專利名稱：大型輸送管道裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于管道技術(shù)，涉及管件裝置。
背景技術(shù)：
大型的輸送管道被用來輸送石油、蒸汽和其他氣態(tài)或液態(tài)的物質(zhì)，尤其是長距離的輸送天然氣。今天，大型長距離的輸送天然氣的輸送管道，在中國、俄羅斯、美國和歐洲往往超過幾千公里。
根據(jù)所欲輸送物質(zhì)的量，輸送管的內(nèi)徑通常在200mm到1600mm，而根據(jù)管內(nèi)的設(shè)計(jì)壓力，管道的厚度通常在8mm到30mm，設(shè)計(jì)壓力有時(shí)可達(dá)20Mpa，例如，長距離輸送天然氣的管道設(shè)計(jì)壓力在10Mpa或更高。
大型輸送管道所用的鋼管主要是用單層熱卷方式制成有直線或螺旋狀的焊縫(引證文件ASME BPV規(guī)范，Section III，第八冊(cè)，ASME，紐約)。有時(shí)也會(huì)有其他形式，例如單層無縫鋼管(通常內(nèi)徑小于400mm)，用在較高的管道內(nèi)部壓力(通常大于10Mpa)的情況，或其他形狀的截面，如方形(詳見Donald M.Fryer，John F.Haney，High Pressure Vessel，US，Chapman and Hall 1997)，甚至用玻璃纖維在更大內(nèi)徑或其他特殊情況，例如嚴(yán)重的外部腐燭，當(dāng)然這些特殊的應(yīng)用會(huì)使管線的成本比普通的鋼管來的高，如果要制造大口徑的無縫鋼管(內(nèi)徑大于1000mm)，成本會(huì)變的非常昂貴，因此大型的輸送管道幾乎全為直縫與螺旋焊縫鋼管，特別是在長距離天然氣的輸送管道。
大型的輸送管道曾經(jīng)因?yàn)榻橘|(zhì)的腐燭，疲勞和不同的結(jié)構(gòu)缺陷而發(fā)生不少意外，有嚴(yán)重的泄漏，失火和爆炸等等。天然氣輸送管道的意外亦有所聞。對(duì)于維護(hù)管道的工作上，定期的檢查是至關(guān)重要的，但因?yàn)楣艿赖膯螌咏Y(jié)構(gòu)的特性和超過數(shù)千公里的長距離，使得檢查工作非常困難且成本昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的大型輸送管道是要提高其安全性與可靠性，降低生產(chǎn)成本，使其定期的安全檢查非常方便，甚至可以達(dá)到對(duì)于大型輸送管道有非常重要意義的完全在線監(jiān)控。
本實(shí)用新型技術(shù)方案包括，管道、支架、控制閥、加壓站及其它配套設(shè)備，技術(shù)特點(diǎn)是管道采用全雙層結(jié)構(gòu)，由內(nèi)管和外管組成。兩層管的總厚度基本與現(xiàn)有單層管道厚度相同，內(nèi)、外管保護(hù)層與絕緣層要求也與單層管相同。在內(nèi)、外管之間設(shè)置檢測(cè)接口。
本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)1、論其制造方式是熱卷或其他成形方式，大型雙層輸送管線系統(tǒng)和單層輸送管線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)強(qiáng)度是一樣的，并且因?yàn)閱螌拥暮穸韧ǔＰ∮?0mm，因此因?yàn)闇夭钏a(chǎn)生熱變力非常小。尤其是每一單層的設(shè)計(jì)強(qiáng)度通常為設(shè)計(jì)壓力的1.5倍以上，也就是說，雖是雙層結(jié)構(gòu)，但任一單層均能單獨(dú)承壓，因此在內(nèi)層發(fā)生嚴(yán)重缺陷時(shí)，外層仍可正常操作，可以讓維修單位有時(shí)間完成更換，避免重大意外發(fā)生。