管道系统的制作方法

本发明涉及一种管道系统，特别涉及内衬防腐层的管道系统。

背景技术：

防腐钢管是指经过防腐工艺加工处理，可有效防止或减缓在运输与使用过程中发生化学或电化学反应发生腐蚀现象的钢制管道。根据我国统计数据，每年国内的钢管腐蚀直接经济损失2800多亿。当前全球每年因钢管腐蚀损失高达5000亿美元。防腐钢管可有效地防止或减缓腐蚀延长钢管的使用寿命，降低钢管运行成本。

在钢管内衬防腐层是一种使用广泛的技术，尤其适用于化工和石油行业。目前内衬防腐材料多为高分子材料，也有少量内衬无机非金属材料，如陶瓷或玻璃的报道。如果在钢管内表面内衬陶瓷或玻璃，所面临的一个主要问题是管端头连接处的防腐处理。根据目前的工艺，在管道的端部内衬陶瓷或玻璃层的主要缺陷是：陶瓷或玻璃层的厚度太薄，焊接时或受力时容易裂开，造成防腐层的失效。特别是管道的内表面和管道端面的过渡处，缺陷尤其突出。还有一种管端头连接处的防腐处理方式是在管道的端部焊接上一段耐蚀合金管，施工时将两根管道的耐蚀合金管焊接在一起或用法兰等连接件连接在一起。这种处理方式的缺陷是耐蚀合金特别昂贵，成本太高。

技术实现要素：

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种管道，要解决的技术问题是内衬防腐层的管道的连接处的防腐。

为解决上述问题，本发明采取的技术方案是：一种管道系统，包括第一管道、第二管道、以及用于连接所述第一管道和第二管道的法兰组件，其特征在于，所述第一管道包括第一金属基体以及内衬于所述第一金属基体的内表面的第一防腐层，所述第一防腐层具有第一防腐层端面，所述第一金属基体具有第一金属基体端面，所述管道还包括防腐密封层，所述防腐密封层位于所述第一管道和第二管道之间，所述管道系统被配置为：当所述法兰组件被紧固时，所述防腐密封层被所述第一管道和第二管道施加挤压力，从而使得所述管道系统的内部空间与所述第一金属基体端面隔离开，并使得所述管道系统的内部空间与外部空间隔离开。

优选地，所述防腐密封层包括第一中间防腐密封层、第一粘合防腐密封层，所述第一粘合防腐密封层与所述第一金属基体端面及第一防腐层端面粘合，从而将第一金属基体端面与管道内腔隔离；所述第一粘合防腐密封层还与第一中间防腐密封层粘合，所述第一中间防腐密封层具有第一中间防腐密封层端面；安装管道紧固法兰组件时，所述第一中间防腐密封层受到所述第一管道和第二管道的挤压力，从而使得第一中间防腐密封层端面和第二管道直接地或间接地紧密贴合，以实现管道内腔和外部空间的隔离。

优选地，所述法兰组件包括用于连接所述第一管道的第一法兰盘，所述第一法兰盘的内表面延伸超出第一金属基体端面，从而形成台阶并在径向上将防腐密封层的位置限定。

优选地，所述防腐密封层包括中间防腐密封层、第一粘合防腐密封层，所述第一粘合防腐密封层与所述第一金属基体端面及第一防腐层端面粘合，从而将第一金属基体端面与管道内腔隔离；所述第一粘合防腐密封层具有第一粘合防腐密封层端面，所述中间防腐密封层具有中间防腐密封层第一端面；安装管道紧固法兰组件时，所述中间防腐密封层受到所述第一管道和第二管道的挤压力，从而使得中间防腐密封层第一端面和第一粘合防腐密封层端面直接地或间接地紧密贴合，以实现管道内腔和外部空间的隔离。

优选地，所述法兰组件包括用于连接所述第一管道的第一法兰盘，所述第一法兰盘的内表面延伸超出第一粘合防腐密封层端面，从而形成台阶并在径向上将中间防腐密封层的位置限定。

