保温管道的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种保温管道，包括内管及套设在所述内管外侧的外管，所述内管与所述外管之间形成有密闭空腔；所述内管的内表面上设置有刚玉陶瓷层，所述内管的外表面上设置有反射隔热层。本实用新型提供的保温管道，具有耐高温，耐磨损，防腐蚀，保温性能好的特点，且性能的稳定性及可靠性较高；同时，由于不砌耐火砖或浇注料，不加外保温，使得施工简单，成本下降，还利于减小保温管道的尺寸及重量。
【专利说明】保温管道
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及管道技术，尤其涉及一种保温管道。
【背景技术】
[0002]煤炭气化技术是一种将煤转换成可燃气体的化工科技，即煤化工用煤气炉将固定块煤或颗粒煤或粉煤通过剧烈燃烧氧化转换成煤气，煤炭燃烧时煤块碎裂，煤气中通常会夹带大量的煤粉尘，因此，煤气化炉系统的高温煤气管道必须满足耐高温，耐腐蚀，能保温的基本要求；另外，从煤气化炉处理的高温煤气经过高温旋风分离器，将煤气中夹带的大量煤粉尘分离出来，通过高温返料管道再送入煤气化炉中节能型二次煤燃烧气化，高温返料管道也必须满足耐高温、耐磨损、耐腐蚀、能保温的要求。
[0003]现有技术中，上述的高温煤气管道及高温返料管道的制造所采用的技术方案是:
[0004]在管道内部砌耐火砖或既砌耐火砖又加浇注料或者不用耐火砖而仅用浇注料，在耐火砖缝隙间填充耐火泥进行固定；
[0005]在耐火砖和钢管内表面间填充耐火纤维材料，以补偿热胀冷缩并起到保温作用；
[0006]在钢管外表面喷涂防腐漆或者根据需要加陶瓷纤维毯保温层，并用铝皮包裹，以满座保温的要求。
[0007]但是上述技术方案存在以下问题:
[0008](I)含有煤粉尘及腐蚀性气体的高温煤气对管道内耐火砖或者浇注料形成冲刷，磨损，腐蚀，耐火砖的缝隙可能会形成气流通道，一方面加速了耐火砖或者浇注料内衬的损坏，另一方面使得砌耐火砖或者浇注料内衬的保温效果严重下降；
[0009](2)开炉或停炉的热胀冷缩作用容易使浇注料表面裂缝，会使得耐火砖与耐火泥间裂缝，这些裂缝会进一步加快冲刷，磨损，腐蚀，并影响保温效果；
[0010](3)耐火砖，浇注料等加大了管道的尺寸和重量；
[0011](4)砌耐火砖或做浇注料，加外保温层，施工工艺复杂，工作量大，保养维修困难；尤其是内衬层损坏失效难以维修。
实用新型内容
[0012]本实用新型提供一种保温管道，具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀、能保温性能，不仅性能稳定可靠，而且施工简单，成本下降。
[0013]本实用新型提供一种保温管道，包括内管及套设在所述内管外侧的外管，所述内管与所述外管之间形成有密闭空腔；
[0014]所述内管的内表面上设置有刚玉陶瓷层，所述内管的外表面上设置有反射隔热层。
[0015]如上所述的保温管道中，所述外管的内表面上设置有反射镀层，所述外管的外表面上设置有反射防锈镀层。
[0016]如上所述的保温管道中，所述外管由双面为光亮镜面的镀铝锌薄钢板或镀铝硅薄钢板卷制而成。
[0017]如上所述的保温管道中，所述外管上连接设置有膨胀节，用于补偿所述外管热胀冷缩引起的长度变化。
[0018]如上所述的保温管道中，所述外管与所述内管之间设置有多个套设在所述内管上的支撑环。
[0019]如上所述的保温管道中，每个所述支撑环由两个半圆环组合而成，且每个所述支撑环上设置有轴向通孔。
[0020]如上所述的保温管道中，还包括设置在两端的法兰，所述内管及所述外管的两端分别连接在所述法兰上。
[0021]如上所述的保温管道中，所述法兰的内侧端面上设置有定位凸台，用以对所述内管及所述外管在所述法兰上的连接进行定位。
[0022]如上所述的保温管道中，所述法兰上设置有与所述密闭空腔连通的抽真空通道。
[0023]如上所述的保温管道中，所述抽真空通道的孔口处设置有封堵用的工艺管堵。
[0024]如上所述的保温管道中，与所述抽真空通道连通设置有真空阀。
[0025]如上所述的保温管道中，所述法兰的外侧端面上设置有密封件安装位。
[0026]本实用新型提供的保温管道，具有耐高温，耐磨损，防腐蚀，保温性能好的特点，且性能稳定性及可靠性较高；同时，由于不砌耐火砖或浇注料，不加外保温，使得施工简单，成本下降，还利于减小保温管道的尺寸及重量。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为本实用新型实施例提供的保温管道的结构示意图；
