两个相对密闭的圆筒套合体，外圆筒具有弹性 或可缩性且密闭，外圆筒内壁与内圆筒外壁构成充模 腔，内圆筒具导热性内部构成导热腔；制备防腐金属 管时，将热固性流体材料与玻璃纤维的混合物围挂在 该模具的外表面，将其套入待处理金属管中后，对充 模腔充以流体介质、对导热腔输入热量，脱模后即在 金属管内表面涂覆了一层均匀的防腐材料。

Description

本实用新型涉及制备防腐金属管的模具。

用金属管道输送流体介质安全，方便不污染，输量大，能耗低，特别是用金属管道作油气田各类井的套管（井壁）开辟了把地下资源采集到地面的通道，但是，由于缺少有效的防腐措施，在国际国内都造成了巨大损失。大量调查表明，绝大多数的腐蚀是由于输送介质引起的管道内壁腐蚀（简称内腐蚀）造成的。

目前，防腐金属管道的制备是采用水泥沙浆衬里和管道内防腐挤涂施工的方法。该方法是将一条新建焊接好的金属管线，在现场将水泥砂浆从管道的一端注入到管道内用压缩空气作动力，用化学球将水泥砂浆从一端推向另一端，力图使管线内壁象灌肠一样都贴上一层砂浆，在管线另一端将多余的砂浆和化学球回收出来，待砂浆固化后按设计重复若干次。

另一种为环氧磷片内挤涂防腐施工工艺，该工艺所用的防腐材料是环氧树脂及相应固化剂、促进剂及磷片，在新建金属管线整体焊接完成后，在现场将以环氧树脂及磷片为主的流体从管道的一端注入管道内，以压缩空气为动力，用化学球推动流体由一端流到另一端，在另一端将多余的防腐流体由收球桶流出回收，经一段时间固化，再重复上述方法若干次即可。

上述方法力图在金属管道内壁涂一层防腐层，用该防腐层把金属管道同输送介质隔绝开来，杜绝腐蚀。但在实际使用中，如在中原油田推广使用中效果不尽人意，有的仅几个月就引起了穿孔。经分析调查，经上述方法处理防腐复合金属管道存在以下缺点：（1）涂层不均匀；（2）涂层不连续。其原因是：

（1）重力影响：由于涂料开始以流体状态分布于金属管道内壁，水平放置的金属管道内壁上端的涂料就会在重力作用下流淌，使上端涂层变薄或者丧失涂层。

（2）管道内表面的粗糙影响：首先大多数管道（直径219毫米以上）都是螺纹管，加上焊缝的存在，内表面不平整。其次是两根管道焊接时的焊缝、焊渣造成管道内表面粗糙，粗糙的表面使内按上述管道内防腐挤涂施工工艺处理得到的表面涂层不均匀，不连续。

（3）其它因素的影响：工艺管道上的阀门、弯头、变径都直接影响内层的连续性，以上防腐工艺施工条件比较苛刻，如气温高于摄氏五度，湿度低于85％的晴天等都影响涂层质量。

现有技术中，还没有一种采用内部模具技术对金属管进行防腐处理的。

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种制备防腐金属管的模具，用该模具制得的防腐金属管其防腐性能得到了提高。

为达到上述发明目的，本实用新型提供了具有如下结构的用于制备防腐的金属管的模具，该模具具有两个相对密闭的圆筒形内腔，外圆筒具有弹性或可伸缩性且密闭构成充模腔，内圆筒具导热性构成导热腔，内、外圆筒依靠两端部的环形钢板连接，内、外圆筒两端处各有两个通往内、外圆筒的接头和阀门，供流体介质和热源的充入和排出。该模具可自由进出待防腐处理的金属管，其长度与待防腐处理的金属管的长度相当。

使用上述制备防腐金属管的模具时，先将待处理的金属管除锈后，将选用的热固性化工流体防腐材料配制成流体胶浆按流体胶浆：玻璃纤维或其它纤维及织物＝1－1.5：1（重量）浸润混合，制成的混合物围挂在内部模具外表面上，并将其送入经除锈的金属管中，并在金属管两端定位密闭，对内部模具充模腔注入流体介质，使其中的压力达到0.2－1.5MPa，保持压力，并对内部模具的导热腔施加热量，直至混合物被均匀地分布固化粘贴在金属管内壁上；切断对内部模具导热腔施加的热量，释放充模腔内的流体，待充模腔泄压后，采用脱膜技术把整个内部模具从管道中抽出。

这样，一个金属管道内壁被均匀的衬上一密闭的防腐层，上述的防腐金属管的制备方法称作“流体充模预制法”，由此可得到一种内壁上防腐涂层均匀的防腐金属管。

利用本实用新型的制备防腐金属管的模具进行金属管的防腐处理可以解决现有的防腐金属管道内壁因防腐涂层不均匀暴露而造成的腐蚀问题，延长金属管道的使用寿命，可减少因腐蚀造成的巨大损失，以确保它在生产、生活中的安全运行。同时它还具有：a.防腐层薄、内表面光滑、与金属管相比能降低沿程损失；b.防腐层具有良好绝热性能，导热系数低，沿程热能散失少，具有节能降耗的效能。c.防腐层的抗拉强度是金属材料的7倍，二者结合的剥离强度高，使复合管比金属管的机械强度更高更好；d.能有效地运用到油田各类井的套管防腐。