优选地，所述防腐密封层包括中间防腐密封层，所述中间防腐密封层具有中间防腐密封层第一端面；安装管道紧固法兰组件时，所述中间防腐密封层受到所述第一管道和第二管道的挤压力，从而使得中间防腐密封层第一端面与所述第一防腐层端面直接地或间接地紧密贴合，以实现管道内腔和外部空间的隔离。

优选地，所述法兰组件包括用于连接所述第一管道的第一法兰盘，所述第一法兰盘的内表面延伸超出第一金属基体端面，从而形成台阶并在径向上将防腐密封层的位置限定。

优选地，所述防腐密封层包括中间防腐密封层，所述中间防腐密封层的截面为椭圆形；安装管道紧固法兰组件时，所述中间防腐密封层受到所述第一管道和第二管道的挤压力，从而使得中间防腐密封层第一端面与所述第一防腐层端面直接地或间接地紧密贴合，以实现管道内腔和外部空间的隔离。

优选地，所述防腐密封层的端部的厚度大于所述防腐密封层的中间部的厚度。

优选地，所述法兰组件通过以下三种方式中的一种或多种来实现所述第一管道和第二管道的连接：

1)在所述第一管道的外表面设置有第一卡合结构，在所述第二管道的外表面设置有第二卡合结构，通过所述法兰与所述第一卡合结构和第二卡合结构的配合实现所述第一管道和第二管道的连接；

2)所述法兰组件通过螺纹将所述第一管道和第二管道进行连接；

3)所述法兰组件通过固定件将所述第一管道和第二管道进行连接。

本发明的有益效果为：本发明所提供的管道的管端头的防腐性能好，安装施工方便，成本低。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明所提供的管道系统的第一种优选的具体实施方式的结构示意图。

图2是图1所示的管道系统的金属基体和防腐层的结构示意图。

图3是本发明所提供的管道系统的第二种优选的具体实施方式的结构示意图。

图4是本发明所提供的管道系统的第三种优选的具体实施方式的结构示意图。

图5是本发明所提供的管道系统的第四种优选的具体实施方式的结构示意图。

图6是本发明所提供的管道系统的第五种优选的具体实施方式的结构示意图。

图7是本发明所提供的管道系统的第六种优选的具体实施方式的结构示意图。

图8是本发明所提供的管道系统的第七种优选的具体实施方式的结构示意图。

具体实施方式

图1和图2示出了本发明所提供的管道的第一种优选的具体实施方式。

如图1和图2所示，该具体实施方式中的管道包括连接在一起的第一管道100和第二管道200。其中，第一管道100包括第一金属基体110，具体为钢管；第一金属基体110的内表面衬有第一防腐层120，第一防腐层120沿第一金属基体110的内表面延伸。第二管道200包括第二金属基体210，具体为钢管；第二金属基体210的内表面衬有第二防腐层220，第二防腐层220沿第二金属基体210的内表面延伸。另外，如图2所示，第一金属基体110具有第一金属基体端面111，第一防腐层120具有第一防腐层端面121；第二金属基体210具有第二金属基体端面211，第二防腐层220具有第二防腐层端面221。

在该具体实施方式中，“端面”指的是基本为平的面，例如，图2所示的第一金属基体端面111、第一防腐层端面121、第二金属基体端面211、第二防腐层端面221。端面可以通过内衬防腐层后加工制成，例如，通过切割或打磨的工艺。另外，在该具体实施方式中，第一金属基体端面111和第一防腐层端面121基本位于同一平面，或者说，第一防腐层端面121延伸至第一金属基体端面111；第二金属基体端面211和第二防腐层端面221基本位于同一平面，或者说，第二防腐层端面221延伸至第二金属基体端面211。

本发明所要解决的主要技术问题就是端面的防腐，具体就是金属基体端面与管道内腔的隔离，以及管道内腔和外部空间的隔离。该具体实施方式利用防腐密封层来实现金属基体端面与管道内腔的隔离，以及管道内腔和外部空间的隔离。

