[发明专利]外敷玻璃纤维树脂增强保护层的油气输送管道用复合钢管

说明书

技术领域

 本发明属于复合管材的制造技术领域，具体涉及石油天然气高压长距离输送管道工程建设用管线钢与玻璃钢复合而成的管材。

背景技术

随着国家对油气能源需求的不断增长，相应对油气输送用管道输送压力、低温韧性、抗腐蚀等性能提出了更高要求，现在成熟应用的管线钢已经很难满足上述要求。开发X80钢级以上的管线钢，材料的韧性及管线的止裂问题始终是难题，单从钢材本身现在难以解决，且开发制造成本高，制约着长输油气管道工程的建设。

发明内容

本发明目的是解决现有更高钢级管线钢材料本身的韧性及管线的止裂问题，提供一种承压能力高、止裂性能强、耐蚀性能好、制造成本低的外敷玻璃纤维树脂增强保护层的油气输送管道用复合钢管。

本发明提供的外敷玻璃纤维树脂增强保护层的油气输送管道用复合钢管，以现有成熟应用的管线钢管为基管，在此基管外表面再缠绕高强玻璃纤维增强树脂层复合而成；所述的管线钢基管直径为508～1422mm，管线钢基管壁厚为10～30 mm，高强玻璃纤维增强树脂层厚度为3～20mm。

 

本发明的优点和积极效果：

本发明的管材同时具备了管线钢管及玻璃钢管的性能特点，提高了管道的承压能力，弥补了高强管线钢韧性不足的弊端，代替了传统的管道3PE外防腐，使管道的耐腐蚀、耐老化能力进一步提高，与同等承压能力的100%管线钢管相比制造成本降低约20%，本产品可在长距离石油天然气输送管道建设工程中推广使用。

现代油气输送管道输送能力要求越来越高，这意味着管道输送压力越高，管径越大，需要的钢管强度越高。钢管输送压力越高直径越大就需要更高止裂韧性。西气东输一线设计输送压力10MPa，设计年输送天然气120亿方，采用X70 Φ1016mm管线钢钢管，钢管夏比冲击韧性要求大于160J。西气东输二线西段设计输送压力12MPa年输送天然气300亿方，采用X80 Φ1219管线钢钢管，钢管夏比冲击韧性要求大于220J，同样管线如果采用X90 Φ1219管线钢钢管，钢管夏比冲击韧性要求大于265J。未来输气管线设计输送压力12MPa年输送天然气能力450亿方，采用X80 Φ1422管线钢钢管，钢管夏比冲击韧性要求大于245J。钢管工作压力越高就需要更高的止裂韧性，同时提高强度和韧性在钢板制造领域是非常困难的事情，这意味着需要更高制造难度和更高的制造成本，厚壁尤其是厚度大于30mm X80钢板韧性更难保证、制造难度更大、制造成本更高。

本发明采用外敷玻璃纤维树脂增强技术，利用玻璃纤维增强钢管的特性消弱了裂纹沿钢管长度方向扩展的倾向，提高了高压输油气管道止裂能力。

本发明采用外敷玻璃纤维树脂增强技术，至少可以降低钢管壁厚三分之一。对于原设计壁厚大于25mm的厚壁钢管，降低了钢板和钢管的制造难度，降低了钢板和钢管的制造成本。

采用本发明制造的复合钢管节省了传统油气输送管线采用的3PE或3PP防腐层，节省了钢管的防腐成本，按西气东输二线Φ1219管线计算每km管线至少节约24万元，按4000km，仅此一项工程防腐费用就可节约9.6亿元。

高强度玻璃钢强度是X80钢强度的2~4倍，按2倍计算，玻璃钢部分厚度是替代钢管壁厚的一半，如原设计40mm厚钢管采用25mm钢管加7.5mm厚玻璃钢，原设计30mm厚钢管采用20mm钢管加5mm玻璃钢。管线钢管制造成本至少可以降低20%。

 

附图说明

图1是本发明实施例1的钢管截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。

实施例1：

如图1所示，本实施例的复合管包括管线钢基管1和高强玻璃纤维增强树脂层2构成。玻璃纤维增强树脂层是将浸润树脂的高强玻璃纤维或布带缠绕到管线钢基管外表面，形成一种内层为管线钢、外层为玻璃钢的长距离油气输送管道建设工程用新型复合管材。

本实施例的基管1为直缝钢管，也可采用螺旋钢管，采用埋弧工艺焊接而成。钢管外径为1219mm、壁厚为22mm、材质为X80级管线钢。高强玻璃纤维增强树脂层2由高强E玻璃纤维增强树脂组成，缠绕到钢管基管上，缠绕固化后玻璃纤维增强树脂层的厚度为5.5mm。