本發(fā)明涉及一種管道接頭，尤其是涉及一種非金屬管道接頭。
背景技術(shù)：
隨著人類對能源的需求，淺水海域的油氣資源已經(jīng)難以滿足人類的需要，深海水域有著豐富的油氣資源，因此，深海水域?qū)⑹俏磥硎澜绾Ｑ笥蜌忾_采的主要區(qū)域。受深水油氣資源開發(fā)的推進(jìn)，海底管線的需求日趨增多，管線與管線之間的接頭是海洋管線系統(tǒng)的重要組成部分。
現(xiàn)有海洋管線的接頭部分主要為鋼制材料，由于海洋管道所處環(huán)境和所輸送介質(zhì)的影響，管線接頭處容易產(chǎn)生腐蝕，會進(jìn)一步影響管道輸送時的輸送質(zhì)量和使用壽命，造成資源、財產(chǎn)損失。管道接頭在保證與管道有良好的承接與密封作用的同時還必須具備耐高壓、抗腐蝕、氣密性好等特點。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明就是針對現(xiàn)有海洋管道存在易腐蝕、易磨損和氣密性較差的技術(shù)問題，提供一種耐腐蝕、耐磨損和氣密性較好的非金屬管道接頭。
為此，本發(fā)明提供一種非金屬管道接頭，其設(shè)有法蘭和套筒，法蘭與需要連接的管道對接且它們之間設(shè)有密封圈；法蘭端部設(shè)有凸臺，套筒套設(shè)于凸臺的外周；法蘭上還套設(shè)有鎖環(huán)，套筒與鎖環(huán)通過螺紋相連接；法蘭、套筒和鎖環(huán)均采用碳纖增強(qiáng)熱塑性材料或碳纖增強(qiáng)熱固性材料，碳纖增強(qiáng)熱塑性材料由碳纖維、PPS或PEEK組成，碳纖增強(qiáng)熱固性材料由碳纖維、環(huán)氧樹脂或酚醛樹脂或不飽和聚酯組成。
優(yōu)選地，法蘭插管和/或鎖環(huán)通過模塑成型，模塑溫度為350～380℃，定型溫度為0～10℃,壓力為10～30MPa。
優(yōu)選地，法蘭插管和/或鎖環(huán)4通過模壓成型為預(yù)制體，模壓后經(jīng)固化成型，固化溫度為80～200℃，壓力為10～30MPa，然后冷卻定型。
優(yōu)選地，套筒在呈套筒形狀的模具上，由碳纖帶經(jīng)纏繞機(jī)來回纏繞，并在纏繞過程中加熱，使之成為一個實壁整體結(jié)構(gòu)，然后冷卻定型；纏繞層數(shù)為20～160層，纏繞角度為±(30～87)°交替纏繞，碳纖帶的寬度為30～160mm，厚度為0.15～0.35mm。
優(yōu)選地，密封圈由聚四氟乙烯模塑成型，模塑溫度為327℃,壓力為20～35MPa。
聚苯硫醚(PPS)全稱為聚苯基硫醚，是分子主鏈中帶有苯硫基的熱塑性樹脂，聚苯硫醚是一種結(jié)晶性的聚合物，具有機(jī)械強(qiáng)度高、耐高溫、耐化學(xué)藥品性、難燃、熱穩(wěn)定性好、電性能優(yōu)良等優(yōu)點；聚醚醚酮(PEEK)是分子主鏈中含有鏈節(jié)的線性芳香族高分子化合物，其也具備耐高溫、機(jī)械性能優(yōu)異、自潤滑性好、耐化學(xué)品腐蝕、阻燃、耐剝離性和耐磨等優(yōu)點。
本發(fā)明通過引入碳纖增強(qiáng)的熱塑性或熱固性材料，提高了油氣輸送的耐腐蝕，耐高溫，耐壓等性能，保證較高的機(jī)械強(qiáng)度和較好力學(xué)性能的同時也具有一定的柔性，使管道接口間能夠允許具有一定的彎曲度和位移，延長了其使用壽命；此外，本發(fā)明還具有重量輕，易于安裝，密封性良好等特點，符合海上油氣的輸送需求。
附圖說明
圖1為本發(fā)明與管道連接的剖視圖。
圖中符號說明：
1.法蘭；2.管道；3.密封圈；4.鎖環(huán)；5.套筒；6.凸臺。
具體實施方式
下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實施方式。
如圖1所示，本發(fā)明用于連接管道2，其設(shè)有法蘭1，法蘭1與管道2對接且它們之間設(shè)有空心的密封圈3，密封圈3能到起到很好的密封作用，防止運(yùn)輸?shù)挠蜌庑孤?。法蘭1上套設(shè)有鎖環(huán)4，鎖環(huán)4的外周設(shè)有外螺紋；法蘭1的端部還設(shè)有凸臺6，凸臺6和管道2的外周還共同套設(shè)有套筒5，套筒5的端部設(shè)有內(nèi)螺紋，套筒5的內(nèi)螺紋與鎖環(huán)4的外螺紋相配合。