同時(shí)，因?yàn)殡p層結(jié)構(gòu)將可能的材料缺陷隨機(jī)分散，因此大型雙層輸送管線系統(tǒng)的安全性和可靠性比同型單層結(jié)構(gòu)的輸送管線系統(tǒng)要高的多，其失效機(jī)率可以降至1×10-91pc/yr以下，因?yàn)橛蓡螌咏Y(jié)構(gòu)進(jìn)入雙層結(jié)構(gòu)，由基礎(chǔ)分析可知其斷裂和失效模式發(fā)生了根本的變革；2、因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢(shì)，雙層管線系統(tǒng)擁有非常有價(jià)值的防爆安全特性，所有腐蝕、疲勞和裂紋擴(kuò)展所產(chǎn)生的問題，都被雙層結(jié)構(gòu)所補(bǔ)捉，同時(shí)，內(nèi)層與外層均能單獨(dú)承壓，因?yàn)槠浜穸葹閱螌釉O(shè)計(jì)的一半，這表示任一單層的承壓能力均足以應(yīng)付設(shè)計(jì)壓力，這種特殊的安全性是一般單層結(jié)構(gòu)所無法達(dá)到的；3、周期性的安全檢查，因?yàn)槔迷谕鈱庸軆啥松纤O(shè)的兩個(gè)檢測(cè)接口而可以輕易完成，如果有介質(zhì)泄漏，首先會(huì)被限制在內(nèi)層和外層之間，透過定期的檢測(cè)，或所聯(lián)結(jié)的在線監(jiān)控裝置，可以很精確的找出發(fā)生問題的位置而迅速加以排除；4、大型雙層輸送管線系統(tǒng)的制造，安裝和維修的總成本，可比單層輸送管線系統(tǒng)低20％或更多，尤其是和單層大口徑的無縫鋼管來做比較。因?yàn)殡p層管線的內(nèi)外層均為標(biāo)準(zhǔn)制式的熱卷螺旋焊管，同時(shí)其簡(jiǎn)便的定期安檢使維修成本大幅降低，而且管線的安全性和可靠性又可大幅增加。
在上述優(yōu)點(diǎn)中，特別值得強(qiáng)調(diào)的是大型雙層輸送管道所能達(dá)到的在線監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)于目前長距離輸送天然氣，可以產(chǎn)生一個(gè)重要的技術(shù)改進(jìn)。


圖1是本實(shí)用新型局部半剖結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，1是內(nèi)管，如果使用的材料與現(xiàn)有單層管相同，每節(jié)管子長度也相同(通常為20m左右)，用適當(dāng)鋼材(或其他材料)以熱卷的方式，產(chǎn)生螺旋焊縫，或無縫的管道，內(nèi)層管的厚度可以幾乎是現(xiàn)有單層管設(shè)計(jì)厚度的一半。
2是外管，外管和內(nèi)管類似，其厚度也可以幾乎是現(xiàn)有單層管厚度的一半，同時(shí)如果因?yàn)樗斔徒橘|(zhì)特性而需要使用特殊材料的管道時(shí)，雙層管的結(jié)構(gòu)可以使用所需特殊材料的內(nèi)管，配合普通鋼材的外管而大幅降低管道成本；3是外管中間兩個(gè)半圓型的聯(lián)結(jié)環(huán)，經(jīng)環(huán)焊縫5將二相鄰?fù)夤苓B接，聯(lián)結(jié)環(huán)厚度和外層管相同，而寬度適當(dāng)(約50mm)；4是內(nèi)管與內(nèi)管之間的環(huán)焊縫，焊接的要求和單層管之要求相同，焊接的深度則只有約原來單層管的一半；6是檢測(cè)接口，位于外管的兩端，在內(nèi)外管之間將接口接上一個(gè)小型的抽氣裝置，即可立即測(cè)知兩層管道中的介質(zhì)有無