一种用于氢气输送的PE管件的防渗透结构及PE管件的制作方法

文档序号:36440226发布日期:2023-12-21 11:26阅读:53来源:国知局

本技术属于新能源,涉及氢气的管道输送技术,尤其涉及用于输送氢气的管道中pe管件的防渗漏技术。


背景技术:

1、随着化石能源日趋紧张,氢能作为一种可再生清洁能源,正在成为最优选的天燃气替代品。目前,使用氢气替代天燃气作为人们日常生产生活中的主要能源,最需要解决的是如何对氢气进行安全、有效、低成本的输送问题。

2、管道输送是天燃气远距离输送成本最低的一种方式,在21世纪的今天,几乎每个现代化国家都有着非常成熟的天燃气输送管网,直接使用现有天燃气输送管网输送氢气似乎是实现氢气替代天燃气的一个最简单优选的方案。但是,由于氢气和天然气物理特性不同,直接使用现有天燃气输送管网输送氢气存在着严重问题。

3、国内天燃气输送管网包括地下干线及支线管道和地上入户管道。其中地下干线及支线管道为pe管道。由于氢原子半径很小,直接使用pe管道输送氢气会存在渗漏的问题。这种渗漏即包括pe管体本身发生的渗漏,也包括连接管体与管体的三通接头、变径接头、管道弯头、管道堵头、pe阀门壳体等基于pe材料加工而成的管道配件或组成这些管道配件的零件(统称管件)发生的渗漏。由于管件不同于管体的规则筒状结构,所以使用pe管道输送氢气时,管件的防渗漏处理与规则的筒状管休相比难度更大。目前市面上尚未见可以有效防止氢气渗漏的pe管件公开。


技术实现思路

1、本实用新型的目的是解决现有pe管件不能有效阻止氢气渗漏的问题,提供一种能够有效阻止氢气渗漏的pe管件的结构方案。

2、为实现上述目的,本实用新型首先提供一种用于氢气输送的pe管件的防渗透结构,包括靠近管件内侧的pe内层、靠近管件外侧的pe外层、以及设置在pe内层和pe外层之间的中间隔层,所述中间隔层由塑料载体和通过镀膜的方式附着于塑料载体表面的金属镀层组成。

3、所述塑料载体的材料为abs、abs+pc、pc、pp、ps、pa、pmma等适于镀金属膜的各种塑料中的一种。

4、所述金属镀层可以是能够形成镀层且常温下与氢不发生化学反应的任何一种金属,优选铬、镍、镉中的一种。

5、所述镀膜的方法可以选用能够实现在塑料载体表面形成金属镀层的任何一种,例如电镀、蒸发镀膜、溅射镀膜、离子镀膜等。其中优选电镀。

6、上述防渗透结构可以应用于pe管件中有防渗透需要的任何部位,例如用于三通接头、变径接头、管道弯头的管壁结构,或者作为管道堵头的壁体结构,或者一体式pe阀门壳体的壁体结构,或者组装式pe阀门壳体的全部或部分组成零件的壁体结构。

7、进一步地,所述塑料载体为注塑层,所述pe内层和pe外层均为注塑层。

8、进一步地,所述塑料载体为厚度均匀的薄壁结构,塑料载体的厚度优选小于防渗透结构厚度的1/3。

9、进一步地,所述塑料载体的表面设有凸凹结构。这种结构可以增加中间隔层与注塑pe内层和注塑pe外层之间的连接强度。

10、所述凸凹结构,可以是凸点,或者凹槽,或者条纹等,优选均匀分布。

11、进一步地,所述金属镀层镀于所述塑料载体的内侧表面。可选地,所述金属镀层同时镀于所述塑料载体的内侧表面和外侧表面。

12、基于上述防渗透结构,本实用新型进一步提供一种用于氢气输送的pe管件,包括用于隔断管件内部和外部的壁体,所述壁体由处于壁体内侧的基于pe材料的内层壁体、处于壁体外侧的基于pe材料的外层壁体、处于内层壁体和外层壁体之间用于隔断两者的中间壁体组成,所述中间壁体由基于塑料材料的骨架和通过镀膜的方式附着于骨架(至少一侧)表面的金属镀层组成。

13、进一步地,所述内层壁体和外层壁体均为注塑体。

14、所述pe管件是指用于pe管道系统中的基于pe材料加工的管道配件和组成这些管道配件的零件。

15、进一步地,所述pe管件限于具有连续的壁结构的最小加工单体,包括一体式管道配件,例如三通接头、变径接头、管道弯头、管道堵头、一体式pe阀门壳体,和组成组装式管道配件的零件,例如组成组装式pe阀门壳体的零件。

16、所述骨架的材料为abs、abs+pc、pc、pp、ps、pa、pmma等适于镀金属膜的各种塑料中的一种。优选的,所述骨架为注塑体。可选地,所述骨架为吹塑体。

17、所述金属镀层可以是能够形成镀层且常温下与氢不发生化学反应的任何一种金属,优选铬、镍、镉中的一种。

18、所述镀膜的方法可以选用能够实现在塑料载体表面形成金属镀层的任何一种,例如电镀、蒸发镀膜、溅射镀膜、离子镀膜等。其中优选电镀。

19、进一步地,所述内层壁体和外层壁体在壁体的边缘处相互连接在一起。

20、进一步地,所述内层壁体、中间壁体和外层壁体三者形状结构相同,且与管件的壁体形状和结构一致。内层壁体和外层壁体的边缘尺寸与管件的壁体边缘尺寸相等,中间壁体的边缘尺寸小于管件的壁体边缘尺寸。