如图1所示，在该具体实施方式中，防腐密封层包括第一中间防腐密封层140、第一粘合防腐密封层130、第二中间防腐密封层140、第二粘合防腐密封层130。其中，第一粘合防腐密封层130与第一金属基体端面111及第一防腐层端面121粘合，从而将第一金属基体端面111与管道内腔隔离；同时，第一粘合防腐密封层130还与第一中间防腐密封层140粘合。第二粘合防腐密封层230与第二金属基体端面211及第二防腐层端面221粘合，从而将第二金属基体端面211与管道内腔隔离；同时，第二粘合防腐密封层230还与第二中间防腐密封层140粘合。另外，第一中间防腐密封层140具有第一中间防腐密封层端面141；第二中间防腐密封层240具有第二中间防腐密封层端面241。安装管道紧固法兰组件时，第一中间防腐密封层140和第二中间防腐密封层140受到第一管道100和第二管道200的挤压力，从而使得第一中间防腐密封层端面141和第二中间防腐密封层端面241紧密贴合，以实现管道内腔和外部空间的隔离。

两层密封部件的共同特点是，具有密封的功能，同时采用防腐材料制成，因此被称为防腐密封层。粘合防腐密封层和中间防腐密封层不同的是：粘合防腐密封层采用具有粘合性能的材料制成，而中间防腐密封层采用防腐材料制成。制作粘合防腐密封层的材料可以选用可热熔高分子材料，例如pfa类材料、或聚四氟乙烯类材料，采用可热熔防腐材料的好处是，可以采用热熔的方式将粘合防腐密封层与管道的端面结合。制作中间防腐密封层的材料可以选用石墨、膨胀石墨、高分子防腐材料(如聚四氟乙烯(ptfe))或其它适合的材料。

以上描述了本发明所提供的管道的一种优选的具体实施方式，在该具体实施方式中，管道的两端具有类似的结构。作为该具体实施方式的变形，也可以设置管道的一端采用上面所述的结构，另一端采用不同的结构。

在制造工艺方面，一种优选的具体实施方式为：提供普通钢管，内衬上防腐层，切割或打磨形成防腐层端面和金属基体端面，然后通过粘合的作用结合上粘合防腐密封层和中间防腐密封层。对于不同的应用场合，防腐层的材料可能有所不同，内衬工艺也会相应地有所不同。例如，对于衬塑钢管，可以将粉末状塑料喷涂到钢管的内表面，然后通过热熔的方法让塑料内衬到钢管内表面；对于内衬陶瓷或玻璃的钢管，可以将陶瓷粉或玻璃粉喷涂或涂敷到钢管的内表面，然后通过烧结的方法让陶瓷或玻璃内衬到钢管内表面。

图1还示出了上述具体实施方式所提供的管道连接时所需要的结构。

如图1所示，该具体实施方式所提供的管道可以采用法兰组件进行连接。法兰组件包括第一法兰盘310和第二法兰盘320；其中，第一法兰盘310与第一管道100固定连接；第二法兰盘320与第二管道200固定连接。连接时，可以直接用法兰盘焊接到两根管道的端部，然后用连接件(例如，螺栓)通过法兰上的通孔进行连接。需要注意的时，采用此种连接在部分场合并不适用，例如当钢管内衬玻璃并且玻璃层(防腐层)的厚度较薄时，焊接容易导致内衬的玻璃层开裂，从而致使防腐层失败。在这种情况下，一种更优选的连接方式是，采用卡合结构和法兰将两根管道进行连接，从而避免法兰与管道直接焊接造成的高温环境。

如图1所示，第一管道100的端部的外表面设置有第一卡槽101，第二管道200的端部的外表面设置有第二卡槽201，另外提供与第一卡槽101相匹配的第一卡合部件311，提供与第二卡槽201相匹配的第二卡合部件321。第一卡合部件311和第二卡合部件321可以是多个条状、或块状、或半环状、或弧形、或其它形状的部件，只要施工时能嵌入第一卡槽101和第二卡槽201即可。对于特定形状的卡合部件，卡槽也可以采用相匹配的形状，例如，卡槽可以是环绕管道外表面的连续的凹槽，也可以是多个独立的凹坑。施工时，先将多个卡合部件嵌入卡槽，然后将卡合部件与法兰盘进行焊接，也可以采用其他连接方式，例如，连接件连接；最后通过法兰将两根管道进行连接。

