專利名稱：具有多層復(fù)合隔熱結(jié)構(gòu)的輸送管道的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輸送管道，特別是涉及一種具有多層復(fù)合隔熱結(jié)構(gòu)的輸送管道。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有隔熱輸送管道，參考圖1，一般采用下列結(jié)構(gòu):從內(nèi)至外依次為無縫鋼管內(nèi)工作管101、保溫層102、鋁箔103、鍍鋅鐵絲固定組件(圖1中未示出)、鋁板或鍍鋅鐵皮外隔離層104。其中保溫層多采用膨脹珍珠巖、硅酸鋁鎂、巖棉等。現(xiàn)有的管道結(jié)構(gòu)存在以下缺陷:①管道體積臃腫。管道結(jié)構(gòu)中的隔熱層所使用的傳統(tǒng)隔熱材料，其導(dǎo)熱系數(shù)高，隔熱性能差，熱損失嚴重。因此，為了達到隔熱目標(biāo)，常采用加厚隔熱層的手段，造成了外保護層的直徑增大，不但增加了建造空間，使得管道占地面積過大，影響了實用面積，同時布局龐重凌亂，不方便美觀設(shè)計，還提高了建造成本，經(jīng)濟性較差，維護也比較麻煩。②管道適用溫度范圍窄。管道隔熱層為單一結(jié)構(gòu)，使用傳統(tǒng)的隔熱材料層，因耐溫受限，導(dǎo)致需要的隔熱層過厚的同時，一旦使用溫度變化明顯，需要更換隔熱材料來滿足溫度使用，且能耗高，流體能量損失過大，直接加重了長期運營的生產(chǎn)成本。③管道質(zhì)量重。管道結(jié)構(gòu)中的隔熱層填充的材料密度大，導(dǎo)致管道的整體重量大，對管托的要求高，對物流也要求高。④管道震動嚴重。管道構(gòu)建采用的是鋼管加剛性隔熱材料加鋼管的結(jié)構(gòu)模式，各層結(jié)構(gòu)相當(dāng)于是硬連接方式，導(dǎo)致耐壓抗震能力較弱。工作時，輸送管道的震動極易向外傳遞，導(dǎo)致隔熱層及管托震動大，引起隔熱層損壞和管托的磨損，需要經(jīng)常停工進行維護更換。⑤管道不具備防水防腐功能。當(dāng)管道的使用環(huán)境較潮濕和極端時，需要另外設(shè)計成本高昂的防水層和防腐層。否則一旦管道內(nèi)部進水，輕則整個隔熱層被破壞，隔熱失效；重則輸送管道被腐蝕，出現(xiàn)流體泄漏的隱患。同時，這種結(jié)構(gòu)若遇到不良率或者施工失誤時，不利于工程改造，隔熱材料重復(fù)利用差。⑥管道施工場所條件選擇苛刻。因為管道結(jié)構(gòu)中的隔熱層具有較大的吸水性，導(dǎo)致施工場所選擇時，選擇室外場地必須是非雨天；雨天季節(jié)必須選擇室內(nèi)才不引起隔熱層的性能破壞，雨水天氣季節(jié)不方便進行施工建造或維護。⑦管道不具備抵抗事故的能力。管道中的各層結(jié)構(gòu)不具備或只具備較弱的吸附能力，當(dāng)輸送管道內(nèi)流體發(fā)生泄漏時，無法有效地阻止泄漏的液體對周邊環(huán)境的破壞，易造成安全事故及周圍受污染事件，對特殊流體，一旦未及時發(fā)現(xiàn)并處理易造成污染源擴散造成事故嚴重發(fā)展趨勢。

發(fā)明內(nèi)容
基于此，本發(fā)明的目的是提供一種具有多層復(fù)合隔熱結(jié)構(gòu)的輸送管道。具體的技術(shù)方案如下:
