專利名稱：一種電加熱原油輸送超高分子量聚乙烯鋼絲復(fù)合管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及原油輸送管，是一種電加熱原油輸送超高分子量聚乙烯鋼絲復(fù)合管。
背景技術(shù)：
輸送原油的管道均存在需要解決原油在輸運(yùn)過程中冷卻變稠管道內(nèi)徑逐漸變小的問題。由于原油在輸送過程中溫度逐漸降低，在增大粘度的同時(shí)逐漸有石蠟析出結(jié)晶在管道內(nèi)壁上，最終導(dǎo)致原油輸送阻力加大，直接影響原油的輸送速度，并進(jìn)而影響煉油企業(yè)的安全正常生產(chǎn)。為解決上述的問題，本領(lǐng)域通常采用在原油輸送線路上設(shè)置多個(gè)加熱加壓中轉(zhuǎn)站實(shí)現(xiàn)對輸送管道加壓加溫的目的，這種方法的不足是建立中轉(zhuǎn)站成本高，并需要較復(fù)雜的設(shè)備及人員維護(hù)，安全性也難達(dá)到較高標(biāo)準(zhǔn)。因此，如何使原油在輸送過程中，管道內(nèi)徑始終保持不變，從而保持原油在輸送過程中壓降及溫度不變，使煉油企業(yè)保持正常 安全生產(chǎn)，是本領(lǐng)域技術(shù)人員多年來研究的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電加熱原油輸送超高分子量聚乙烯鋼絲復(fù)合管，利用管道承壓的鋼絲本身通電加熱，它能夠解決現(xiàn)有原油輸送管道存在的不足，使原油輸送過程中不產(chǎn)生石蠟結(jié)晶和原油粘稠的情況下并使成本低廉。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種電加熱原油輸送超高分子量聚乙烯鋼絲復(fù)合管，包括超高分子量聚乙烯內(nèi)管，超高分子量聚乙烯內(nèi)管外周壁上設(shè)置第一鋼絲層，第一鋼絲層是由多根鋼絲沿超高分子量聚乙烯內(nèi)管的長度方向間隔排列組成，鋼絲的長度與超高分子量聚乙烯內(nèi)管的長度相等，第一鋼絲層外周纏繞第二鋼絲層，第二鋼絲層是由多根鋼絲沿超高分子量聚乙烯內(nèi)管長度方向垂直排列組成，第二鋼絲層外周壁上設(shè)置超高分子量聚乙烯膜片保護(hù)層，第一鋼絲層的鋼絲之間、第二鋼絲層的鋼絲之間及第一鋼絲層和第二鋼絲層之間均分布底膠。第一鋼絲層的所有鋼絲直徑均相同，第一鋼絲層的每相鄰兩根鋼絲之間的距離均為鋼絲直徑的5-10倍。第一鋼絲層和第二鋼絲層的表面均涂覆聚酯亞胺層，第一鋼絲層的鋼絲直徑為O. 6-1. 5毫米。第二鋼絲層的所有鋼絲直徑均相同，第二鋼絲層中的每相鄰的兩圈鋼絲之間的距離為該鋼絲直徑的二分之一至二倍。第一鋼絲層長度方向兩端分別與鋼卡連接，兩個(gè)鋼卡分別與超高分子量聚乙烯內(nèi)管的外壁兩端連接。所述底膠為共聚物底膠。超高分子量聚乙烯膜片保護(hù)層是由寬度為50 500mm、厚度為2mm的超高分子量聚乙烯高倍熱拉伸膜片螺旋纏繞熱合制成。在第二鋼絲層距超高分子量聚乙烯內(nèi)管端頭15 20mm處纏繞一圈寬度15mm、厚度為O. 8mm的不銹鋼帶，不銹鋼帶與第二鋼絲層焊接。超高分子量聚乙烯內(nèi)管安裝溫度傳感器，溫度傳感器與電加熱控制器連接。所述的一種電加熱原油輸送超高分子量聚乙烯鋼絲復(fù)合管的連接方法，包括下述步驟
①將兩根電加熱原油輸送超高分子量聚乙烯鋼絲復(fù)合管的管端各套入一個(gè)涂敷熱熔膠的15mm-20mm厚的鋼環(huán)，將內(nèi)管端頭部分加熱后向外翻起形成壓在鋼環(huán)上的U型翻邊；②制備外鋼套外鋼套內(nèi)表面是錐面，錐面上設(shè)置螺紋；
