极弱磁环境下特种金属管道连接头及与金属管道连接方法与流程

本发明涉及一种金属管道连接头，尤其是极弱磁环境下特种金属管道连接头及与金属管道连接方法，主要应用于极弱磁环境下的双层特种金属管道的变向与管道连接。

背景技术：

1、极弱磁环境是通过各种手段尽量屏蔽地球磁场以及其他电磁场后达成的一个极弱磁区域，世界上现有的极弱磁环境基本为试验舱级别、且剩磁为10nt级别，内部无电气线路、或仅存有微弱的直流测控类线路，以上线路经高磁通管道后，其对试验舱的电磁影响已可忽略不计。

2、随着国防、航空、航天、医疗等多方面的需求，将来建立统一的超大型极弱磁环境试验室（剩磁为10nt~1nt级别）已经提上日程，针对该类超大型极弱磁环境试验室内部各舱室的必然存在的供电或测控电缆通过传统套管进行磁屏蔽的性能无法满足环境要求，因此迫切需要一种具有能够有效减弱内部线路电磁场对外侧影响的的电缆保护管道。针对此问题，一种有效的解决手段为采用2层金属管道层构成统一的保护管道以减弱内部线路交直流电磁场的影响，内层为高导电率的非磁性金属材质，外层采用高磁通率的金属材质，内外层金属之间填充以导热不导电介质以作隔离。

3、采用此种管道时，由于2层管道的受力问题，无法采用现场弯折的方式进行管道的弯折；亦由于屏蔽体的连续性问题，要求2根双层管道连接时，其2层管道均要有有效的电气贯通、且不应有直通型缝隙。针对以上需求，需要一种专用的管道连接装置以供以上双层管道的转弯或2段双层管道间的直接连接。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供极弱磁环境下特种金属管道连接头及与金属管道连接方法，解决极弱磁环境下所使用的双层特种金属管道的转弯或两段双层管道间的直接连接问题，连接不便，电路连通效果差的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、极弱磁环境下特种金属管道连接头，用于极弱磁环境下的双层特种金属管道的变向与管道连接，为等截面管，包括内层非磁性金属管段、外层高磁通金属管段及灌注填充在内层非磁性金属管段和外层高磁通金属管段之间的导热橡胶隔离管段。

4、导热橡胶隔离管段设在金属管道连接头的中部，金属管道连接头的两端为套丝区，套丝区无需灌注导热橡胶。

5、内层非磁性金属管段的厚度不低于1.5mm，外层高磁通金属管段的厚度不低于2mm，导热橡胶隔离管段的厚度与待连接的双层特种金属管道的厚度一致。

6、进一步优选的技术方案：套丝区的长度不小于10mm。

7、进一步优选的技术方案：套丝区范围内、内层非磁性金属管段的外表面车有连接螺纹丝，形成内层管段外丝连接口。

8、套丝区范围内、外层高磁通金属管段的内表面车有连接螺纹丝，形成外层管段内丝连接口。

9、进一步优选的技术方案：内层非磁性金属管段的性质为低磁导率、高电导率的金属材质，如紫铜。

10、进一步优选的技术方案：外层高磁通金属管段的性质为高磁导率的金属材质，如硅钢或304不锈钢。

11、进一步优选的技术方案：金属管道连接头包括直通金属管道连接头和转弯段金属管道连接头。

12、进一步优选的技术方案：双层特种金属管道之间的直通连接通过直通金属管道连接头进行连接，直通金属管道连接头的长度不小于40mm。

13、进一步优选的技术方案：双层特种金属管道之间的变向连接通过转弯段金属管道连接头进行连接，转弯段金属管道连接头的弯矩不小于对应双层特种金属管道的内层非磁性金属管段的内径的5倍，出弯矩后的直管段长度不小于20mm。

14、进一步优选的技术方案：两双层特种金属管道之间通过金属管道连接头连通，形成良好的电气通路；双层特种金属管道插接在金属管道连接头的套丝区内，通过螺纹丝丝扣连接。

15、所述的极弱磁环境下特种金属管道连接头与金属管道连接方法，步骤为：

16、步骤一，金属管道连接头的制作：

17、材料选取：选取厚度不低于1.5mm、高导电率的非磁性、高电导率金属作为内层非磁性金属管段构成材料，以保证能够有效屏蔽感应电场及直流感应磁场；选取厚度不低于2mm、高磁导率的金属材质作为外层高磁通金属管段构成材料，以保证能够有效屏蔽交流感应磁场；选取导热且不导电的介质作为内层非磁性金属管段和外层高磁通金属管段之间的隔离层，即导热橡胶隔离管段。