一種具有多層復(fù)合隔熱結(jié)構(gòu)的輸送管道，包括由內(nèi)到外依次設(shè)置的內(nèi)工作管、內(nèi)隔熱層、中間反輻射層、外隔熱層、隔離層；所述內(nèi)隔熱層為疏水性或親水性的氣凝膠復(fù)合材料，所述外隔熱層為疏水性的氣凝膠復(fù)合材料。所述疏水性的氣凝膠復(fù)合材料為整體疏水性的氣凝膠復(fù)合材料，所述親水性的氣凝膠復(fù)合材料為整體親水性的氣凝膠復(fù)合材料。這些氣凝膠復(fù)合材料密度小，可應(yīng)用的溫度范圍在_275°C -1200°C，當(dāng)管道輸送流體溫度在650°C以下時，可以選擇耐溫在-275°C _650°C范圍內(nèi)的氣凝膠復(fù)合材料；當(dāng)管道輸送流體溫度在650°C以上時，可以選擇耐溫在650°C -1200°C范圍內(nèi)的氣凝膠復(fù)合材料。在其中一個實施例中，當(dāng)工作溫度為400°C以上，所述內(nèi)隔熱層采用親水性的氣凝膠復(fù)合材料；當(dāng)工作溫度為400°C以下，所述內(nèi)隔熱層采用疏水性的氣凝膠復(fù)合材料。在其中一個實施例中，所述中間反福射層為招箔玻纖布，厚度為0.02-2mm ;所述鋁箔玻纖布的鋁箔面與內(nèi)隔熱層貼合，所述鋁箔玻纖布的玻纖面與外隔熱層貼合。在其中一個實施例中，所述隔離層為熱壓成型的防水帶粘性鋁箔布或鋼管。在其中一個實施例中，所述內(nèi)工作管為無縫鋼管。在其中一個實施例中，所述隔離層外還設(shè)有固定組件，所述固定組件為鍍鋅鐵絲。本發(fā)明的優(yōu)勢在于:①管道隔熱效果好、體積小。結(jié)構(gòu)上設(shè)置了內(nèi)隔熱層與外隔熱層，并將氣凝膠復(fù)合材料用于這兩個隔熱層中。大大提高了隔熱性能，保證流體溫度全程輸送至終點時溫度不變化或變化小，以此大幅降低了能源流失，節(jié)約能源的同時直接降低了長期運營生產(chǎn)成本的同時，減少了管徑與重量，增加了使用壽命，降低了成本，提高了空間可利用率。②管道隔熱性能維持時間長。在內(nèi)隔熱層與外隔熱層之間設(shè)置了中間反輻射層，并使用了較廉價的鋁箔玻纖布，通過反向與內(nèi)外隔熱層組合的安裝方式，增強了各層間的貼合度，有效地隔斷熱輻射，讓熱量反射回內(nèi)層。同時，避免外層的不利破壞帶來的內(nèi)層急劇保溫失效，給內(nèi)隔熱層及輸送流體保溫建立了中間安全保障系統(tǒng)。③管道無需建造笨重的防腐層及防潮層。管道外隔熱層采用整體疏水的氣凝膠復(fù)合材料，與中間反輻射層結(jié)合使用，兼具隔熱與防水防潮效果于一體，讓整個工況安全完美，降低或減少工序繁雜、免除了在潮濕或極端條件下需要笨重的防腐層及防潮層的要求。④管道適用溫度范圍廣。整體內(nèi)外隔熱層均采用氣凝膠復(fù)合材料，保冷保溫均適用，可以根據(jù)輸送流體的應(yīng)用溫度，均可選擇密度小、輕質(zhì)的對應(yīng)使用溫度范圍的氣凝膠復(fù)合材料，有效的發(fā)揮使用特性的同時，對應(yīng)于不同應(yīng)用溫度均適用，可以根據(jù)溫度高低選擇經(jīng)濟性高的型號。⑤管道耐壓抗震能力強。管道結(jié)構(gòu)上采用輸送鋼管加三層柔性隔熱材料加隔離層的設(shè)置模式，實現(xiàn)了各層結(jié)構(gòu)間的軟連接，提升了管道整體的耐壓抗震能力。⑥管道使用壽命長。管道內(nèi)外隔熱層均為氣凝膠復(fù)合材料，而氣凝膠復(fù)合材料本身壽命長，比傳統(tǒng)的巖棉、玻纖、硅酸鋁鎂等壽命高達5-15年，再結(jié)合整個隔熱結(jié)構(gòu)，使得這個含多層復(fù)合隔熱結(jié)構(gòu)的輸送管道整體壽命長，無需每年或者每2年經(jīng)常維護或者替換。⑦管道具備一定抵抗事故能力。雙氣凝膠復(fù)合材料結(jié)構(gòu)在管道發(fā)生泄漏事故時，能最大限度地吸收泄漏的物質(zhì)，為搶修與救援贏得了寶貴的時間。
⑧管道應(yīng)用面廣。隔離層采用熱壓成型的粘性鋁箔布或鋼管，更加適用于架空式和直埋式的兩種應(yīng)用方式。


圖1為現(xiàn)有的隔熱輸送管道的剖面示意圖；圖2為本發(fā)明實施例1具有多層復(fù)合隔熱結(jié)構(gòu)的輸送管道的剖面示意圖。附圖標(biāo)記說明:101、內(nèi)工作管;102、保溫層;103、鋁箔;104、外隔離層;201、內(nèi)工作管;202、內(nèi)隔熱層；203、中間反輻射層；204、外隔熱層；205、隔離層。
