专利名称：一种大口径高压整体式管道绝缘接头的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种石油、天然气管道阴极保护装置的大口径高压整体式管道绝缘 接头。涉及金属材料的一般防蚀和管道系统技术领域。
背景技术：
近年来，随着我国石油、天然气工业的迅猛发展，输油气管道建设趋向高压、大直 径和高钢级。绝缘接头作为一种特殊功能的压力管道元件，是保证长输管道安全运行的重 要组成部分，其安全运行关系到人民生命与财产的安全。现有的技术结构密封可靠性差，高压放电装置安全可靠性差，或结构的局限性，如 已经公开的专利CN2397128Y、CN2115442U、CN2375848Y、CN2634240Y，均不适合高压大口径工况。
实用新型内容本实用新型的目的是设计一种密封可靠性高、绝缘良好、高压放电装置安全可靠 的大口径高压整体式管道绝缘接头。本实用新型提供一种用于石油天然气管道的整体式绝缘接头，它包括短节1A、 1B、左法兰2、密封圈3、主绝缘环4、右法兰5、绝缘密封填充材料6A、6B、卡箍7、次绝缘环8、 放电间隙9、密封胶粘剂10。与所述要连接的高钢级管道13两端相连接的两个短节1A、1B，各连接左法兰2和 右法兰5，在左法兰2和右法兰5之间夹有主绝缘环4，并在主绝缘环4外套有密封圈3，卡 箍7套在左法兰2和右法兰5中间外并从右法兰5 —直套至短节IB外，在卡箍7与右法兰 5的轴向间隙安装有次绝缘环8，且在所述卡箍7与右法兰5中间的空隙填满绝缘密封填充 材料6，所述卡箍7与短节IB设有高压放电间隙，放电间隙之外由密封胶粘剂10粘结。其中所述与高钢级管道13A、13B相连接的短节ΙΑ、1B，其具有与所述高钢级管道13A、 13B内径平齐、材质强度相近的特性，其一端与所述高钢级管道13A、13B焊接，内表涂有内 涂层12，外表涂有外涂层11;所述左法兰2和右法兰5设置到所述短节1A、1B的中间并各与所述短节1A、1B焊 接；左法兰2外周成一台阶状，大外径端在近短节IA —边，小外径端在近右法兰5 —边；右 法兰5的外径与左法兰2小外径端等径；所述主绝缘环4设在所述左法兰2和右法兰5的中间；它是一个圆环，其外径与卡 箍7内径相等，内径与左法兰2、右法兰5内径相等；所述密封圈3(见图2)为U型自紧密封圈，它扣套在所述主绝缘环4上；所述卡箍7的外径与所述左法兰2盘外径相等、内径与所述左法兰2和右法兰5 密封面外径相等，所述卡箍7设在所述左法兰2和右法兰5的外侧，左端与所述左法兰2焊 接；
3[0013]所述次绝缘环8安装在右法兰5与卡箍7的轴向间隙；卡箍7与右法兰5中间的 空隙填满绝缘密封填充材料6A ；所述放电间隙9 (见图3)是设在卡箍7与短节IB连接处，在卡箍7与右法兰5、短 节IB连接方向形成的空腔填入绝缘密封材料6B，卡箍7与短节IB连接方向的间隙用密封 胶粘剂10粘封，绝缘密封材料6B与密封胶粘剂10之间形成放电间隙9。本实用新型的特点是通过独特的U型自紧密封圈对管道实施密封，密封结构对 称，抗弯矩能力强；本实用新型整体绝缘接头腔外(即卡箍7与短节1之间)设有高压放电 间隙9，从而通过外部放电来防止绝缘环被雷电或高压电击穿。本实用新型的优点之一是独特的U型密封结构适合在高压下抵制介质泄漏，短路 前有较大的介质流动距离，可承受很高的内部压力，不需要特殊的表面涂敷；优点之二是放 电装置设在绝缘腔外，结构简单，寿命与埋地管道相同。从随后结合附图对实施例的描述中，本实用新型的示例性实施例的这些和/或其 他方面和优点将变得显而易见并更容易理解。
