管道系统技术方案

本发明专利技术涉及一种管道系统，包括多个管道段，每个管道段包括：内部金属管段；外部非金属管段，由纤维复合材料构成，该外部非金属管段缠绕在内部金属管段上，使得内部金属管段从外部非金属管段的两端伸出预定距离以形成外部补口段，其中，相邻的内部金属管段彼此焊接起来以形成内部金属管道，纤维复合材料缠绕在所述外部补口段上，以与外部非金属管段一起形成外部非金属管道；导线，在预定位置连接到所述内部金属管道。所述管道系统还包括围绕外部补口段上的纤维复合材料以及围绕外部补口段上的纤维复合材料与外部非金属管段的纤维复合材料之间的接缝缠绕的纤维复合材料增强层。材料之间的接缝缠绕的纤维复合材料增强层。材料之间的接缝缠绕的纤维复合材料增强层。

【技术实现步骤摘要】
管道系统


[0001]本专利技术涉及一种管道系统，其能够抵抗直流和交流干扰。

技术介绍

[0002]随着公共设施如地铁、轻轨等直流电力驱动系统、高压输电线路等的日益建设，埋地管道受到直流杂散电流和交流杂散电流的干扰日益严重。已经有研究表明直流杂散电流是导致埋地管道腐蚀穿孔的原因之一，而交流杂散电流对埋地管道的电磁干扰会对人身安全、埋地管道及其阴极保护设备的安全造成影响。因此，需要一种能够同时抵抗直流和交流干扰的管道。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种管道系统，包括多个管道段，每个管道段包括：
[0004]内部金属管段；
[0005]外部非金属管段，由纤维复合材料构成，该外部非金属管段缠绕在内部金属管段上，使得内部金属管段从外部非金属管段的两端伸出预定距离以形成外部补口段，其中，相邻的内部金属管段彼此焊接起来以形成内部金属管道，纤维复合材料缠绕在所述外部补口段上形成外部补口层，以与外部非金属管段一起形成外部非金属管道；
[0006]导线，在预定位置连接到所述内部金属管道。
[0007]有利地，所述管道系统还包括测试装置，所述导线的延伸出地面的部分容纳在测试装置内。
[0008]有利地，所述管道系统还包括排流器，导线连接到排流器，所述排流器还连接到排流床。
[0009]有利地，还包括串联或并联的多个去耦合器，导线连接到所述串联或并联的多个去耦合器，所述去耦合器还连接到接地。
[0010]有利地，还包括管道破损检测和监测装置，导线连接到管道破损检测和监测装置，以检测外部非金属管道的破损点。
[0011]有利地，所述管道破损检测和监测装置构造成计算出预定长度的内部金属管道的面电阻率，进而确定外部非金属管道是否发生破损。
[0012]有利地，当计算出的面电阻率小于预定阈值时，确定外部非金属管道出现破损，所述预定阈值为100000Ω
·
m2，优选为50000Ω
·
m2，更优选为10000Ω
·
m2。
[0013]有利地，所述管道破损检测和监测装置基于四电极法或电流环法进行测试并计算出面电阻率。
[0014]有利地，还包括防雷接地装置，所述导线还能够连接到防雷接地装置，所述防雷接地装置包括避雷件以及串联或并联连接的去耦合器，避雷件连接到内部金属管道，并通过去耦合器接地。
[0015]有利地，还包括监控系统，所述导线还能够连接到监控系统，该监控系统通信地连
接到测试装置、排流器、管道破损检测和监测装置与防雷接地装置，以监测内部金属管道的对地电位、排流器、管道破损检测和监测装置与防雷接地装置的工作状态并在检测到异常工作状态时发出报警信号。
[0016]有利地，缠绕在所述外部补口段上的纤维复合材料的厚度与外部非金属管段的厚度相同。
[0017]有利地，所述管道系统还包括围绕外部补口层缠绕的纤维复合材料增强层，该纤维复合材料增强层的长度设置成大于所述外部补口层的长度，以覆盖外部补口层与外部非金属管段之间的接缝。
[0018]有利地，纤维复合材料增强层的厚度按照如下方式计算，以使增强层的轴向承力强度不小于外部非金属管道的承力强度：
[0019][0020]其中，t
co
是纤维复合材料增强层的厚度，t
cc
是外部非金属管道的厚度，σ
c
是外部非金属管道的材料强度，σ
o
是纤维复合材料增强层的材料强度，f是增强系数，取值大于0.01，优选大于等于1。
[0021]有利地，外部非金属管道的材料强度是抗拉强度或屈服强度，纤维复合材料增强层的材料强度是抗拉强度或屈服强度。
[0022]有利地，纤维复合材料增强层的从所述接缝远离所述外部补口段延伸的长度按照如下方式计算，以在增强层承受轴向应力时不会在增强层与外部非金属管道之间造成滑脱：
[0023][0024]其中，L
co
是纤维复合材料增强层的从所述接缝远离所述外部补口段延伸的长度，t
cc
是外部非金属管道的厚度，σ
c
是外部非金属管道的材料强度，τ
int
是纤维复合材料增强层与外部非金属管道之间的界面剪切强度，f是增强系数，取值大于0.01，优选大于等于1。
[0025]有利地，所述纤维复合材料增强层的长度为：
[0026]L≥2
×
L
co
+L
c
[0027]其中，L
c
为外部补口段的长度。
[0028]有利地，所述纤维复合材料由纤维材料和粘浸胶形成。
