[发明专利]带有易焊接接头结构的内衬耐蚀金属复合管道

说明书

发明领域

本发明涉及带有新型接头结构的内衬耐蚀金属复合管，所述的复合管的内部为连续的耐蚀金属结构，其接头部分可采用已知技术增强。

本发明的复合管解决了耐蚀复合管最薄弱的管接头防腐蚀问题，保证了管道内部形成连续的耐蚀金属结构，极大地提高管道的耐蚀性。本发明的复合管避免了因复合管管接头腐蚀失效而导致输送介质泄漏事故的发生。该复合管能够替代价格昂贵的不锈钢等耐蚀金属管，具有较好的经济性；又避免使用可能造成严重腐蚀的碳钢或低合金管道，从而又具有不锈钢等耐蚀金属的良好耐蚀性。

背景技术

国际国内大多数油气田含有CO₂、H₂S等腐蚀性介质，导致油气集输和输送管道发生腐蚀，往往造成停工停产、人员伤亡和环境污染等恶性事故。国内外解决管道内腐蚀的方法包括采用缓蚀剂、内涂层管、耐蚀金属材料、玻璃钢或塑料管材、双金属复合管等方法。

其中双金属复合管一般采用普通碳钢和低合金钢做为外层的基体管，不锈钢等薄壁耐蚀金属管做为内衬管。外层的基体管为复合管提供强度支持，而且成本较低；内衬管用以提供优良的防腐性能，由于其用量较少，成本也不会太高。使用双金属复合管在防腐性能上可以代替价格昂贵耐蚀金属管道，而其成本却远远低于耐蚀金属管道。

但双金属复合管具有现场焊接施工难度大的弱点。现有的双层管管接头焊接方法有可能造成接头处的耐蚀金属不连续，使其成为整个管道的最薄弱环节，服役过程中往往会被优先腐蚀，造成爆炸和泄漏事故。

为了克服现有双金属复合管道在接头处焊接后造成的上述缺点，本发明在现有双金属复合管道的基础上，侧重优化焊接接头连接结构，发明了两种新型的内衬耐蚀金属复合管道，彻底克服了现有双金属复合管道焊接接头耐蚀性不足和现场焊接困难的弱点。

本申请人的在先专利申请200610066654.X，其发明名称是“用于焊缝补强的碳纤维复合材料和方法”，其中公开了用于焊缝补强的碳纤维复合材料和应用所述的材料进行焊缝补强的方法。

本发明的复合管避免了因复合管管接头腐蚀失效而导致输送介质泄漏事故的发生。该复合管能够替代价格昂贵的不锈钢等耐蚀金属管，具有较好的经济性；又避免使用可能造成严重腐蚀的碳钢或低合金管道，从而又具有不锈钢等耐蚀金属的良好耐蚀性。

发明内容

本发明的目的是提供带有新型接头结构的内衬耐蚀金属复合管道，所述的复合管的内部为连续的耐蚀金属结构，其接头部分可采用已知技术增强。

本发明的内衬耐蚀金属复合管适用于各种含腐蚀介质的流体输送管道，例如含CO₂、H₂S介质的油、气输送管道。

本发明的内衬耐蚀金属复合管有两种结构。

本发明结构一的内衬耐蚀金属复合管由中间管体和两端管体组成，中间管体由外层基体金属管和内层内衬管所构成，两端管体为单层金属管，其中中间管体的内层内衬管和两端管体的单层金属管是耐蚀金属管。

该复合管中间管体的外层基体管可以是碳钢、低合金钢或者其它高强度低成本合金，其内层内衬管可选择不锈钢、镍基合金、镍铁基合金、钛合金或者其它耐蚀金属。在制作中间管体时，外层基体金属管和内层内衬管的连接可以利用爆炸焊接或水压机械成型或其它任何可以将内外管一体化的方法把基体管与内衬管结合在一起。

该复合管的两端管体的单层金属管，可以根据内部介质腐蚀性的不同而选择不锈钢、镍基合金、镍铁基合金、钛合金或者其它耐蚀金属。所述中间管体的内层内衬管和两端管体的单层金属管的材质可以相同或不同，优选相同。中间管体与两端单层管通过异金属焊接的方式进行焊接连接。

本发明结构一的内衬耐蚀金属复合管的示意图如附图1。

当本发明复合管道的接头部分强度因设计或其他要求需要增强时，所述的金属复合管可采用下述方法中的至少一种对管接头进行增强：

(1)增加两端管体壁厚的方法对管接头进行增强；

(2)采用增加外层基体管的两端管体壁厚的方法对管接头进行增强；

(3)利用纤维增强复合材料或者夹具注填料的方法对管接头进行增强。

在上述增强方法中，所述的纤维增强复合材料中的增强纤维可以是诸如碳纤维、玻璃纤维或玄武岩纤维等具有增强效果的纤维。在使用上述纤维增强复合材料对金属复合管进行增强时，可采用本领域已知的湿法缠绕纤维增强，或使用预成型纤维复合材料缠绕增强。应用上述纤维复合材料进行增强的方法例如本申请人的专利申请200610066654.X。