图1大口径高压整体式管道绝缘接头正剖视图图2U型密封圈安装详图图3放电间隙位置图其中1A、1B-短节 2-左法兰 3-密封圈 4-主绝缘环5-右法兰 6A、6B-绝缘密封填充材料7-卡箍 8-次绝缘环9-放电间隙 10-密封胶粘剂11-外涂层 12-内涂层13A、13B-高钢级管道
具体实施方式
实施例.本例为Φ 1219mm、X80钢输气管道用埋地绝缘接头，其构成如图1所示。 与所述要连接的高钢级管道13A、13B两个端头相连接的两个短节1A、1B，各与粗加工完成 的左法兰2和右法兰5进行焊接，焊接完成后进行精加工；卡箍7机加工完成后待用；密封 圈3通过专用工装套在主绝缘环4上；将卡箍7竖直放置并使大端开口朝上；将次绝缘环8 放入卡箍7内台阶上；将右法兰5与短节IB焊接成一体的组件下端朝下穿入卡箍7 ；将由 密封圈3和主绝缘环4组成的密封绝缘组件放入卡箍7与右法兰5所围成的沟槽中；将卡 箍7与右法兰5之间的空腔填满绝缘密封材料6 ；将左法兰2与短节IA的组件穿入卡箍7 ； 从短节IA的左端施加预紧力，该预紧力控制在左法兰2、右法兰5分别与密封圈3和主绝缘 环4之间无间隙，同时又保证主绝缘环4不被压碎；将左法兰2与卡箍7进行焊接，应采用 经过温度测量的专用焊接工艺，焊接以自动焊或半自动焊为宜，严格控制线能量输入，可采 取保冷措施，测量卡箍7外侧正对密封圈3处的温度，该温度控制在密封圈3能承受的最高 温度下20°C为宜；将初步完成的绝缘接头翻转180度，短节IB朝上放置，卡箍7与右法兰5与短节IB连接处形成的空腔填入绝缘密封材料6B至放电间隙9处；设置放电间隙9 ；用 密封胶粘剂10将卡箍7与短节IB密封。其中所述与高钢级管道13A、13B相连接的短节1A、1B，与高钢级管道13A、13B内径平 齐，高钢级管道13A、13B材质为X80钢，短节1A、1B材质为X70钢，其一端与所述高钢级管 道13A、13B焊接，内表涂有环氧树脂内涂层12，外表涂有环氧树脂外涂层11 ； 所述左法兰2和右法兰5设置到所述短节1A、IB的中间并与所述短节1A、IB焊接； 左法兰2外周成一台阶状，在近短节IA —边的大外径为Φ 1500mm，小外径端在近右法兰5 一边的小外径为Φ 1400mm ；右法兰5的外径为Φ 1385mm ；所述主绝缘环4设在所述左法兰2和右法兰5的中间；它是一个圆环，其厚度为 20mm，外径为Φ 1360mm,内径与左法兰2和右法兰5平齐；所述密封圈3套在所述主绝缘环4上，为U型自紧密封圈；其尺寸为外径 Φ 1400mm,内径 Φ 1300mm ；所述卡箍7的外径为Φ 1500mm,内径为Φ 1400mm ；左端与所述左法兰2焊接；所述次绝缘环8安装在右法兰5与卡箍7的轴向间隙；所述卡箍7与右法兰5、短节IB中间的空隙填满冷固热硬环氧树脂绝缘密封填充 材料6 ；所述放电间隙9 (见图3)是设在卡箍7与短节IB连接处，在卡箍7与右法兰5、短 节IB连接方向形成的空腔填入绝缘密封材料6B，卡箍7与短节IB连接方向的间隙用密封 胶粘剂10粘封，绝缘密封材料6B与密封胶粘剂10之间形成宽5mm的放电间隙9。本例经试验，结构密封可靠性高，高压放电装置安全可靠，绝缘良好。