具體實施例方式本發(fā)明所使用的原材料如下:氣凝膠復(fù)合材料購自廣東埃力生高新科技有限公司。以下通過實施例對本發(fā)明做進一步闡述。實施例1參考圖2，本實施例一種具有多層復(fù)合隔熱結(jié)構(gòu)的輸送管道，包括由內(nèi)到外依次設(shè)置的內(nèi)工作管201、內(nèi)隔熱層202、中間反輻射層203、外隔熱層204、隔離層205、固定組件。其中，所述內(nèi)隔熱層202為親水或疏水性的氣凝膠復(fù)合材料，所述中間反輻射層203為鋁箔玻纖布，所述的外隔熱層204是疏水性的氣凝膠復(fù)合材料。所述的疏水性的氣凝膠復(fù)合材料為整體憎水的氣凝膠復(fù)合材料；所述的親水性的氣凝膠復(fù)合材料為整體親水的氣凝膠復(fù)合材料；所述鋁箔玻纖布的鋁箔面與內(nèi)隔熱層貼合，所述鋁箔玻纖布的玻纖面與外隔熱層貼合；所述隔離層采用粘性鋁箔紙或鋼管；所述內(nèi)工作管為無縫鋼管；所述的固定組件為鍍鋅鐵絲。當(dāng)工作溫度為400°C以下時，所述內(nèi)隔熱層采用疏水性氣凝膠復(fù)合材料；當(dāng)工作溫度為400°C以上，所述內(nèi)隔熱層采用親水性的氣凝膠復(fù)合材料。這些氣凝膠復(fù)合材料密度小，可應(yīng)用的溫度范圍在_275°C -1200°C，當(dāng)管道輸送流體溫度在650°C以下時，可以選擇耐溫在-275°C _650°C范圍內(nèi)的氣凝膠復(fù)合材料；當(dāng)管道輸送流體溫度在650°C以上時，可以選擇耐溫在650°C -1200°C范圍內(nèi)的氣凝膠復(fù)合材料。本發(fā)明實施例采用氣凝膠復(fù)合材料作為隔熱層，其主要優(yōu)越性主要表現(xiàn)在:(I)具有極佳的隔熱性能。氣凝膠復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)一般在0.018w/m*k以下，遠低于傳統(tǒng)保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)0.035-0.05w/m*k,隔熱性能提升50%以上，有效減少了隔熱層的厚度，同等的隔熱效果只需1/2至1/8的厚度，減少管徑，降低了管道整體的空間占用率。(2)重量輕。氣凝膠復(fù)合材料密度遠低于傳統(tǒng)的保溫材料，減少了整體管道的重量，特別是對于直埋式的應(yīng)用環(huán)境，因隔熱層薄，隔離層采用的鋼管直徑小厚度薄，極大的降低了外鋼管成本及直埋空間和施工空間，給直埋施工特別是水底等惡劣環(huán)境作業(yè)帶來了可行方便，也極大降低了對施工及管托的要求。(3)優(yōu)異的吸附能力。氣凝膠復(fù)合材料表面有成百上千的微孔，因此其除了擁有優(yōu)異的隔熱防火性能，同時也具備了優(yōu)異的吸附能力，能吸收數(shù)倍于體積的液體，使得管道具備了一定抵抗事故的能力。所述中間反輻射層203所使用的鋁箔玻纖布是一種不吸潮的柔性隔熱材料，安裝時采用鋁箔面貼合內(nèi)隔熱層，玻纖面貼合外隔熱層方式。其作用除了能有效地將熱量隔絕并反射回內(nèi)層外，本身具有防水耐腐蝕功能，也成為了內(nèi)隔熱層材料的超薄型防護層，還能讓內(nèi)隔熱層與外隔熱層緊密地貼合，起到了抗震耐壓，避免管道錯位或者隔熱材料松開。所述外隔熱層204為疏水性的氣凝膠復(fù)合材料。其除了具備一般的二氧化硅氣凝膠復(fù)合材料的性能外，還具備了極強的疏水防腐性能。能夠有效地阻止外界的水分向輸送管道滲透，減少管道的腐蝕，大大增加了管道的使用壽命。所述隔離層205依據(jù)管道的鋪設(shè)方式可采用粘性鋁箔布或鋼管。當(dāng)管道采用架空式鋪設(shè)時，可采用熱壓成型的防水粘性鋁箔布直接黏貼在外隔熱層4上，方便施工；當(dāng)管道采用直埋式鋪設(shè)時，可采用鋼管作為隔離層，起到承壓耐壓作用。