③在鋼環(huán)上設(shè)置螺栓孔座； ④將兩個(gè)U型端頭套入外鋼套，用螺栓連接兩鋼環(huán)上的螺栓孔，將螺栓上緊，形成牢固連接和密封。本發(fā)明的復(fù)合管內(nèi)管及保護(hù)層均采用超高分子量聚乙烯材料制作，耐磨性是鋼的4 7倍，表面摩擦系數(shù)是鋼管的七分之一，光滑度可以長期保持不變。本發(fā)明復(fù)合管的內(nèi)管本身是一種具有良好性能的熱絕緣材料，導(dǎo)熱系數(shù)為O. 27w/m. k，保溫性能是鋼材的280倍，能夠大幅減緩管道內(nèi)原油的冷卻速度；第二鋼絲層作為電加熱導(dǎo)體，可適當(dāng)并聯(lián)配置電阻，以減小電源所需的電壓值，并有效發(fā)熱；第一鋼絲層作為電流回路，超高分子量聚乙烯內(nèi)管間隔Ikm安裝一個(gè)溫度傳感器，溫度傳感器將信號(hào)傳送給電加熱控制器，當(dāng)原油溫度低于50°C時(shí)，電加熱控制器啟動(dòng)開關(guān)，給第二鋼絲層加熱。當(dāng)本發(fā)明所述復(fù)合管在3km以內(nèi)時(shí)，在復(fù)合管端頭連接電源即可；當(dāng)復(fù)合管很長時(shí)，需增高電壓，或鋪設(shè)專門線路，每間隔2 3km與電源相連，以保持原油輸送過程中的溫度在50°C左右，達(dá)到防止原油中的石蠟析出結(jié)晶在管壁上的目的。本發(fā)明復(fù)合管比現(xiàn)有各種原油輸送過程加熱方法成本低，并易于維護(hù)，維護(hù)成本低廉，安全可靠性高，使原油輸送的粘稠度穩(wěn)定，管道內(nèi)不產(chǎn)生任何凝固現(xiàn)象。本發(fā)明所述的復(fù)合管同時(shí)解決了兩管道連接的難題，使這種連接達(dá)到了連接嚴(yán)密性好，承受壓力在IOMPa以上，解決了在輸送原油加溫過程中接頭易產(chǎn)生蠕變的問題，并使接頭處耐熱性能達(dá)到了較好水平。本發(fā)明所述的復(fù)合管還具有縱向抗拉強(qiáng)度達(dá)到30-40MPa，有極高的抗沖擊、抗刻劃、耐低溫、耐老化的性能。管道在_50°C _80°C下不脆化，不開裂，鋼絲層不受任何侵害，水、氣均不能進(jìn)入管道內(nèi)，加熱安全可靠。超高分子量聚乙烯內(nèi)管能有效地抵御原油中有機(jī)溶劑的侵蝕，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過PE100管；能有效地抵御酸性物質(zhì)的侵蝕，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鋼管。


附圖I是本發(fā)明復(fù)合管結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是附圖I中A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3是附圖I的左視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式對照附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。圖中I是超高分子量聚乙烯內(nèi)管，超高分子量聚乙烯內(nèi)管I外周壁上設(shè)置第一鋼絲層2，第一鋼絲層2是由多根鋼絲沿超高分子量聚乙烯內(nèi)管I的長度方向間隔排列組成，鋼絲的長度與超高分子量聚乙烯內(nèi)管I的長度相等，第一鋼絲層2外周纏繞第二鋼絲層3，第二鋼絲層3是由多根鋼絲沿超高分子量聚乙烯內(nèi)管I長度方向垂直排列組成，第二鋼絲層3外周壁上設(shè)置超高分子量聚乙烯膜片保護(hù)層5，第一鋼絲層2的鋼絲之間、第二鋼絲層3的鋼絲之間及第一鋼絲層2和第二鋼絲層3之間均分布底膠4。本發(fā)明所述第一鋼絲層2的所有鋼絲直徑均相同，鋼絲直徑為O. 6 I. Omm ;第一鋼絲層2的每相鄰兩根鋼絲之間的距離均為鋼絲直徑的5 10倍，以保證足夠的縱向強(qiáng)度。本發(fā)明所述第一鋼絲層2和第二鋼絲層3的表面均涂覆聚酯亞胺層，保證彼此絕緣，第一鋼絲層2的鋼絲直徑為O. 6-1. 5毫米。本發(fā)明所述第二鋼絲層3的所有鋼絲直徑均相同，鋼絲直徑為O. 6 2. 