[發(fā)明專利]一種高密封性的復(fù)合材料高壓管道及其加工方法

有效

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• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN113007461B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃其忠;尹雙雙;王亞朋;張瑤瑤;劉紅影
• 申請（專利權(quán)）人: 北京玻鋼院復(fù)合材料有限公司
• 主分類號: F16L9/16
• 分類號: F16L9/16
• 代理公司: 北京力量專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11504
• 代理人: 張力

本發(fā)明屬于高壓管道技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高密封性的復(fù)合材料高壓管道及其加工方法，所述加工方法包括以下步驟：步驟1：取復(fù)合材料制成的纏繞管和金屬材料制成的內(nèi)襯管，并將內(nèi)襯管插裝于纏繞管內(nèi)，得到第一管道；步驟2：取夾緊工裝，并將夾緊工裝封堵于第一管道的兩端，使第一管道的內(nèi)襯管與夾緊工裝形成容納腔；步驟3：通過夾緊工裝向容納腔中注入加壓流體，直至內(nèi)襯管緊密貼合于纏繞管的內(nèi)壁上，得到第二管道；步驟4：拆除步驟3中的夾緊工裝，并對第二管道進(jìn)行后處理，得到具有良好密封性能的復(fù)合材料高壓管道。上述方法使得高壓管道不僅具有內(nèi)襯管的低滲透率，還具有復(fù)合材料的抗壓承載能力，進(jìn)而大幅提高其承載能力和材料利用率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高壓管道技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高密封性的復(fù)合材料高壓管道及其加工方法。

背景技術(shù)

高壓管道作為一種提取物質(zhì)輸送效率、降低運營成本、易于維護的有效設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于石油輸送、水利保障、化工液體轉(zhuǎn)移等領(lǐng)域。且相較于因易腐蝕、強度低、比重大等缺點需要耗費大量運營成本的傳統(tǒng)的金屬輸送管，具有輕質(zhì)高強、耐腐蝕抗疲勞、未爆先泄露等特點的復(fù)合材料高壓管道更受青睞。

復(fù)合材料高壓管道的軸向模量或環(huán)向模量通常低于鋼材、鋁合金等金屬材料，通常采用增加壁厚或采用鱗片等物質(zhì)制備防滲層，以避免因樹脂基體開裂而出現(xiàn)貫穿壁厚的裂縫，從而導(dǎo)致整管報廢。試驗結(jié)果表明，導(dǎo)致復(fù)合材料高壓管道滲漏的壓力遠(yuǎn)小于復(fù)合材料的纖維拉伸強度，即復(fù)合材料高壓管道在發(fā)揮出承載潛力之前已在壓力作用下發(fā)生管道滲漏。

中國專利CN201748047U公開了一種高壓鋼塑復(fù)合管，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜致使加工繁瑣且成本高，且塑料內(nèi)管通過粘膠層設(shè)置于鋼管的外側(cè)，復(fù)合管結(jié)構(gòu)使得塑料內(nèi)管和鋼管在通過黏膠層連接時，無法保證粘接的一致性，即部分塑料內(nèi)管無法得到鋼管的支撐，進(jìn)而使塑料內(nèi)管在管內(nèi)壓力作用下形成裂縫并發(fā)生滲漏，高壓管道內(nèi)的液體流入塑料內(nèi)管與鋼管的夾縫，繼而破壞高壓管道的抗壓能力。

中國專利CN201502798U公開了一種超高分子量聚乙烯鋼塑復(fù)合耐磨管件，其特征在于在鋼制管件的內(nèi)壁復(fù)合有超高分子量聚乙烯管件，超高分子量聚乙烯管件的兩端翻邊與鋼制管件的兩端法蘭復(fù)合。但是因高分子聚乙烯管件復(fù)合于鋼制管件的內(nèi)壁，當(dāng)應(yīng)用于高壓輸送時，其所存在的問題與復(fù)合材料高壓管道相同，即在高壓輸送過程中出現(xiàn)貫穿壁厚的裂縫。

因此，針對以上不足，本發(fā)明提供一種高密封性的復(fù)合材料高壓管道及其加工方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種高密封性的復(fù)合材料高壓管道及其加工方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中復(fù)合材料高壓管道無法發(fā)揮出復(fù)合材料承載潛力的問題。

一方面，本發(fā)明提供高密封性的復(fù)合材料高壓管道的加工方法，包括以下步驟：步驟1：取復(fù)合材料制成的纏繞管和金屬材料制成的內(nèi)襯管，并將所述內(nèi)襯管插裝于所述纏繞管內(nèi)，且所述內(nèi)襯管的兩端均超出所述纏繞管，得到第一管道；步驟2：取夾緊工裝，并將所述夾緊工裝封堵于步驟1得到的第一管道的兩端，使所述第一管道的內(nèi)襯管與夾緊工裝形成容納腔；步驟3：通過步驟2中的夾緊工裝向步驟2得到的容納腔中注入加壓流體，直至所述內(nèi)襯管塑性變形并緊密貼合于所述纏繞管的內(nèi)壁上，得到第二管道；步驟4：拆除步驟3中第二管道上的夾緊工裝，并對第二管道進(jìn)行后處理，得到復(fù)合材料高壓管道。

如上所述的高密封性的復(fù)合材料高壓管道的加工方法，進(jìn)一步優(yōu)選為，步驟1中，所述內(nèi)襯管的直徑與壁厚的比值大于或等于60，且所述內(nèi)襯管的外徑比所述纏繞管的內(nèi)徑小1-5mm。

如上所述的高密封性的復(fù)合材料高壓管道的加工方法，進(jìn)一步優(yōu)選為，步驟1中，所述內(nèi)襯管的屈強比不超過0.6，斷裂延伸率不小于15％。

如上所述的高密封性的復(fù)合材料高壓管道的加工方法，進(jìn)一步優(yōu)選為，步驟1中，所述纏繞管第一端為喇叭口，且所述喇叭口的軸向長度不小于80mm，所述喇叭口的坡度不大于1:8。