[发明专利]一种内外弹簧骨架结构低温管道

说明书

本发明涉及一种内外弹簧骨架结构低温管道，其包括由内向外同轴设置的内骨架层、耐磨层、密封膜层、保温层、环向增强层、纵向增强层和外骨架层，内骨架层、耐磨层、密封膜层、保温层、环向增强层、纵向增强层、外骨架层依次层层缠绕而成。该内外弹簧骨架结构低温管道各层之间属于非粘结结构，外骨架层螺旋线与内骨架层螺旋线错开半个螺距缠绕，内骨架层螺旋向外张力、外骨架层螺旋向内张力，内外相互作用，挤压耐磨层、密封膜层、保温层、环向增强层和纵向增强层，限制各层滑动，密封和抗压效果更佳，耐超低温冲击性能优，且不易发生径向屈曲和侧向屈曲，可广泛应用于低温管道技术领域。

技术领域

本发明涉及低温管道技术领域，具体涉及一种内外弹簧骨架结构低温管道。

背景技术

近年来，液化天然气LNG产业迅猛发展，FLNG(浮式液化天然气生产装置)是海洋天然气开发的高技术船舶。低温柔性管道是FLNG的核心配套装备，用于外输低温液化天然气。低温柔性管道的市场潜力巨大，包含陆用、水用LNG转运、过驳及加注在内的扩展应用，潜在市场达百亿级。

目前的低温管大多为金属波纹管，低温密封效果差，有的密封效果好些但结构复杂，制作麻烦。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术的不足，提供一种内外弹簧骨架结构低温管道，制作简单，具有良好的密封效果且抗压性好。

为此，本发明提供了一种内外弹簧骨架结构低温管道，其包括由内向外同轴设置的内骨架层、耐磨层、密封膜层、保温层、环向增强层、纵向增强层和外骨架层，耐磨层包覆在内骨架层的外圆周面，密封膜层包覆在耐磨层的外圆周面，保温层包覆在密封膜层的外圆周面，环向增强层包覆在保温层的外圆周面，纵向增强层包覆在环向增强层的外圆周面，外骨架层包覆在纵向增强层的外圆周面。

优选的，内骨架层、耐磨层、密封膜层、保温层、环向增强层、纵向增强层、外骨架层依次层层缠绕而成。

优选的，内骨架层和外骨架层均为9镍钢材料缠绕成的螺旋结构形式。

优选的，内骨架层和外骨架层的螺旋方向和螺距相同，内骨架层的螺旋线与外骨架层的螺旋线间隔均匀分布。

优选的，耐磨层为碳纤维布缠绕而成。

优选的，密封膜层为超低温聚合物材料制成的薄膜带多层缠绕而成。

优选的，保温层为气凝胶材料缠绕而成。

优选的，环向增强层为偶数层碳纤维布按照75°～85°缠绕而成。

优选的，纵向增强层为偶数层碳纤维布按照45°～55°缠绕而成。

本发明提供一种内外弹簧骨架结构低温管道，具有如下有益效果：

该内外弹簧骨架结构低温管道包括由内向外同轴设置的内骨架层、耐磨层、密封膜层、保温层、环向增强层、纵向增强层和外骨架层，内骨架层、耐磨层、密封膜层、保温层、环向增强层、纵向增强层、外骨架层依次层层缠绕成筒状，每层之间为非粘结结构。

内骨架层和外骨架层均采用9镍钢材料缠绕成螺旋结构形式，该结构可同时满足轴向和径向变形，能够承受较大的载荷，在载荷去除后不出现永久变形，增大了管道的抗压强度，耐超低温冲击性能优良。

内骨架层和外骨架层的螺旋结构、螺旋方向和螺距均相同，内骨架层的螺旋线与外骨架层的螺旋线间隔均匀分布，螺旋线的角度均采用83°到89°。外骨架层螺旋线与内骨架层螺旋线错开半个螺距缠绕，内骨架层螺旋线向外张力、外骨架层螺旋线向内张力，内外相互作用，挤压耐磨层、密封膜层、保温层、环向增强层和纵向增强层，限制各层相对滑动，使管道的密封和抗压效果更佳。而且，内外螺旋线结构避免了单层螺旋线缠绕在特殊情况下受到轴向力发生径向屈曲(沿径向突出)和侧向屈曲(沿圆柱表面侧向偏移滑动扭转变形)现象的发生，内外螺旋线缠绕的方法有效限制了径向屈曲和侧向屈曲失效模式的发生。