21、进一步地,所述骨架为厚度均匀的薄壁结构,所述骨架的厚度优选小于管件壁体厚度的1/3。

22、进一步地,所述骨架的表面设有凸凹结构。这种结构可以增加中间隔层与内层壁体和外层壁体之间的连接强度。

23、所述凸凹结构,可以是设置在骨架表面的凸点,或者凹槽,或者条纹等,优选均匀分布。也可以是褶皱的壁体形成的凸凹结构。

24、进一步地,所述金属镀层镀于所述骨架的内侧表面。可选地,所述金属镀层同时镀于所述骨架的内侧表面和外侧表面。

25、本实用新型有益效果:金属管道用于氢气输送,可以防渗漏(或者说防渗透效果好),但材料成本高,而且常用金属材料存在氢脆问题,需要选用不易发生氢脆现象的特别材料,或者对管道做防氢脆处理。pe管道用于氢气输送,材料成本远低于金属管道,但存在渗漏问题(或者说防渗透效果差)。在pe管道(含管件)的壁体中增加金属防渗透层,可以在pe管道的较低的材料成本基础上,少量增加金属材料成本,即可以实现,更好的防渗透效果,而且管道强度不受氢脆问题影响。

26、但是,如何在pe管道(含管件)的壁体中加入金属防渗透层是需要解决的第一个问题。如何降低金属防渗透层本身的材料及加工制造成本、以及将金属防渗透层加入pe管道的壁体的加工制造成本,是需要解决的第二个问题。如何克服因管件形状不规则给在壁体中加入金属防渗透层带来的困难,是需要解决的第三个问题。

27、针对上述问题,首先,本实用新型将金属渗透层加在管件的壁体的中间,不与管道内部氢气直接接触,保持pe管道耐腐蚀的优点,也不暴露在管道表面,不受到外力破坏。其次,本实用新型采用以塑料载体承载金属镀层的方式,一方面将金属材料的使用量降到最低,另一方面充分利用了塑料件相对于金属件更易于加工成任意形状而且加工成本低的优点,以更好地适用于管件的不规则形状,并降低加工成本。



技术特征:

1.一种用于氢气输送的pe管件的防渗透结构,其特征在于,包括靠近管件内侧的pe内层、靠近管件外侧的pe外层、以及设置在pe内层和pe外层之间的中间隔层,所述中间隔层由塑料载体和通过镀膜的方式附着于塑料载体表面的金属镀层组成。

2.根据权利要求1所述的防渗透结构,其特征在于,所述塑料载体的材料为abs、abs+pc、pc、pp、ps、pa、pmma中的一种;所述金属镀层是能够形成镀层且常温下与氢不发生化学反应的任何一种金属。

3.根据权利要求1所述的防渗透结构,其特征在于,所述塑料载体为注塑层,所述pe内层和pe外层均为注塑层。

4.根据权利要求1所述的防渗透结构,其特征在于,所述塑料载体的表面设有凸凹结构。

5.根据权利要求1所述的防渗透结构,其特征在于,所述金属镀层镀于所述塑料载体的内侧表面和/或外侧表面。

6.一种用于氢气输送的pe管件,包括用于隔断管件内部和外部的壁体,其特征在于,所述壁体由处于壁体内侧的基于pe材料的内层壁体、处于壁体外侧的基于pe材料的外层壁体、处于内层壁体和外层壁体之间用于隔断两者的中间壁体组成,所述中间壁体由基于塑料材料的骨架和通过镀膜的方式附着于骨架表面的金属镀层组成。

7.根据权利要求6所述的pe管件,其特征在于,所述骨架为注塑体,所述内层壁体和外层壁体均为注塑体。

8.根据权利要求6所述的pe管件,其特征在于,所述骨架的材料为abs、abs+pc、pc、pp、ps、pa、pmma中的一种;所述金属镀层是能够形成镀层且常温下与氢不发生化学反应的任何一种金属。

9.根据权利要求6所述的pe管件,其特征在于,所述金属镀层镀于所述骨架的内侧表面和/或外侧表面,所述内层壁体和外层壁体在壁体的边缘处相互连接在一起。

10.根据权利要求6所述的pe管件,其特征在于,所述骨架的表面设有凸凹结构。


技术总结
本技术属于新能源技术领域,涉及氢气的管道输送技术,公开了一种用于氢气输送的PE管件的防渗透结构及PE管件,所述防渗透结构包括靠近管件内侧的PE内层、靠近管件外侧的PE外层、以及设置在PE内层和PE外层之间的中间隔层,所述中间隔层由塑料载体和通过镀膜的方式附着于塑料载体表面的金属镀层组成。本技术一方面将金属材料的使用量降到最低,另一方面充分利用了塑料件相对于金属件更易于加工成任意形状而且加工成本低的优点,以更好地适用于管件的不规则形状,并降低加工成本。

技术研发人员:孙志强,孙杰
受保护的技术使用者:宁波恒元精工管阀科技有限公司
技术研发日:20230615
技术公布日:2024/1/15
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