复合材料管道制造技术

本发明专利技术公开了一种复合材料管道，其特征在于，包括管道主体；所述管道主体包括管状的导电内胆，所述导电内胆设置有管腔；所述导电内胆外表面包覆有第一纤维增强树脂层。本发明专利技术中的复合材料管道，导电内胆采用钛合金或热塑性树脂制得，对管道内的腐蚀性物质具有优异的抗腐蚀性能，能够抗击绝大多数盐、酸、碱的腐蚀，尤其能够抗击硫化氢、二氧化碳等酸性气体的腐蚀。导电内胆的外表面包裹非金属性的第一纤维增强树脂层为主要受力层，可以承受管道内部的气体或者液体压力，能够抗击管道外部海水中氯化物的腐蚀，能够有效防止自身和内胆的电化学腐蚀，可进一步提高管道的耐腐蚀能力。

【技术实现步骤摘要】
复合材料管道
本专利技术涉及一种复合材料管道。
技术介绍
可通过增大管道的直径来提高管道的输气或输液能力，但管道直径越大，所承受的压力就越高。传统的输气或输液工艺中，一般选用钢管作为输送管道。但钢管在使用过程中存在以下问题。以天然气输送为例，含硫油田中形成的天然气往往含有硫化氢(H2S)。H2S溶解于天然气中夹带的水汽形成H2S水溶液，H2S水溶液具有较强的腐蚀性。钢管在H2S水溶液中的氢离子的作用下被去极化腐蚀，产生铁离子。铁离子与H2S水溶液中的硫离子相结合生成硫化铁。H2S水溶液还会使钢管发生氢脆现象。氢脆是指H2S水溶液中的氢离子渗入钢材内，聚合为氢分子，造成应力集中，超过钢的强度极限，在钢内部形成细小的裂纹，钢管韧性降低，变脆。氢脆只可防，不可治。氢脆现象一经产生，就消除不了。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。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。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种耐腐蚀的复合材料管道。为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案实现：复合材料管道，其特征在于，包括管道主体；所述管道主体包括管状的导电内胆，所述导电内胆设置有管腔；所述导电内胆外表面包覆有第一纤维增强树脂层。优选地是，所述导电内胆与所述第一纤维增强树脂层之间设置有第二纤维增强树脂层。优选地是，所述第一纤维增强树脂层包括第一纤维和第一树脂；所述第二纤维增强树脂层包括第二纤维和第二树脂；所述第一纤维在所述第一纤维增强树脂层中的重量百分比为20％～50％；所述第二纤维在所述第二纤维增强树脂层中的重量百分比为20％～50％；所述第一纤维与所述第二纤维相同或不相；所述第一纤维或所述第二纤维选自玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、硼纤维、石棉纤维、芳纶纤维、奥纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、维尼纶纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维、棉纤维和剑麻中的一种或任意几种；所述第一树脂或第二树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、苯并噁嗪树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂中的一种或任意几种。第一纤维增强树脂层和第二纤维增强树脂层，除了包括纤维和树脂以外，还可加入适量的常用助剂，如固化剂、改性剂、稳定剂等。优选地是，所述第一纤维为玻璃纤维；所述第二纤维为碳纤维。优选地是，所述第一纤维增强树脂层由第一纤维增强树脂线或第一纤维增强树脂带沿圆周方向和轴向缠绕后加热固化形成；所述第二纤维增强树脂层由第二纤维增强树脂线或第二纤维增强树脂带沿圆周方向和轴向缠绕后加热固化形成。优选地是，所述导电内胆外表面还包覆有热塑性树脂密封层；所述热塑性树脂密封层设置于所述导电内胆和所述第一纤维增强树脂层之间，或所述热塑性树脂密封层设置于所述导电内胆和所述第二纤维增强树脂层之间。优选地是，所述热塑性树脂为聚偏氯乙烯树脂、高密度聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚碳酸酯树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂、聚氯乙烯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯树脂、聚四氟乙烯树脂和尼龙-11树脂中的一种或任意几种。优选地是，所述导电内胆为钛合金内胆或者掺有导电材料的热塑性树脂内胆。优选地是，所述的掺有导电材料的热塑性树脂内胆之外设置有惰性金属密封层，所述第一纤维增强树脂层或所述第二纤维增强树脂层设置在所述惰性金属密封层之外。优选地是，所述惰性金属密封层由惰性金属带依次缠绕形成；所述惰性金属带缠绕时依次搭接选定的宽度，搭接处通过密封树脂或胶水密封。优选地是，所述惰性金属为铜。优选地是，所述第一纤维增强树脂层之外设置有导电金属层。导电金属层优选铜网。优选地是，所述复合材料管道端部设置有第三纤维增强树脂法兰；所述第三纤维增强树脂法兰内表面设置有钛合金层；所述钛合金层与所述导电内胆机械咬合、焊接或粘结在一起；所述第三纤维增强树脂层抵靠所述第一纤维增强树脂层。优选地是，所述导电内胆为钛合金内胆；所述钛合金层的一端伸出所述第三纤维增强树脂法兰后与所述钛合金内胆机械咬合、焊接或粘结在一起；所述第一纤维增强树脂层覆盖所述钛合金层和所述钛合金内胆的连接区域。优选地是，所述钛合金层的外表面设有第一凸块；所述第一凸块嵌入所述第三纤维增强树脂法兰内，将所述钛合金层和所述第三纤维增强树脂法兰连接。优选地是，所述管道主体的两端均设有所述第三纤维增强树脂法兰；所述第三纤维增强树脂法兰的外表面上设有多个沿圆周方向分布的第二凸块；第四纤维增强树脂线沿所述管道主体轴向缠绕、并依次绕过所述管道主体两端法兰上的第二凸块，将所述两个法兰连接。优选地是，所述第四纤维增强树脂线的外表面还包覆有第五纤维增强树脂线或第五纤维增强树脂带，所述第五纤维增强树脂线或第五纤维增强树脂带沿所述管道主体圆周方向缠绕后，加热固化。优选地是，所述第三纤维增强树脂包括第三纤维和第三树脂；所述第四纤维增强树脂线包括第四纤维和第四树脂；所述第五纤维增强树脂包括第五纤维和第五树脂；所述第三纤维、所述第四纤维及所述第五纤维相同或不相；所述第三纤维、所述第四纤维或所述第五纤维选自玻璃纤维、金属纤维、硼纤维、石棉纤维、芳纶纤维、奥纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、维尼纶纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维、棉纤维和剑麻中的一种或任意几种；所述第三树脂、所述第四树脂或第五树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、苯并噁嗪树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂。第三纤维增强树脂层、第四纤维增强树脂层和第五纤维增强树脂层，除了包括纤维和树脂以外，还可加入适量的常用助剂，如固化剂、改性剂、稳定剂等。优选地是，所述管道主体端部设有凸肩；所述凸肩沿所述管道主体的径向向外延伸；所述复合材料管道还包括第一套筒和第二套筒，所述第一套筒的内表面上设有台阶，所述台阶突出于所述第一套筒内表面；所述第一套筒套设在所述管道主体上，所述凸肩阻挡所述台阶，将所述第一套筒限制在所述管道主体上；所述第二套筒的一端插入所述第一套筒内与所述第一套筒螺纹连接，另一端伸出所述第一套筒，伸出部分设有外螺纹。优选地是，所述第二套筒部分插入管腔内，插入所述管腔内的第二套筒外表面为斜面；所述斜面抵靠所述内胆，所述第二套筒与所述管道主体之间设置有密封圈。本专利技术中的复合材料管道，导电内胆采用钛合金，对管道内的腐蚀性物质具有优异的抗腐蚀性能，能够抗击绝大多数盐、酸、碱的腐蚀，尤其能够抗击硫化氢、二氧化碳等酸性气体的腐蚀。采用钛合金内胆或者掺有导电材料热塑性树脂内胆，可以传输静电，可以防止输油或输气过程中产生的静电引起危险。导电内胆的外表面包裹非金属性的第一纤维增强树脂层为主要受力层，可以承受管道内部的气体或者液体压力。非金属性的第一纤维增强树脂层将复合材料管道所处环境内的腐蚀性物质隔离开本文档来自技高网...

