一种基于阴极保护的耐蚀双金属复合管的制作方法

一种基于阴极保护的耐蚀双金属复合管
【技术领域】
1.本实用新型油气勘探开发、油气管道输送、石油化工等使用的需要内表面防腐蚀管道的结构与制造技术领域，具体涉及一种基于阴极保护的耐蚀双金属复合管。


背景技术：

2.在石油、天然气的管道输送以及石油炼化、化工原料生产企业，大量的管道长期在具有腐蚀介质的环境中运行，导致管道内表面腐蚀严重，直接影响管道的使用安全和使用寿命，严重时将因管道泄漏导致重大的安全事故，造成物资损耗、环境污染，甚至出现人员伤亡的严重后果，采用双金属复合管是解决此类防腐问题的有效手段。当前，双金属复合管的复合方式主要采用水压和爆炸的方式，水压复合对管体的密封要求高，而爆炸方式对生产企业要求高，尤其是对炸药的管控。
3.因此，有必要研究一种基于阴极保护的耐蚀双金属复合管来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提供了一种基于阴极保护的耐蚀双金属复合管，通过采用机械式扩孔方式，在基础管道内表面复合一层比基础管道的防腐蚀性和氧化性更强的金属管，有效提高整个管道的防腐蚀性能，提高管道的使用寿命和安全可靠性，同时，降低管道的生产运营成本。
5.一方面，本实用新型提供一种基于阴极保护的耐蚀双金属复合管，所述双金属复合管包括外层基础金属管和内层耐蚀金属管；在外层基础金属管与内层耐蚀金属管两侧管端间隙内充填有起密封作用和粘结作用的金属胶；外层基础金属管与内层耐蚀金属管的壁厚比大于4.5。
6.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述外层基础金属管为内表面光滑的无缝轧管或焊管，外层基础金属管内圆周的不圆度小于1％。
7.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述内层耐蚀金属管的耐蚀性能层优于基础金属管。
8.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，内层耐蚀金属管材料强度低于基础金属管材料强度的55％。
9.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，内层耐蚀金属管材料的伸长率大于16％。
10.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，内层耐蚀金属管材料优选纯铝或5000系铝合金。
11.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，充填金属胶的外层基础金属管两端区域的长度为280～350mm，金属胶厚度为0.1～0.3mm。
12.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，填金属胶3的
外层基础金属管两端区域的内表面的不圆度小于1％。
13.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，内层耐蚀金属管通过冷扩孔方式与外层基础金属管实现双金属复合。
14.与现有技术相比，本实用新型可以获得包括以下技术效果：
15.1)：本实用新型通过利用内层耐蚀金属管材料比外层基础金属管材料的耐蚀性更好、氧化性更强、强度更低，伸长率高，易冷扩变形的特点，通过滚轮式扩径锥边旋转边扩孔的冷扩径成型方式，在外层基础金属管的内表面复合上一层壁厚较薄的内层耐蚀金属管，从而在基础金属管内表面形成一层防腐蚀金属层，有效提高外层基础金属管的整体防腐蚀性能，提高复合管的使用寿命和安全性；
16.2)：本实用新型复合管两端的金属胶使双层金属管的结合更紧密，从而增加了双金属复合管的附着力，同时有效避免了双层金属管环空间腐蚀行为的发生；
17.3)：本实用新型即使在内表面耐蚀金属层发生破坏或长期使用而腐蚀减薄穿孔时，由于内表层金属的氧化性更强，在破损点处的基础金属管将受到阴极保护作用，外层基础金属管继续受到保护，不会发生腐蚀，从而使整个双金属复合管的使用性能没有发生变化。
【附图说明】
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
19.图1是本实用新型一个实施例提供的耐蚀双金属复合管的示意图。
20.其中，图中：
21.1-外层基础金属管，2-内层耐蚀金属管，3-金属胶，1-1外层基础金属管端部区域。
【具体实施方式】
22.为了更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。
23.应当明确，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.在本实用新型实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
25.本实用新型提供本实用新型提供一种基于阴极保护的耐蚀双金属复合管，所述双金属复合管包括外层基础金属管和内层耐蚀金属管；在外层基础金属管与内层耐蚀金属管两侧管端间隙内充填有起密封作用和粘结作用的金属胶；外层基础金属管与内层耐蚀金属管的壁厚比大于4.5。