[0029]有利地，所述纤维材料选自芳纶纤维、聚乙烯纤维、碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维、硼纤维、凯夫拉纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维和陶瓷纤维。
[0030]有利地，纤维复合材料增强层和缠绕在外部补口段上的纤维复合材料均是单向纤维布、纵向和横向垂直的双向纤维布或者纵向、横向和斜向交错的多向纤维布。
[0031]有利地，所述单向纤维布和所述双向纤维布能够相对于管道的延伸方向平行地、垂直地和斜向地铺设。
[0032]有利地，每个管道段还包括设置在内部金属管段的内壁上的内涂层或内衬，内部金属管段从内涂层或内衬的两端伸出预定距离以形成内部补口段，在相邻的内部金属管段彼此焊接起来的情况下，另外的内涂层或另外的内衬设置在该内部补口段上，以形成内部
补口层。
[0033]有利地，所述内涂层或内衬由金属、非金属或复合材料构成。
附图说明
[0034]在下面结合附图详细描述的本专利技术的优选实施方式中，本专利技术的优点和目的可以得到更好地理解。为了在附图中更好地显示各部件的关系，附图并非按比例绘制。
[0035]图1示出根据本专利技术的管道系统的单个管道段的剖视图。
[0036]图2示出根据本专利技术的管道系统的单个管道段的透视图。
[0037]图3示出根据本专利技术的管道系统的两个相邻管道段的剖视图，示出不包含内涂层或内衬的情况。
[0038]图4示出根据本专利技术的管道系统的两个相邻管道段的剖视图，示出包含内涂层或内衬的情况。
[0039]图5示出导线连接到排流器的示意图。
[0040]图6示出管道破损检测和监测装置基于四电极法进行测试并计算面电阻率的示意图。
[0041]图7示出管道破损检测和监测装置基于电流环法进行测试并计算面电阻率的示意图。
[0042]图8示出导线连接到防雷接地装置的示意图。
具体实施方式
[0043]将参照附图详细描述根据本专利技术的各个实施例。这里，需要注意的是，在附图中，将相同的附图标记赋予基本上具有相同或类似结构和功能的组成部分，并且将省略关于它们的重复描述。术语“依次包括A、B、C等”仅指示所包括的部件A、B、C等的排列顺序，并不排除在A和B之间和/或B和C之间包括其它部件的可能性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管道系统，其特征在于，所述管道系统包括多个管道段，每个管道段包括：内部金属管段；外部非金属管段，由纤维复合材料构成，该外部非金属管段缠绕在内部金属管段上，使得内部金属管段从外部非金属管段的两端伸出预定距离以形成外部补口段，其中，相邻的内部金属管段彼此焊接起来以形成内部金属管道，纤维复合材料缠绕在所述外部补口段上形成外部补口层，以与外部非金属管段一起形成外部非金属管道；导线，在预定位置连接到所述内部金属管道。2.如权利要求1所述的管道系统，其特征在于，所述管道系统还包括测试装置，所述导线的延伸出地面的部分容纳在测试装置内。3.如权利要求1或2所述的管道系统，其特征在于，所述管道系统还包括排流器，导线连接到排流器，所述排流器还连接到排流床。4.如权利要求1所述的管道系统，其特征在于，还包括串联或并联的多个去耦合器，导线连接到所述串联或并联的多个去耦合器，所述去耦合器还连接到接地。5.如权利要求1所述的管道系统，其特征在于，还包括管道破损检测和监测装置，导线连接到管道破损检测和监测装置，以检测外部非金属管道的破损点。6.如权利要求5所述的管道系统，其特征在于，所述管道破损检测和监测装置构造成计算出预定长度的内部金属管道的面电阻率，进而确定外部非金属管道是否发生破损。7.如权利要求6所述的管道系统，其特征在于，当计算出的面电阻率小于预定阈值时，确定外部非金属管道出现破损，所述预定阈值为100000Ω
·
m2，优选为50000Ω
·
m2，更优选为10000Ω
·
m2。8.如权利要求6所述的管道系统，其特征在于，所述管道破损检测和监测装置基于四电极法或电流环法进行测试并计算出面电阻率。9.如权利要求1所述的管道系统，其特征在于，所述管道系统还包括防雷接地装置，所述导线还能够连接到防雷接地装置，所述防雷接地装置包括避雷件以及串联或并联连接的去耦合器，避雷件连接到内部金属管道，并通过去耦合器接地。10.如权利要求1所述的管道系统，其特征在于，所述管道系统还包括监控系统，所述导线还能够连接到监控系统，该监控系统通信地连接到测试装置、排流器、管道破损检测和监测装置与防雷接地装置，以监测内部金属管道的对地电位、排流器、管道破损检测和监测装置与防雷接地装置的工作状态并在检测到异常工作状态时发出报警信号。11.如权利要求1所述的管道系统，其特征在于，缠绕在所述外部补口段上的纤维复合材料的厚度与外部非金属管段的厚度相同。12.如权利要求1所述的管道系统，其特征在于，所述管道系统还包括围绕外部补口层缠绕的纤维复合材料增强层，该纤维复合材料增强层的长度设置成大于所述外部补口层的长度，以覆盖外部补口层与外部非金属管段之间的接缝。13.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：路民旭，
申请(专利权)人：北京安科科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：