[0028]图2为本实用新型实施例提供的设置有膨胀节的保温管道的结构示意图。
【具体实施方式】
[0029]本实用新型提供一种保温管道，如图1所示，该保温管道包括内管I及套设在内管I外侧的外管2，内管I与外管2之间形成有密闭空腔3 ;其中，密闭空腔3可抽成真空，起到阻断热对流及热传导作用，实现真空隔热保温；
[0030]本实施例中，内管I采用钢管，在内管I的内表面上设置有刚玉陶瓷层101，内管I的外表面上设置有反射隔热层102。
[0031]具体的，内管I内表面采用自蔓延铝热高温-离心浇注工艺形成内衬刚玉陶瓷内表面，刚玉陶瓷具有硬度高，化学惰性好，耐热、耐磨、耐蚀、抗热冲击及抗机械冲击性能。具体形成过程是:把内管I放在离心机的管模内，在内管I内加入铁红(即三氧化二铁Fe2O3和四氧化三铁Fe3O4)和铝粉(AL)混合物，这种混合物称为铝热剂，当离心机管模旋转达到一定速度获得足够的离心力后，经一火星点燃铝热剂，铝热剂立即自行燃烧，燃烧迅速蔓延，在蔓延时发生剧烈化学反应(2AL+Fe203=AL203+2Fe+836KJ及3Fe304+8AL=4AL203+9Fe+3265KJ)铝热剂反应后生成物为稳定型a -Al2O3(即刚玉)和铁，并放出大量的热量，这些热量使钢管内原来物料(Fe、Fe203、Fe3O4及AL)以及反应后的生成物(C1-Al2O3及Fe)变成熔液，由于反应非常迅速，只有数秒钟，熔融反应在离心力作用下，迅速按比重大小进行分离，铁的比重(7.85g/cm3)为a -Al2O3比重(3.95g/cm3)的两倍,较重的铁被离心力甩到内管I内壁，较轻的a -Al2O3则分布在铁的内层。由于内管I迅速吸热和传热，a -Al2O3和Fe很快达到凝固点，分层凝固。最后形成的内衬陶瓷钢管从内到外分别为刚玉陶瓷层，以铁为主的过渡层，以及外部的钢管层；在这个过程中:高温熔融的铁液和α-Α1203液，与钢管内壁接触，使钢管内壁处于半溶状态，使铁层与钢管形成冶金结合，铁层与刚玉瓷层间也形成牢固结合，其结合压剪强度(即在轴向把陶瓷层压出时强度15MPa ；陶瓷钢管压溃强度(即从管外把管内陶瓷压碎时的强度)^ 350MPa。
[0032]本实施例中内管I通过自蔓延铝热高温-离心浇注工艺形成内衬刚玉陶瓷层，使内管I的内表面具有硬度高，化学惰性好，耐热、耐磨、耐蚀、抗热冲击及抗机械冲击性能好的特点。
[0033]本实施例中，内管I的外表面上设置的反射隔热层102具有耐高温，能反射热辐射并阻止热传导的隔热保温作用。本实施例中反射隔热层102的设置具体可通过在内管I的外表面上喷涂保温隔热涂料形成，保温隔热涂料优选采用ZS-1型隔热保温涂料或者RLHY-12/800型高温隔热保温涂料。
[0034]本实施例中，外管2的内表面上设置有反射镀层201，使外管2的内表面具有反射热辐射能力，外表面上设置有反射防锈镀层202，使外管2的外表面具有反射热辐射能力，同时能够防锈。
[0035]本实施例中，外管2优选由双面为光亮镜面的镀铝锌薄钢板或镀铝硅薄钢板卷制而成，镀铝锌薄钢板或镀铝硅薄钢板具有较高的反射热辐射能力，同时具有良好的抗腐蚀作用。
[0036]其中，镀铝锌 薄钢板可优选采用成份(按重量比率)由55%的铝和43.4%的锌及1.6%的硅组成的镀层，这种镀层的镀铝锌薄钢板具有热反射率高、耐热性好、耐腐蚀性优良及加工性能好的特点；镀铝硅薄钢板可优选采用成分(按重量比率)由90%的铝及10%的硅组成的镀层，这种镀层的镀铝硅薄钢板具有耐高温性、热反射性、耐腐蚀性好等特点。
[0037]本实施例中，如图1所示，在内管I与外管2之间设置有多个套设在内管I上的支撑环4，用于保证内管I与外管2之间形成密闭空腔3，其中，支撑环4可用耐高温隔热非金属材料制成。为方便安装，每个支撑环4可由两个半圆环组合而成。为便于对密闭空腔3抽真空，可在支撑环4上设置有轴向通孔，使支撑环4两侧的空腔连通。
[0038]本实施例提供的保温管道还包括设置在两端的法兰5，法兰5需采用可耐高温的钢材加工制造(法兰5的材质具体可根据流体温度高低确定)，内管I及外管2的两端分别连接在法兰5上。具体的，法兰5的内侧端面上设置有定位凸台501，用于对内管I及外管2的端部在法兰5上的连接进行定位，其中，内管I的端部靠紧在定位凸台501的内圆周面上，外管2的端部靠紧在定位凸台501的外圆周面上。
[0039]本实施例中，在法兰5的外侧端面上设置有密封件安装位502，用于安装密封件，具体应用在管道与管道连接时，密封件可密封相连接的法兰之间的缝隙。