权利要求一种大口径高压整体式管道绝缘接头，它包括短节(1A、1B)、左法兰(2)、密封圈(3)、主绝缘环(4)、右法兰(5)、绝缘密封填充材料(6A、6B)、卡箍(7)、次绝缘环(8)、放电间隙(9)；与所述要连接的高钢级管道(13A、13B)两端相连接的两个短节(1A、1B)，各连接左法兰(2)和右法兰(5)，在左法兰(2)和右法兰(5)之间夹有主绝缘环(4)，并在主绝缘环(4)外套有密封圈(3)，其特征是卡箍(7)套在左法兰(2)和右法兰(5)中间外并从右法兰(5)一直套至短节(1B)外，在卡箍(7)与右法兰(5)的轴向间隙安装有次绝缘环(8)，且在所述卡箍(7)与右法兰(5)中间的空隙填满绝缘密封填充材料(6A、6B)，所述卡箍(7)与短节(1B)设有高压放电间隙(9)，放电间隙(9)之外由密封胶粘剂(10)粘结。
2.根据权利要求1所述的一种大口径高压整体式管道绝缘接头，其特征是所述短节 (1A、1B)，其具有与所述高钢级管道(13A、13B)内径平齐、材质强度相近的特性，其一端与 所述高钢级管道(13A、13B)焊接，内表涂有内涂层(12)，外表涂有外涂层(11)。
3.根据权利要求1所述的一种大口径高压整体式管道绝缘接头，其特征是所述左法兰 (2)和右法兰(5)设置到所述短节(1A、1B)的中间并各与所述短节(1A、1B)焊接；左法兰 (2)外周成一台阶状，大外径端在近短节(IA) —边，小外径端在近右法兰(5) —边；右法兰 (5)的外径与左法兰(2)小外径端等径。
4.根据权利要求1所述的一种大口径高压整体式管道绝缘接头，其特征是所述主绝缘 环(4)设在所述左法兰(2)和右法兰(5)的中间；它是一个圆环，其外径与卡箍(7)内径相 等，内径与左法兰(2)、右法兰(5)内径相等。
5.根据权利要求1所述的一种大口径高压整体式管道绝缘接头，其特征是所述次绝缘 环⑶安装在右法兰(5)与卡箍(7)的轴向间隙；卡箍(7)与右法兰(5)中间的空隙填满 绝缘密封填充材料(6A)。
6.根据权利要求1所述的一种大口径高压整体式管道绝缘接头，其特征是所述卡箍 (7)的外径与所述左法兰(2)盘外径相等、内径与所述左法兰(2)和右法兰(5)密封面外 径相等，所述卡箍(7)设在所述左法兰(2)和右法兰(5)的外侧，左端与所述左法兰(2)焊 接。
7.根据权利要求1所述的一种大口径高压整体式管道绝缘接头，其特征是所述放电间 隙(9)是设在卡箍(7)与短节(IB)连接处，在卡箍(7)与右法兰(5)、短节(IB)连接方向 形成的空腔填入绝缘密封材料(6B)，卡箍(7)与短节(IB)连接方向的间隙用密封胶粘剂 (10)粘封，绝缘密封材料(6B)与密封胶粘剂(10)之间形成放电间隙(9)。
专利摘要本实用新型是一种大口径高压整体式管道绝缘接头。它包括与所述要连接的高钢级管道(13A)、(13B)两端相连接的两个短节(1A)、(1B)，各连接左法兰(20和右法兰(5)，在左法兰(2)和右法兰(5)之间夹有主绝缘环(4)，并在主绝缘环(4)外套有密封圈(3)，其特征是卡箍(7)套在左法兰(2)和右法兰(5)中间外并从右法兰(5)一直套至短节(1B)外，在卡箍(7)与右法兰(5)的轴向间隙安装有次绝缘环(8)，且在所述卡箍(7)与右法兰(5)中间的空隙填满绝缘密封填充材料(6A)、(6B)，所述卡箍(7)与短节(1B)设有高压放电间隙(9)，放电间隙(9)之外由密封胶粘剂(10)粘结。
文档编号F16L25/02GK201621400SQ20092027761
公开日2010年11月3日 申请日期2009年11月25日 优先权日2009年11月25日
发明者勾东梅, 杨云兰, 杨朝阳, 邹峰, 郝海波 申请人:中国石油天然气集团公司;中国石油天然气管道局;中油管道机械制造有限责任公司