[实用新型]基于扩口与卡套原理的高压输送管道连接结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于扩口与卡套原理的高压输送管道连接结构。

背景技术

压缩天然气加气站（以下简称CNG加气站）是在化石油资源与时递减和调整油气资源结构、综合利用天然气资源，以气代油的国家决策的驱动下，自上世纪80年代末迅速推广发展起来的。以气代油的车用能源充装站现在还在不断发展建设。该站的充装介质是城市管网天然气或石油石化输送配置的管网天然气，主要输送路由是由密闭的低压管网输送，压力一般仅为1～2MPa。而CNG加气站要求终端的加注输出规范压力是25MPa，所以城市管网或石油石化管网天然气必须经密闭管道输送到增压系统，经增压系统增压后再经高压管道路由输送至高压储气系统和销售终端，实现对CNG汽车用瓶的充装计量。由此可知，CNG加气站的高压管回路不但是CNG加气站的重要组成部分还是安全事故防范的重要路由。因此，CNG加气站高压管回路及其设备的施工安装，历来是主管部门审核要求甚严，施工安装必须要求其有注册的合格资质和相应的施工安装等级和规范实施的保障程序。施建CNG加气站，现行准予采用的常规高压管道工程实施安装方式有标准卡套连接方式、单独的扩口安装方式和传统的焊接方式。

1、标准卡套连接方式，如图1所示，其连接结构包括固定在输送管道的一端的卡套接头，卡套接头与不锈管连接处设有锥面卡套，其中锥面卡套的卡套刃口由卡套接头与不锈管连接的一端延伸入所述卡套接头内，卡套接头通过锁紧螺母固定在输送管道上。该技术已十分成熟，其安全、可靠性保证完全取决于图1中的锥面卡套的卡套刃口与输送管道表面的在锁紧螺帽的推挤作用下相互挤嵌摩擦的强度。对锥形卡套质量品质、标径偏差和安装管材长期使用的热工性能要求高，以及对现场安装稳固管道都有极严格的要求。否则，将出现过长输送管道相对于卡套刃口的作用环线处的周期、非周期振动杠杆效应，以及高压流体在管道中冲击流动所产生的不可避免的振动，甚至还可能会因为锥形卡套、管材稍有良莠不齐或管道本身固有的热胀冷缩长期累积的不确定位移效应等，都将导致卡套刃口的疲劳或卷刃。故即使锁紧螺帽未松弛，也将发生崩管脱位状况，从而引发安全隐患。现实中加气站及其设备运行也时有发生由此引起的生命财产伤亡损失的重大事故。

2、单独的扩口安装方式，如图2所示，输送管道与卡套接头连接的一端设有呈喇叭状的扩口颈部，卡套接头通过锁紧螺帽固定在输送管道上。该技术连接方式的安全、可靠性保证完全取决于扩口颈部的环线锥颈部抗剪切的强度和延展均匀度材质忍性的保证。相比于单纯卡套技术安装方式具有更进一步的先进性和长期使用的耐用性，即或是由加气站管道存在的物理性缩胀振动的固有工况引起的扩口连接密封端松弛，也仅表现出微泄漏，而不至于导致在维护期内发生突发性崩管的重大安全事故。维护安全简单，也不必探伤，成本相对卡套技术方式高。但该项技术方式对不锈钢输送管道的热工处理质量要求高，否则在施工操作扩制过程中，易导致输送管道的扩口颈部处延展、形变不均匀，且扩口颈部处经拉伸延展锥面变薄，降低了原管材局部的抗拉及扩口颈部的强度，易产生裂纹，同时，也存在相对于扩口颈部处过长管道在受冲击流体工况作用时产生的周期、非周期的振动的杠杆效应累积作用，结果，易使其图2中扩口颈部长期受高压强剪切力的破坏作用，导致其长期使用中存在要求耐用性和密闭性的致命隐患。再因扩口技术方式选用的管材对其处理的热工技术要求高，但现实中各CNG加气站建设是不确定的，年均建站数量少，尽管累积已建站数量不少，但使用此类管材的量也不大。

3、传统的焊接方式，该传统方式技术成熟，但对焊接施工、操作设备、过程及结果检测要求高：a、要具有专业操作资质；b、专业焊接设备器材；c、每道焊缝接口要求现场在线探伤；d、成本高；e、受天气环境温度影响大，施工周期长；f、该技术方式对于设备内部的高压管路的实施受空间局限性大，以至于施工在线探伤不可现实。该方式尽管如此，在没有更新可选的技术方式前提下，该方式因为传统可行，仍推荐为适用于CNG加气站管道工程实施的主要实施方式。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于扩口与卡套原理的高压输送管道连接结构，以解决现有高压输送管道连接结构存在安全隐患的问题。