[0040]本实施例中，法兰5上设置有与密封空腔3连通的抽真空通道7，用于对密闭空腔3进行抽真空，通过抽真空通道7还可进行打压检漏实验。在抽真空通道7的孔口可设置工艺管堵8，用于对该孔口进行封堵。另外，与抽真空通道7连接设置有真空阀9，真空阀9可与真空泵相连，对密封空腔3抽真空。
[0041]本实施例中，为补偿外管2热胀冷缩引起的长度变化，如图2所示，还可根据需要在外管2上连接设置膨胀节6，膨胀节6的设置主要用在较长的管道上。
[0042]下面根据图1及图2对本实施例提供的保温管道具体制作过程进行描述:
[0043](I)、根据流体温度选用钢管作为内管1，内管I的两端通过法兰5的定位凸台501定位安装并内外密封焊接(对于图2，在焊接第二个法兰5前，需先装入膨胀节6并临时工艺固定)，检查焊缝质量，采用自蔓延铝热高温-离心浇注工艺在内管I的内表面上形成内衬刚玉陶瓷层101 ;再将耐高温，能反射热辐射的隔热保温涂料(如ZS-1)喷涂在内管I外表面，形成反射隔热层102，(对于图2，在喷涂时，需轴向移动膨胀节6的位置，喷涂完成后，将膨胀节6安装定位在法兰5的定位凸台501上并密封焊接);
[0044](2)、将支撑环4用耐高温胶固定胶结在内管I的适当部位；
[0045](3)、将外管2通过法兰5的定位凸台501定位装入并密封焊接，外管2具体可采用双面光亮镜面镀铝锌合金或者铝硅合金的薄钢板卷绕在内管I的外侧，并通过定位凸台501定位后焊接，(对于图2中的管道，考虑到管道的热胀冷缩，可在外管2上加补偿管道热胀冷缩变化的膨胀节6，此时外管2 —端与定位凸台501定位密封焊接，另一端与膨胀节6外圆密封焊接)；
[0046]组装完成后，两个法兰5，内管1，外管2之间的空间形成密闭空间3(当将抽真空通道7用工艺管堵8堵住封闭时)；
[0047](4)、通过抽真空通道7进行打压检漏试验，必要时进行补焊；
[0048](5)、将真空阀9打开并与带真空表的真空泵相连组成密闭系统，用真空泵抽真空，使系统的真空度达到1.3X10—2—3Pa,关闭锁紧真空阀4，使用中应保持适宜的真空度，必要时可再次抽真空。
[0049]本实用新型实施例提供的保温管道，通过在内管的内表面设置刚玉陶瓷层，外表面设置反射隔热层，并且内外管之间形成真空结构，有效地阻断热对流及热传导的热传递途径，使保温管道具有耐高温，耐磨损，防腐蚀，保温性能好的特点，且性能稳定性及可靠性较高；同时，由于不砌耐火砖或浇注料，不加外保温，使得施工简单，成本下降，且利于减小保温管道的尺寸及重量。
[0050]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
【权利要求】
1.一种保温管道，其特征在于，包括内管及套设在所述内管外侧的外管，所述内管与所述外管之间形成有密闭空腔； 所述内管的内表面上设置有刚玉陶瓷层，所述内管的外表面上设置有反射隔热层。
2.根据权利要求1所述的保温管道，其特征在于，所述外管的内表面上设置有反射镀层，所述外管的外表面上设置有反射防锈镀层。
3.根据权利要求2所述的保温管道，其特征在于，所述外管由双面为光亮镜面的镀铝锌薄钢板或镀铝硅薄钢板卷制而成。
4.根据权利要求1所述的保温管道，其特征在于，所述外管上连接设置有膨胀节，用于补偿所述外管热胀冷缩引起的长度变化。
5.根据权利要求1所述的保温管道，其特征在于，所述外管与所述内管之间设置有多个套设在所述内管上的支撑环。
6.根据权利要求5所述的保温管道，其特征在于，每个所述支撑环由两个半圆环组合而成，且每个所述支撑环上设置有轴向通孔。
7.根据权利要求1-6任一所述的保温管道，其特征在于，还包括设置在两端的法兰，所述内管及所述外管的两端分别连接在所述法兰上。
8.根据权利要求7所述的保温管道，其特征在于，所述法兰的内侧端面上设置有定位凸台，用以对所述内管及所述外管在所述法兰上的连接进行定位。
9.根据权利要求7所述的保温管道，其特征在于，所述法兰上设置有与所述密闭空腔连通的抽真空通道。
10.根据权利要求9所述的保温管道，其特征在于，所述抽真空通道的孔口处设置有封堵用的工艺管堵。
11.根据权利要求9所述的保温管道，其特征在于，与所述抽真空通道连通设置有真空阀。
12.根据权利要求8所述的保温管道，其特征在于，所述法兰的外侧端面上设置有密封件安装位。
【文档编号】F16L59/08GK203671146SQ201320798645
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年12月6日 优先权日:2013年12月6日
【发明者】赵来林 申请人:安徽科达洁能股份有限公司