0mm，第二鋼絲層3的每相鄰兩圈鋼絲之間的距離為該鋼絲直徑的二分之一至二倍。在達(dá)到承壓效果的同時(shí)，具有降低成本的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明所述第一鋼絲層2長度方向兩端分別與鋼卡連接，兩個(gè)鋼卡分別與超高分子量聚乙烯內(nèi)管的外壁兩端連接，鋼卡上接出接線柱以備兩管之間的回流電路連接。這種結(jié)構(gòu)使鋼絲與超高分子量聚乙烯內(nèi)管I的連接更牢固。本發(fā)明所述底膠4為共聚物底 是優(yōu)選方案。本發(fā)明所述超高分子量聚乙烯膜片保護(hù)層5是由寬度為50 500mm、厚度為2mm的超高分子量聚乙烯高倍熱拉伸膜片螺旋纏繞熱合制成，這種方案能達(dá)到較高的性價(jià)比要求。本發(fā)明所述的復(fù)合管在第二鋼絲層3距超高分子量聚乙烯內(nèi)管I端頭15 20mm處纏繞一圈寬度15mm、厚度為O. 8mm的不銹鋼帶，不銹鋼帶與第二鋼絲層3焊接，由不銹鋼帶上接出接線柱以備兩管之間的電路連接。這種結(jié)構(gòu)便于在鋼帶上安裝接線柱，用外絕緣導(dǎo)線將相鄰兩管連接起來，然后用密封膠密封絕緣。當(dāng)本發(fā)明所述復(fù)合管可在每隔一定長度，例如1km或I. 5km不等的管線貼著超高分子量聚乙烯內(nèi)管I安裝溫度傳感器，溫度傳感器與電加熱控制器連接，溫度傳感器將原油溫度及時(shí)傳給電加熱控制器，控制電加熱器工作，保持原油溫度在50°C左右。本發(fā)明所述的一種電加熱原油輸送超高分子量聚乙烯鋼絲復(fù)合管的連接方法，包括下述步驟
①將兩根電加熱原油輸送超高分子量聚乙烯鋼絲復(fù)合管的管端各套入一個(gè)涂敷熱熔膠的15mm 20mm厚的鋼環(huán)，將內(nèi)管端頭部分加熱后向外翻起形成壓在鋼環(huán)上的U型翻邊；
②制備外鋼套外鋼套內(nèi)表面是錐面，錐面上設(shè)置螺紋；
③在鋼環(huán)上設(shè)置螺栓孔座；
④將兩個(gè)U型端頭套入外鋼套，用螺栓連接兩鋼環(huán)上的螺栓孔，將螺栓上緊，形成牢固連接和密封。本發(fā)明所述的第二鋼絲層3即橫向纏繞的鋼絲是承受管道內(nèi)部壓強(qiáng)的主要部件，在本發(fā)明中同時(shí)作為管道導(dǎo)電加熱的主要部件；橫向纏繞的鋼絲作為管道導(dǎo)電加熱的部件，生產(chǎn)時(shí)一次6 18根同時(shí)纏繞，它們在導(dǎo)電線路中并聯(lián)，由此配置電加熱所需要的適當(dāng)電阻值。本發(fā)明所述的第一鋼絲層2即縱向鋪設(shè)的鋼絲承受管道所受的縱向拉力，在本發(fā)明中同時(shí)作為加熱電流的回流電路，從而節(jié)省外部回流電線或電纜的鋪設(shè)。圖中6是鋼環(huán)，7是外鋼套，8是內(nèi)密封膠，9是外密封膠，10是螺紋孔，11是螺栓，12是防滑凸紋。
權(quán)利要求
1.一種電加熱原油輸送超高分子量聚乙烯鋼絲復(fù)合管，其特征在于包括超高分子量聚乙烯內(nèi)管(1)，超高分子量聚乙烯內(nèi)管(I)外周壁上設(shè)置第一鋼絲層(2)，第一鋼絲層(2)是由多根鋼絲沿超高分子量聚乙烯內(nèi)管(I)的長度方向間隔排列組成，鋼絲的長度與超高分子量聚乙烯內(nèi)管(I)的長度相等，第一鋼絲層(2)外周纏繞第二鋼絲層(3)，第二鋼絲層(3)是由多根鋼絲沿超高分子量聚乙烯內(nèi)管(I)長度方向垂直排列組成，第二鋼絲層(3)外周壁上設(shè)置超高分子量聚乙烯膜片保護(hù)層(5)，第一鋼絲層(2)的鋼絲之間、第二鋼絲層(3)的鋼絲之間及第一鋼絲層(2)和第二鋼絲層(3)之間均分布底膠(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電加熱原油輸送超高分子量聚乙烯鋼絲復(fù)合管，其特征在于第一鋼絲層(2)的所有鋼絲直徑均相同，第一鋼絲層(2)的每相鄰兩根鋼絲之間的距離均為鋼絲直徑的5-10倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電加熱原油輸送超高分子量聚乙烯鋼絲復(fù)合管，其特征在于第一鋼絲層(2)和第二鋼絲層(3)的表面均涂覆聚酯亞胺層，第一鋼絲層(2)的鋼絲直徑為0. 