異常，管道是否有漏氣，透過這一簡(jiǎn)便的抽氣裝置，可以很迅速、可靠的檢查每一節(jié)管道的工作情況是否正常，同時(shí)也可以選擇在每一個(gè)檢測(cè)接口接上一組簡(jiǎn)易的循環(huán)抽氣檢測(cè)裝置，(參考朱國輝等，《壓力容器的自動(dòng)在線監(jiān)控系統(tǒng)》，ZL86108606.6)，并將檢測(cè)結(jié)果傳送到中央控制室而達(dá)到完全在線監(jiān)控的目的，只要一有異常，中央控制室可以準(zhǔn)確的將問題點(diǎn)定位在一節(jié)管道范圍內(nèi)，而迅速將問題缺陷立即排除，將關(guān)機(jī)時(shí)間隆至最低。透過這種在線監(jiān)控系統(tǒng)，本大型雙層輸送管道可以達(dá)到防爆的效果，而其所輸送的物質(zhì)，在雙層管的結(jié)構(gòu)下，也可以在其萬一發(fā)生泄漏時(shí)，在雙層管間得到妥善處理，使可能的危險(xiǎn)或污染降至最低；7是外圍之保護(hù)層，設(shè)計(jì)和要求和單層管相同。
雙層管中，內(nèi)、外管的套裝是個(gè)特殊的技術(shù)，但也非常簡(jiǎn)單，只要將兩層之間的留出適當(dāng)?shù)拈g隙，可以運(yùn)用特殊應(yīng)變處理技術(shù)解決，此技術(shù)已完全成熟(參考朱國輝等，《繞帶式壓力容器》北京，中國國家機(jī)械出版社1995)，彎管也無問題，可以按照單層管方式處理。
其他的設(shè)備和周邊配套在此不作介紹，因?yàn)橐蠛同F(xiàn)有單層管相同，不需做任何變動(dòng)。
權(quán)利要求1.大型輸送管道裝置，主要包括管道、支架、控制閥及加壓站，其特征是管道采用全雙層結(jié)構(gòu)，由內(nèi)管(1)和外管(2)組成，在內(nèi)外管之間設(shè)置檢測(cè)接口(6)。
2.按權(quán)利要求1所述大型輸送管道裝置，其特征是兩層管道的總厚度基本與現(xiàn)有單層管道厚度相同，內(nèi)管(1)和外管(2)的厚度各為現(xiàn)有單層管道厚度的一半。
3.按權(quán)利要求1所述大型輸送管道裝置，其特征是二相鄰?fù)夤?2)經(jīng)兩個(gè)半圓形的聯(lián)結(jié)環(huán)(3)由環(huán)焊縫(5)連接；內(nèi)管(1)之間由環(huán)焊縫(4)連接。
4.按權(quán)利要求1所述大型輸送管道裝置，其特征是在外管(2)的兩端，在內(nèi)、外管之間裝有檢測(cè)接口(6)，該接口可連接一個(gè)抽氣裝置。
專利摘要大型輸送管道裝置,屬于管道、管件裝置。是要解決大型輸送管道提高其安全性和可靠性,降低生產(chǎn)成本,并安全檢控方便。技術(shù)方案主要包括管道、支架、控制閥、加壓站,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是管道采用全雙層結(jié)構(gòu),由內(nèi)管和外管組成,兩層管的總厚度基本與現(xiàn)有單層管道厚度相同,內(nèi)、外管厚度各約為現(xiàn)有單層管道厚度的一半;在外管兩端,內(nèi)、外管之間設(shè)置檢測(cè)接口,并連接一個(gè)抽氣裝置。大型輸送管道主要用來輸送石油、蒸汽和其他氣態(tài)或液態(tài)物質(zhì),尤其是長距離輸送天然氣。
文檔編號(hào)B32B1/08GK2492745SQ0125329
公開日2002年5月22日 申請(qǐng)日期2001年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月23日
發(fā)明者朱國輝, 徐憲文, 朱立 申請(qǐng)人:朱國輝, 徐憲文