【技术保护点】
复合材料管道，其特征在于，包括管道主体；所述管道主体包括管状的导电内胆，所述导电内胆设置有管腔；所述导电内胆外表面包覆有第一纤维增强树脂层。

【技术特征摘要】
1.复合材料管道，其特征在于，包括管道主体；所述管道主体包括管状的导电内胆，所述导电内胆设置有管腔；所述导电内胆外表面包覆有第一纤维增强树脂层；所述复合材料管道端部设置有第三纤维增强树脂法兰；所述第三纤维增强树脂法兰内表面设置有钛合金层；所述钛合金层与所述导电内胆机械咬合、焊接或粘结在一起；所述第三纤维增强树脂法兰抵靠所述第一纤维增强树脂层；所述管道主体的两端均设有所述第三纤维增强树脂法兰；所述第三纤维增强树脂法兰的外表面上设有多个沿圆周方向分布的第二凸块；第四纤维增强树脂线沿所述管道主体轴向缠绕、并依次绕过所述管道主体两端第三纤维增强树脂法兰上的第二凸块，将所述两个第三纤维增强树脂法兰连接；所述导电内胆与所述第一纤维增强树脂层之间设置有第二纤维增强树脂层；所述第一纤维增强树脂层由第一纤维增强树脂线或第一纤维增强树脂带沿圆周方向和轴向缠绕后加热固化形成；所述第二纤维增强树脂层由第二纤维增强树脂线或第二纤维增强树脂带沿圆周方向和轴向缠绕后加热固化形成。2.根据权利要求1所述的复合材料管道，其特征在于，所述第一纤维增强树脂层包括第一纤维和第一树脂；所述第二纤维增强树脂层包括第二纤维和第二树脂；所述第一纤维在所述第一纤维增强树脂层中的重量百分比为20％～50％；所述第二纤维在所述第二纤维增强树脂层中的重量百分比为20％～50％；所述第一纤维与所述第二纤维相同或不相；所述第一纤维或所述第二纤维选自玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、硼纤维、石棉纤维、芳纶纤维、奥纶纤维、聚酯纤维、尼龙纤维、维尼纶纤维、聚丙烯纤维、聚酰亚胺纤维、棉纤维和剑麻中的一种或任意几种；所述第一树脂或第二树脂选自环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基树脂、苯并噁嗪树脂、聚酰亚胺树脂、双马来酰亚胺树脂中的一种或任意几种。3.根据权利要求2所述的复合材料管道，其特征在于，所述第一纤维为玻璃纤维；所述第二纤维为碳纤维。4.根据权利要求1所述的复合材料管道，其特征在于，所述导电内胆外表面还包覆有热塑性树脂密封层；所述热塑性树脂密封层设置于所述导电内胆和所述第一纤维增强树脂层之间，或所述热塑性树脂密封层设置于所述导电内胆和所述第二纤维增强树脂层之间。5.根据权利要求4所述的复合材料管道，其特征在于，所述热塑性树脂为聚偏氯乙烯树脂、高密度聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞麒峰，贾大伟，
申请(专利权)人：上海云逸能源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31