下面根据附图详细说明本发明，附图中：

图1 为本实用新型制备防腐金属管的模具的结构示意图；

图2 为本实用新型制备防腐金属管的模具的A－A剖面示意图；

图3 A和图3 B为本实用新型制备防腐金属管的模具实际使用时的状态示意图。

防腐金属管制备过程中采用的内部模具（如图1及图2所示）用具有弹性或可伸缩性的密闭材料，如橡胶囊或聚氯乙烯薄膜及其它密闭材料制成其外圆筒1，用金属材料制成内圆筒2，外圆筒的外径小于欲进行防腐制备的金属管的内径，并能在金属管内自由进出；外圆筒1与内圆筒2之间形成一密闭的充模腔3，内圆筒2内为导热腔4，内、外圆筒依靠两端部的环形钢板10和10’连接，充模腔3的一端边缘处有一流体充入口5，流体介质通过该充入口5进入充模腔3内，该充模腔3的另一端边缘处有一流体介质的出口6，脱模时开启该出口6使已充入充模腔3内的流体介质排出；导热腔4的一端设有热介质入口7，另一端设有热介质出口8，以使热源通过。

使用上述模具进行防腐金属管的制备时，可先将热固性防腐流体材料与玻璃纤维的混合物20围挂在该模具的外表面上，该混合物是根据设计输送介质的化学腐蚀性和输送介质的温度、组分选用针对性强的若干种热固性化工流体防腐材料按一定的配比制成流体胶浆，与玻璃纤维（或者其它纤维及织物）浸润混合，二者之间的重量比是流体胶浆：玻璃纤维＝1－1.5：1。例如，输送水的防腐金属管的制备采用的是耐水树脂，如选用聚酯树脂与相应的固化剂制成的流体胶浆与玻璃纤维的混合物；输送油水气混合物的防腐金属管的制备采用的是环氧树脂与相应的固化剂制成的流体胶浆与玻璃纤维的混合物；输送含酸（碱）防腐金属管的制备采用的是改性环氧树脂或其它树脂与相应的固化剂制成的流体胶浆与玻璃纤维的混合物；把流体胶浆与玻璃纤维的混合物围挂在内模外表面之前，二者之间可施加脱膜剂，或在脱模时采用其它脱膜技术，并将其送入金属管30中，在金属管两端定位密闭后，对模具通过流体充入口5向充模腔注入流体介质，该流体介质可选用水、空气、流砂或可溶性胶体，并使充模腔内的压力达到0.2－1.5MPa，关闭出入口阀门以保持压力，按胶浆的有关性能在接下来的适当时间里通过热介质入口7对内模的导热腔施加热量，施加热量的时间约5分钟至48小时不等，直至混合物被均匀地分布固化粘贴在金属管内壁上为止（如图3A所示）。

脱模时首先关闭热介质入口7，切断热源，开启流体介质出口6，释放充模腔内的流体，使充模腔泄压（如图3B所示），把整个内模从管道中抽出。实际应用时，可采用预先在内部模具外表面涂抹脱模剂再围挂防腐材料或采用其他脱模技术脱模。

下面结合实施例对本实用新型进行进一步说明。

实施例1

制备防腐输油金属管的模具

所设计的模具用于焊接成约40米长度的φ325mm金属管的防腐制备。

模具如图1所示，其中外圆筒外径为约300mm，用橡胶材料制成，厚度为约3mm，内圆筒外径为86mm，用无缝钢管制成，总长度为约41米。

实验例1

将环氧树脂与其相应的固化剂聚酰胺按环氧树脂：聚酰胺＝100：45的重量比配制成流体胶浆，按流体胶浆：玻璃纤维＝1：1（重量）浸润混合，制成的混合物围挂在已施加脱膜剂低熔点石蜡溶液的实施例1的模具外表面上，并将其送入内壁除锈的金属管中，并在金属管两端定位密闭，对内模充模腔注入水介质，使其中的压力由0.2达到1.5MPa，保持压力，并对内模的导热腔施加热量48小时（温度控制在50－180℃），直至混合物被均匀地分布固化粘贴在金属管内壁上；切断对内模导热腔施加的热量，释放充模腔内的流体，待充模腔泄压后，把整个内模从管道中抽出，制成防腐输油金属管。

实施例2

制备防腐输水金属管的模具

所设计的模具用于焊接成约24米长度的φ426mm金属管的防腐制备。

模具如图1所示，外圆筒外径为400mm，用PVC材料制成，厚度约为0.1mm，内圆筒外径为100mm，用无缝钢管制成，总长度为约25米。

实验例2

将聚酯树脂与其相应的固化剂过氧化环己酮以及相应的促进剂按聚酯树脂：过氧化环己酮：促进剂＝100：5：3的重量比配制成流体胶浆，按流体胶浆：玻璃纤维＝1：0.8（重量）浸润混合，制成的混合物；围挂在已施加脱膜剂低熔点石蜡溶液的模具外表面上，并将其送入经内壁除锈处理的金属管中，并在金属管两端定位密闭，对内模充模腔注入水介质，使其中的压力由0.2达到0.8MPa，保持压力，并对内模的导热腔施加热量10分钟，直至混合物被均匀地分布固化粘贴在金属管内壁上；切断对内模的导热腔施加热量，释放充模腔内的流体，待充模腔泄压后，把整个内模从管道中抽出，制备成防腐输水金属管。

Claims (2)

1、一种制备防腐金属管的模具，其特征在于：该模具为两个相对密闭的圆筒套合体，外圆筒具有弹性或可伸缩性且密闭，外圆筒内壁与内圆筒外壁构成充模腔，内圆筒具导热性，其内部构成导热腔，外圆筒和内圆筒的端部以环型金属板相连接；充模腔的一端设流体充入口，另一端设流体排出口，导热腔的一端设有热介质入口，另一端设热介质出口，该模具的外径小于待防腐制备的金属管的内径，其长度与待防腐制备的金属管的长度相当。

2、如权利要求1所述的模具，其特征在于：外圆筒为橡胶或塑料材料制成的圆筒，内圆筒为金属材料制成的圆筒。

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