在该具体实施方式中，为了保证管道连接时防腐密封层在径向上位置的固定，如图1和图2所示，第一法兰盘310的内表面延伸超出第一金属基体端面111，从而形成台阶并在径向上将防腐密封层的位置限定，同样地，第二法兰盘320的内表面延伸超出第二金属基体端面211，从而形成台阶并在径向上将防腐密封层的位置限定。

连接两根管道的施工工艺如下：

(1)两根管道中的第一管道的第一端部的外表面开设第一卡槽，第二管道的第二端部的外表面开设第二卡槽；

(2)提供与第一卡槽匹配的第一卡合部件，提供与第二卡槽匹配的第二卡合部件；将第一卡合部件嵌入所述第一卡槽，将第二卡合部件嵌入所述第二卡槽；

(3)将第一法兰盘与第一卡合部件进行连接，将第二法兰盘与第二卡合部件进行连接；连接第一法兰盘和第二法兰盘，从而实现第一管道和第二管道的连接。

需要注意的是，以上详细说明了利用卡合结构连接两根管道的结构配置和施工方法的一种优选的具体实施方式。本领域技术人员可以利用该具体实施方式提供的原理采用其它卡合结构，例如，采用管道外表面的突起结构与法兰的配合实现两根管道的连接，在此不再详述。

作为该具体实施方式的变形，法兰也通过螺纹与第一管道和第二管道进行连接，从而实现第一管道的第一端部和第二管道的第一端部的连接；法兰还可以通过固定件与第一管道和第二管道进行连接，从而实现第一管道的第一端部和第二管道的第一端部的连接。本领域技术人员也可以根据该具体实施方式提供的原理采用其它适合的连接方式，这里不再详述。

图3示出了本发明所提供的管道系统的第二种优选的具体实施方式。

如图3所示，与第一种优选的具体实施方式相同的是，该具体实施方式中的管道也包括第一管道100和第二管道200，第一管道100也包括第一金属基体110，具体为钢管；第一金属基体110的内表面也衬有第一防腐层120，第一防腐层120沿第一金属基体110的内表面延伸。第二管道200也包括第二金属基体210，具体为钢管；第二金属基体210的内表面也衬有第二防腐层220，第二防腐层220沿第二金属基体210的内表面延伸。另外，第一金属基体110也具有第一金属基体端面111，并与第一粘合防腐密封层130结合；第一防腐层120具有第一防腐层端面121，并与第一粘合防腐密封层130结合；第二金属基体210也具有第二金属基体端面211，并与第二粘合防腐密封层230结合，第二防腐层220具有第二防腐层端面221，并与第二粘合防腐密封层230结合。同样地，该具体实施方式中的管道采用法兰的方式进行连接。连接结构和法兰的设置与第一种具体实施方式也类似。

与第一种优选的具体实施方式不同的是，该具体实施方式中的管道系统仅包括中间防腐密封层40，中间防腐密封层40具有中间防腐密封层第一端面41和中间防腐密封层第一端面42，相应地，第一粘合防腐密封层130具有第一粘合防腐密封层端面131，第二粘合防腐密封层230具有第二粘合防腐密封层端面231。安装管道紧固法兰组件时，中间防腐密封层40受到第一管道100和第二管道200的挤压力，从而使得第一粘合防腐密封层端面131和中间防腐密封层第一端面41紧密贴合，并使得第二粘合防腐密封层端面231和中间防腐密封层第二端面42紧密贴合，以实现管道内腔和外部空间的隔离。在制造工艺方面，与第一种具体实施方式所不同的是，管道制造时只需要结合粘合防腐密封层即可。另外，在该具体实施方式中，为了保证管道连接时防腐密封层在径向上位置的固定，第一法兰盘310的内表面延伸超出第一粘合防腐密封层端面131，从而形成台阶并在径向上将中间防腐密封层的位置限定，同样地，第二法兰盘320的内表面延伸超出第二粘合防腐密封层端面231，从而形成台阶并在径向上将中间防腐密封层的位置限定。