6-1. 5毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電加熱原油輸送超高分子量聚乙烯鋼絲復(fù)合管，其特征在于第二鋼絲層(3)的所有鋼絲直徑均相同，第二鋼絲層(3)中的每相鄰的兩圈鋼絲之間的距離為該鋼絲直徑的二分之一至二倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電加熱原油輸送超高分子量聚乙烯鋼絲復(fù)合管，其特征在于第一鋼絲層(2)長度方向兩端分別與鋼卡連接，兩個(gè)鋼卡分別與超高分子量聚乙烯內(nèi)管的外壁兩端連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電加熱原油輸送超高分子量聚乙烯鋼絲復(fù)合管，其特征在于所述底膠(4)為共聚物底膠。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電加熱原油輸送超高分子量聚乙烯鋼絲復(fù)合管，其特征在于超高分子量聚乙烯膜片保護(hù)層(5)是由寬度為50 500mm、厚度為2mm的超高分子量聚乙烯高倍熱拉伸膜片螺旋纏繞熱合制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電加熱原油輸送超高分子量聚乙烯鋼絲復(fù)合管，其特征在于在第二鋼絲層(3)距超高分子量聚乙烯內(nèi)管(I)端頭15 20mm處纏繞一圈寬度15mm、厚度為0. 8mm的不銹鋼帶，不銹鋼帶與第二鋼絲層(3)焊接。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電加熱原油輸送超高分子量聚乙烯鋼絲復(fù)合管，其特征在于超高分子量聚乙烯內(nèi)管(I)安裝溫度傳感器，溫度傳感器與電加熱控制器連接。
10.權(quán)利要求I所述的一種電加熱原油輸送超高分子量聚乙烯鋼絲復(fù)合管的連接方法，其特征在于包括下述步驟 ①將兩根電加熱原油輸送超高分子量聚乙烯鋼絲復(fù)合管的管端各套入一個(gè)涂敷熱熔膠的15mm-20mm厚的鋼環(huán)，將內(nèi)管端頭部分加熱后向外翻起形成壓在鋼環(huán)上的U型翻邊； ②制備外鋼套外鋼套內(nèi)表面是錐面，錐面上設(shè)置螺紋； ③在鋼環(huán)上設(shè)置螺栓孔座； ④將兩個(gè)U型端頭套入外鋼套，用螺栓連接兩鋼環(huán)上的螺栓孔，將螺栓上緊，形成牢固連接和密封。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電加熱原油輸送超高分子量聚乙烯鋼絲復(fù)合管，包括超高分子量聚乙烯內(nèi)管，超高分子量聚乙烯內(nèi)管外周壁上設(shè)置第一鋼絲層，第一鋼絲層是由多根鋼絲沿超高分子量聚乙烯內(nèi)管的長度方向間隔排列組成，鋼絲的長度與超高分子量聚乙烯內(nèi)管的長度相等，第一鋼絲層外周纏繞第二鋼絲層，第二鋼絲層是由多根鋼絲沿超高分子量聚乙烯內(nèi)管長度方向垂直排列組成，第二鋼絲層外周壁上設(shè)置超高分子量聚乙烯膜片保護(hù)層，第一鋼絲層的鋼絲之間、第二鋼絲層的鋼絲之間及第一鋼絲層和第二鋼絲層之間均分布底膠。本發(fā)明利用管道承壓的鋼絲本身通電加熱，使原油輸送過程中不產(chǎn)生石蠟結(jié)晶和原油粘稠的情況下并使成本低廉。
文檔編號(hào)F16L53/00GK102635738SQ20121010813
公開日2012年8月15日 申請日期2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月13日
發(fā)明者劉阜東, 牟其善 申請人:劉阜東, 牟其善