在具體實現(xiàn)時，可按照實際要求調(diào)整內(nèi)隔熱層202、中間反輻射層203與外隔熱層204的厚度，達到成本與性能的最優(yōu)化。本實施例的輸送管道，通過設(shè)置了內(nèi)外雙層氣凝膠復(fù)合材料隔熱層夾帶鋁箔玻纖布反輻射層的多層復(fù)合結(jié)構(gòu)，并采用了鋁箔面貼合內(nèi)隔熱層，玻纖面貼合外隔熱層的施工方式，使得隔熱輸送管道提升了隔熱性能，降低了重量，減少了空間占用率，延長了壽命，在提高了經(jīng)濟性的同時還具備了一定的耐壓抗震和抵抗事故能力。對比例I本對比例一種輸送管道，包括由內(nèi)到外依次設(shè)置的內(nèi)工作管、內(nèi)隔熱層、中間反輻射層、外隔熱層、隔離層、固定組件。其中，所述內(nèi)隔熱層為二氧化硅氣凝膠復(fù)合材料，所述中間反輻射層為鋁箔玻纖布，所述的外隔熱層為憎水硬質(zhì)聚氨酯保溫層，內(nèi)工作管為鋼管。應(yīng)用性能比較
權(quán)利要求
1.一種具有多層復(fù)合隔熱結(jié)構(gòu)的輸送管道，其特征在于，包括由內(nèi)到外依次設(shè)置的內(nèi)工作管、內(nèi)隔熱層、中間反輻射層、外隔熱層、隔離層；所述內(nèi)隔熱層為疏水性或親水性的氣凝膠復(fù)合材料，所述外隔熱層為疏水性的氣凝膠復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多層復(fù)合隔熱結(jié)構(gòu)的輸送管道，其特征在于，當(dāng)工作溫度為400°C以上，所述內(nèi)隔熱層采用親水性的氣凝膠復(fù)合材料；當(dāng)工作溫度為400°C以下，所述內(nèi)隔熱層采用疏水性的氣凝膠復(fù)合材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有多層復(fù)合隔熱結(jié)構(gòu)的輸送管道，其特征在于，所述中間反輻射層為鋁箔玻纖布，厚度為0.02-2mm ;所述鋁箔玻纖布的鋁箔面與內(nèi)隔熱層貼合，所述招箔玻纖布的玻纖面與外隔熱層貼合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的具有多層復(fù)合隔熱結(jié)構(gòu)的輸送管道，其特征在于，所述隔離層為熱壓成型的防水帶粘性鋁箔布或鋼管。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的具有多層復(fù)合隔熱結(jié)構(gòu)的輸送管道，其特征在于，所述內(nèi)工作管為無縫鋼管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的具有多層復(fù)合隔熱結(jié)構(gòu)的輸送管道，其特征在于，所述隔離層外還設(shè)有固定組件，所述固定組件為鍍鋅鐵絲。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有多層復(fù)合隔熱結(jié)構(gòu)的輸送管道，包括由內(nèi)到外依次設(shè)置的內(nèi)工作管、內(nèi)隔熱層、中間反輻射層、外隔熱層、隔離層；所述內(nèi)隔熱層為疏水性或親水性的氣凝膠復(fù)合材料，所述外隔熱層為疏水性的氣凝膠復(fù)合材料。本發(fā)明輸送管道在結(jié)構(gòu)上設(shè)置了內(nèi)隔熱層與外隔熱層，并將氣凝膠復(fù)合材料用于這兩個隔熱層中，大大提高了隔熱性能，大幅度降低熱量損失，大幅度減少了管徑與重量，增加了使用壽命，降低了運輸及綜合運營成本，提高了空間利用率。
文檔編號F16L58/04GK103195985SQ20131012034
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月8日
發(fā)明者張秋華, 劉平, 衛(wèi)榮輝 申請人:廣東埃力生高新科技有限公司