18、制作过程：分别采用无缝钢管工艺制作内层非磁性金属管段和外层高磁通金属管段；将外层高磁通金属管段套在内层非磁性金属管段外侧并采用专用等轴工具两端固定后，将导热橡胶灌注在内层非磁性金属管段和外层高磁通金属管段之间的空隙的中部，形成导热橡胶隔离管段，内层非磁性金属管段和外层高磁通金属管段之间的空隙的两端不灌注导热橡胶，为套丝区。

19、步骤二，根据需要制作金属管道连接头，若双层特种金属管道之间需要进行直通连接，则制作直通金属管道连接头，直通金属管道连接头的总长度不小于40mm，两端的套丝区长度均不小于10mm，导热橡胶隔离管段长度不小于20mm。

20、步骤三，根据需要制作金属管道连接头，若双层特种金属管道之间需要进行变向，则制作转弯段金属管道连接头，转弯段金属管道连接头的弯矩为对应双层特种金属管道的内层非磁性金属管段的内径的5倍，出弯矩后的直管段长度不小于20mm。

21、步骤四，制作双层特种金属管道。

22、步骤五，将制作完成的双层特种金属管道及金属管道连接头运至现场。

23、步骤六，采用金属管道连接头完成两段双层特种金属管道之间的连接。

24、具体过程：将双层特种金属管道插接在金属管道连接头的套丝区内，通过螺纹丝丝扣连接，两双层特种金属管道之间通过金属管道连接头连通，形成良好的电气通路，并保证没有直通型缝隙。

25、步骤七，将双层特种金属管道的内层接地，以实现对直流感应磁场的有效屏蔽。

26、步骤八，重复步骤六和七，至整段金属管路施工完成。

27、与现有技术相比，本发明具有以下特点和有益效果：

28、本发明可以有效解决极弱磁环境下所使用的双层特种金属管道的转弯或两段双层管道间的直接连接问题，连接不便，电路连通效果差的问题。

技术特征：

1.极弱磁环境下特种金属管道连接头，其特征在于：用于极弱磁环境下的双层特种金属管道的变向与管道连接，为等截面管，包括内层非磁性金属管段（1）、外层高磁通金属管段（3）及灌注填充在内层非磁性金属管段（1）和外层高磁通金属管段（3）之间的导热橡胶隔离管段（6）；

2.根据权利要求1所述的极弱磁环境下特种金属管道连接头，其特征在于：套丝区（5）的长度不小于10mm。

3.根据权利要求1所述的极弱磁环境下特种金属管道连接头，其特征在于：套丝区（5）范围内、内层非磁性金属管段（1）的外表面车有连接螺纹丝，形成内层管段外丝连接口（2）；

4.根据权利要求1所述的极弱磁环境下特种金属管道连接头，其特征在于：内层非磁性金属管段（1）的性质为低磁导率、高电导率的金属材质，如紫铜。

5.根据权利要求1所述的极弱磁环境下特种金属管道连接头，其特征在于：外层高磁通金属管段（3）的性质为高磁导率的金属材质，如硅钢或304不锈钢。

6.根据权利要求1所述的极弱磁环境下特种金属管道连接头，其特征在于：金属管道连接头包括直通金属管道连接头和转弯段金属管道连接头。

7.根据权利要求6所述的极弱磁环境下特种金属管道连接头，其特征在于：

8.根据权利要求6所述的极弱磁环境下特种金属管道连接头，其特征在于：双层特种金属管道之间的变向连接通过转弯段金属管道连接头进行连接，转弯段金属管道连接头的弯矩不小于对应双层特种金属管道的内层非磁性金属管段（1）的内径的5倍，出弯矩后的直管段长度不小于20mm。

9.根据权利要求1所述的极弱磁环境下特种金属管道连接头，其特征在于：两双层特种金属管道之间通过金属管道连接头连通，形成良好的电气通路；双层特种金属管道插接在金属管道连接头的套丝区（5）内，通过螺纹丝丝扣连接。

10.权利要求1所述的极弱磁环境下特种金属管道连接头与金属管道连接方法，其特征在于，步骤为：

技术总结
极弱磁环境下特种金属管道连接头及与金属管道连接方法，涉及一种金属管道连接头，极弱磁环境下特种金属管道连接头，用于极弱磁环境下的双层特种金属管道的变向与管道连接，为等截面管，包括内层非磁性金属管段、外层高磁通金属管段及灌注填充在内层非磁性金属管段和外层高磁通金属管段之间的导热橡胶隔离管段。导热橡胶隔离管段设在金属管道连接头的中部，金属管道连接头的两端为套丝区，套丝区无需灌注导热橡胶。本发明解决极弱磁环境下所使用的双层特种金属管道的转弯或两段双层管道间的直接连接不便问题。

技术研发人员：赵芃,谢哲明
受保护的技术使用者：中国航空规划设计研究总院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11