[發明專利]外敷玻璃纖維樹脂增強保護層的油氣輸送管道用復合鋼管

無效

• 申請號: 201410450757.0
• 申請日: 2014-09-05
• 公開（公告）號: CN104197114A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 付彥宏;侯永高;王慶強;李振東;張晨鵬;孫靈麗;劉妍
• 申請（專利權）人: 中國石油集團渤海石油裝備制造有限公司;河北華油鋼管設計研究院有限公司
• 主分類號: F16L9/147
• 分類號: F16L9/147
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術領域

?本發明屬于復合管材的制造技術領域，具體涉及石油天然氣高壓長距離輸送管道工程建設用管線鋼與玻璃鋼復合而成的管材。

背景技術

隨著國家對油氣能源需求的不斷增長，相應對油氣輸送用管道輸送壓力、低溫韌性、抗腐蝕等性能提出了更高要求，現在成熟應用的管線鋼已經很難滿足上述要求。開發X80鋼級以上的管線鋼，材料的韌性及管線的止裂問題始終是難題，單從鋼材本身現在難以解決，且開發制造成本高，制約著長輸油氣管道工程的建設。

發明內容

本發明目的是解決現有更高鋼級管線鋼材料本身的韌性及管線的止裂問題，提供一種承壓能力高、止裂性能強、耐蝕性能好、制造成本低的外敷玻璃纖維樹脂增強保護層的油氣輸送管道用復合鋼管。

本發明提供的外敷玻璃纖維樹脂增強保護層的油氣輸送管道用復合鋼管，以現有成熟應用的管線鋼管為基管，在此基管外表面再纏繞高強玻璃纖維增強樹脂層復合而成；所述的管線鋼基管直徑為508～1422mm，管線鋼基管壁厚為10～30?mm，高強玻璃纖維增強樹脂層厚度為3～20mm。

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本發明的優點和積極效果：

本發明的管材同時具備了管線鋼管及玻璃鋼管的性能特點，提高了管道的承壓能力，彌補了高強管線鋼韌性不足的弊端，代替了傳統的管道3PE外防腐，使管道的耐腐蝕、耐老化能力進一步提高，與同等承壓能力的100%管線鋼管相比制造成本降低約20%，本產品可在長距離石油天然氣輸送管道建設工程中推廣使用。

現代油氣輸送管道輸送能力要求越來越高，這意味著管道輸送壓力越高，管徑越大，需要的鋼管強度越高。鋼管輸送壓力越高直徑越大就需要更高止裂韌性。西氣東輸一線設計輸送壓力10MPa，設計年輸送天然氣120億方，采用X70?Φ1016mm管線鋼鋼管，鋼管夏比沖擊韌性要求大于160J。西氣東輸二線西段設計輸送壓力12MPa年輸送天然氣300億方，采用X80?Φ1219管線鋼鋼管，鋼管夏比沖擊韌性要求大于220J，同樣管線如果采用X90?Φ1219管線鋼鋼管，鋼管夏比沖擊韌性要求大于265J。未來輸氣管線設計輸送壓力12MPa年輸送天然氣能力450億方，采用X80?Φ1422管線鋼鋼管，鋼管夏比沖擊韌性要求大于245J。鋼管工作壓力越高就需要更高的止裂韌性，同時提高強度和韌性在鋼板制造領域是非常困難的事情，這意味著需要更高制造難度和更高的制造成本，厚壁尤其是厚度大于30mm?X80鋼板韌性更難保證、制造難度更大、制造成本更高。

本發明采用外敷玻璃纖維樹脂增強技術，利用玻璃纖維增強鋼管的特性消弱了裂紋沿鋼管長度方向擴展的傾向，提高了高壓輸油氣管道止裂能力。

本發明采用外敷玻璃纖維樹脂增強技術，至少可以降低鋼管壁厚三分之一。對于原設計壁厚大于25mm的厚壁鋼管，降低了鋼板和鋼管的制造難度，降低了鋼板和鋼管的制造成本。

采用本發明制造的復合鋼管節省了傳統油氣輸送管線采用的3PE或3PP防腐層，節省了鋼管的防腐成本，按西氣東輸二線Φ1219管線計算每km管線至少節約24萬元，按4000km，僅此一項工程防腐費用就可節約9.6億元。

高強度玻璃鋼強度是X80鋼強度的2~4倍，按2倍計算，玻璃鋼部分厚度是替代鋼管壁厚的一半，如原設計40mm厚鋼管采用25mm鋼管加7.5mm厚玻璃鋼，原設計30mm厚鋼管采用20mm鋼管加5mm玻璃鋼。管線鋼管制造成本至少可以降低20%。

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附圖說明

圖1是本發明實施例1的鋼管截面示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步詳細說明，但本發明不限于這些實施例。

實施例1：

如圖1所示，本實施例的復合管包括管線鋼基管1和高強玻璃纖維增強樹脂層2構成。玻璃纖維增強樹脂層是將浸潤樹脂的高強玻璃纖維或布帶纏繞到管線鋼基管外表面，形成一種內層為管線鋼、外層為玻璃鋼的長距離油氣輸送管道建設工程用新型復合管材。

本實施例的基管1為直縫鋼管，也可采用螺旋鋼管，采用埋弧工藝焊接而成。鋼管外徑為1219mm、壁厚為22mm、材質為X80級管線鋼。高強玻璃纖維增強樹脂層2由高強E玻璃纖維增強樹脂組成，纏繞到鋼管基管上，纏繞固化后玻璃纖維增強樹脂層的厚度為5.5mm。