26.所述外层基础金属管为内表面光滑的无缝轧管或焊管，外层基础金属管内圆周的
不圆度小于1％。所述内层耐蚀金属管的耐蚀性能层优于基础金属管。
27.内层耐蚀金属管材料强度低于基础金属管材料强度的55％。内层耐蚀金属管材料的伸长率大于16％。内层耐蚀金属管材料优选纯铝或5000系铝合金。充填金属胶的外层基础金属管两端区域的长度为280～350mm，金属胶厚度为0.1～0.3mm。填金属胶3的外层基础金属管两端区域的内表面的不圆度小于1％。内层耐蚀金属管通过冷扩孔方式与外层基础金属管实现双金属复合。
28.如图1所示，本实用新型的一种基于阴极保护的耐蚀双金属复合管，由外层基础金属管1与内层耐蚀金属管2组成；在外层基础金属管1两端与内层耐蚀金属管2的间隙内，充填有起密封作用和粘结作用的金属胶3；外层基础金属管1的壁厚为8mm，内层耐蚀金属管2的壁厚为1.5mm。内层耐蚀金属管2套入外层基础金属管1内，通过冷扩孔内层耐蚀金属管2实现双金属物理复合。
29.在一个具体实施例中，外层基础金属管1为内表面光滑的低合金钢材质无缝轧管，材料强度为480mpa。
30.在一个具体实施例中，复合前，外层基础金属管1内圆周的不圆度为2％。
31.在一个具体实施例中，内层耐蚀金属管2为5000系铝合金，材料强度为200mpa，伸长率为20％。
32.在一个具体实施例中，复合时，先将外层基础金属管1两端端部300mm区域1-1的内表面段不圆度精整为0.8％。
33.在一个具体实施例中，外层基础金属管1两端端部300mm区域1-1的外表面涂覆金属胶3的厚度为0.2mm。
34.本发明通过利用内层耐蚀金属管具有较大的热膨胀冷收缩的效应，且内层耐蚀金属管材料比基础金属管材料的耐蚀性更好、氧化性更强、强度更低，适宜挤压成型的特点，通过热挤压成型方式，在基础金属管的内表面复合上一层厚度较薄的表层耐蚀金属管，从而在基础金属管内表面形成一层防腐蚀金属层，有效提高基础金属管的整体防腐蚀性能，提高复合管的使用寿命和安全性。在两层金属管环空间添加的金属胶，使金属管与金属管之间的结合更紧密，从而增加了整体的结合力和整体性。本发明的基于阴极保护的防腐复合金属管突出优点是：即使在内面耐蚀金属层发生破坏或长期使用而腐蚀减薄至穿孔时，由于表层金属的氧化性更强，在破损点处的基础金属管将受到阴极保护作用，整个复合管的防腐蚀性能没有发生变化，基础金属管继续受到保护，不会发生腐蚀，从而使整个复合管的使用性能不发生变化，大大延长复合管的使用寿命。具体为：优势1、内层金属管材料为耐蚀合金，具有防腐功能。利用内层金属完整隔绝基础金属与内部腐蚀环境的接触通道，从而实现对基础金属管的保护。优势2、利用金属材料电位差原理，采用牺牲阳极的阴极保护。该保护一方面是内层耐蚀金属材料与基础材料自身因电位差形成微电流的阴极保护，另一方面是处于输送液体环境中存在的杂散电流实现外加电流式的阴极保护。相较于现有的内层镀层技术，由于镀层往往是铬、镍等电位更低的金属，当镀层不完整(破损)后，就会在破损点的镀层金属和基础金属间形成微电池效应，加速基体金属的腐蚀。优势3、由于管道长期暴露在输送材料中，容易受到输送材料的撞击而出现破损，如外机械损伤，从而导致基体材料的暴露，因此对内层耐蚀金属管的强度和厚度提出了一定的要求，防破损能力远高于常规的低强度的塑料涂覆层和微米级厚度的金属镀层。综上所述，本技术可有效解决石油、天
然气的管道输送以及石油炼化、化工原料生产企业管道长期暴露在具有腐蚀介质的潮湿空气或地层下而导致管道内表面腐蚀问题，提高管道的使用安全和使用寿命。
35.以上对本技术实施例所提供的一种基于阴极保护的耐蚀双金属复合管，进行了详细介绍。以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。
36.如在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求书当中所提及的“包含”、“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含/包括但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。说明书后续描述为实施本技术的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本技术的一般原则为目的，并非用以限定本技术的范围。本技术的保护范围当视所附权利要求书所界定者为准。
37.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
38.应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
39.上述说明示出并描述了本技术的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本技术并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本技术的精神和范围，则都应在本技术所附权利要求书的保护范围内。