图4示出了本发明所提供的管道系统的第三种优选的具体实施方式。

如图4所示，与第一种优选的具体实施方式相同的是，该具体实施方式中的管道也包括第一管道100和第二管道200，第一管道100也包括第一金属基体110，具体为钢管；第一金属基体110的内表面也衬有第一防腐层120，第一防腐层120沿第一金属基体110的内表面延伸。第二管道200也包括第二金属基体210，具体为钢管；第二金属基体210的内表面也衬有第二防腐层220，第二防腐层220沿第二金属基体210的内表面延伸。另外，第一金属基体110也具有第一金属基体端面111；第一防腐层120具有第一防腐层端面121；第二金属基体210也具有第二金属基体端面211，第二防腐层220具有第二防腐层端面221。同样地，该具体实施方式中的管道采用法兰的方式进行连接。连接结构和法兰的设置与第一种具体实施方式也类似。另外，在该具体实施方式中，为了保证管道连接时防腐密封层在径向上位置的固定，第一法兰盘310的内表面延伸超出第一金属基体端面111，从而形成台阶并在径向上将中间防腐密封层的位置限定，同样地，第二法兰盘320的内表面延伸超出第二金属基体端面211，从而形成台阶并在径向上将中间防腐密封层的位置限定。

与第一种优选的具体实施方式不同的是，该具体实施方式中的管道系统仅包括中间防腐密封层40，中间防腐密封层40具有中间防腐密封层第一端面41和中间防腐密封层第二端面42。安装管道紧固法兰组件时，中间防腐密封层40受到第一管道100和第二管道200的挤压力，从而使得中间防腐密封层第一端面41和第一防腐层端面121紧密贴合，并使得中间防腐密封层第二端面42和第二防腐层端面221紧密贴合，以实现管道内腔和外部空间及金属基体端面的隔离。在制造工艺方面，与第一种具体实施方式所不同的是，管道制造时不需要结合粘合防腐密封层。

图5示出了本发明所提供的管道的连接的第四种具体实施方式。

如图5所示，该具体实施方式与第二种具体实施方式基本相同，所不同的是，中间防腐密封层40为圆环状，其截面为椭圆形。安装管道紧固法兰组件时，中间防腐密封层40受到第一管道100和第二管道200的挤压力，从而使得第一粘合防腐密封层端面131和中间防腐密封层40紧密贴合，并使得第二粘合防腐密封层端面231和中间防腐密封层40紧密贴合，以实现管道内腔和外部空间的隔离。

图6示出了本发明所提供的管道的连接的第五种具体实施方式。

如图6所示，该具体实施方式与第一种具体实施方式基本相同，所不同的是，第一防腐层120的端部的厚度大于中间部的厚度，这样可以增加第一防腐层端面的厚度以增强防腐性能，相应的，第一金属基体110的端部的内表面为斜面(也可以为弧面或其他形状)；同样的，第二防腐层220的端部的厚度大于中间部的厚度，这样可以增加第一防腐层端面的厚度以增强防腐性能，相应的，第一金属基体110的端部的内表面为斜面(也可以为弧面或其他形状)。

图7示出了本发明所提供的管道的连接的第六种具体实施方式。

如图7所示，与第一种具体实施方式相同，该具体实施方式所提供的管道也采用法兰40进行连接。与第一种具体实施方式所不同的时，法兰通过螺纹与管道进行连接。

图8示出了本发明所提供的管道的连接的第七种具体实施方式。

如图7所示，与第一种具体实施方式相同，该具体实施方式所提供的管道也采用法兰40进行连接。与第一种更具体实施方式所不同的时，法兰通过固定件80(例如，铆钉)与管道进行连接。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。