法蘭1在套上鎖環(huán)4后，法蘭1的尾端再加工出凸臺6，凸臺6的尺寸與連接的管道2的尺寸相同，鎖環(huán)4能夠在法蘭1的管部滑動，已備進(jìn)行最后的螺旋連接。套筒5的端部內(nèi)螺紋和鎖環(huán)4的外螺紋加工時均根據(jù)API執(zhí)行螺紋標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明在使用時先將套筒5套在管道2上，在管道2的尾端加工成厚壁管端形式，用于套筒5與法蘭1連接時提供高圧密封。管道2與法蘭1的管口之間放入密封圈3，然后進(jìn)行套筒5和鎖環(huán)4之間的螺旋連接，最終實現(xiàn)接頭部件的組裝。
實施例1
法蘭1、鎖環(huán)4和套筒5均采用碳纖增強(qiáng)熱塑性材料，由PPS和碳纖維組成。
法蘭1和鎖環(huán)4通過模塑成型，模塑溫度370℃，定型溫度0℃,壓力10MPa。
套筒5在呈套筒形狀的模具上，由碳纖帶經(jīng)纏繞機(jī)來回纏繞，并在纏繞過程中加熱，使之成為一個實壁整體結(jié)構(gòu)，冷卻定型，纏繞層數(shù)為20層，纏繞角度為±30°交替纏繞，碳纖帶的寬度為30mm，厚度為0.15mm。
密封圈3由聚四氟乙烯(PTFE)材料模塑成型，模塑溫度327℃,壓力20MPa。
實施例2
法蘭1、鎖環(huán)4和套筒5均采用碳纖增強(qiáng)熱塑性材料，由PEEK和碳纖維組成。
法蘭1和鎖環(huán)4通過模塑成型，模塑溫度350℃，定型溫度5℃,壓力20MPa。
套筒5在呈套筒形狀的模具上，由碳纖帶經(jīng)纏繞機(jī)來回纏繞，并在纏繞過程中加熱，使之成為一個實壁整體結(jié)構(gòu)，冷卻定型，纏繞層數(shù)為80層，纏繞角度為±55°交替纏繞，碳纖帶的寬度為90mm，厚度為0.25mm。
密封圈3由聚四氟乙烯(PTFE)材料模塑成型，模塑溫度327℃,壓力28MPa。
實施例3
法蘭1、鎖環(huán)4和套筒5均采用碳纖增強(qiáng)熱塑性材料，由PPS和碳纖維組成。
法蘭1和鎖環(huán)4通過模塑成型，模塑溫度380℃，定型溫度10℃,壓力30MPa。
套筒5在呈套筒形狀的模具上，由碳纖帶經(jīng)纏繞機(jī)來回纏繞，并在纏繞過程中加熱，使之成為一個實壁整體結(jié)構(gòu)，冷卻定型，纏繞層數(shù)為160層，纏繞角度為±87°交替纏繞，碳纖帶的寬度為160mm，厚度為0.35mm。
密封圈3由聚四氟乙烯(PTFE)材料模塑成型，模塑溫度327℃,壓力35MPa。
碳纖增強(qiáng)熱塑性非金屬管道接頭具有優(yōu)異的耐腐蝕性，耐壓能力強(qiáng)，使用壽命長，耐疲勞性好，密封性好等特點，適用于高溫高壓、耐滲透環(huán)境油氣輸送。
實施例4
法蘭1、鎖環(huán)4和套筒5均采用碳纖增強(qiáng)熱固性材料，由不飽和聚酯和碳纖維組成。
法蘭1和鎖環(huán)4通過模壓成型為預(yù)制體，模壓后經(jīng)固化成型，固化溫度80℃，壓力10MPa，冷卻定型。
套筒5在呈套筒形狀的模具上，碳纖帶經(jīng)纏繞機(jī)來回纏繞，并在纏繞過程中加熱成為預(yù)制體，然后經(jīng)過固化定型，纏繞層數(shù)為20層，纏繞角度為±30°交替纏繞，碳纖帶的寬度為30mm，厚度為0.15mm。
密封圈3由聚四氟乙烯(PTFE)材料模塑成型，模塑溫度327℃，壓力20MPa。
實施例5
法蘭1、鎖環(huán)4和套筒5均采用碳纖增強(qiáng)熱固性材料，由環(huán)氧樹脂和碳纖維組成。
法蘭1和鎖環(huán)4通過模壓成型為預(yù)制體，模壓后經(jīng)固化成型，固化溫度120℃，壓力20MPa，冷卻定型。
套筒5在呈套筒形狀的模具上，碳纖帶經(jīng)纏繞機(jī)來回纏繞，并在纏繞過程中加熱成為預(yù)制體，然后經(jīng)過固化定型，纏繞層數(shù)為80層，纏繞角度為±55°交替纏繞，碳纖帶的寬度90mm，厚度為0.15mm。
密封圈3由聚四氟乙烯(PTFE)材料模塑成型，模塑溫度327℃，壓力25MPa。
實施例6
法蘭1、鎖環(huán)4和套筒5均采用碳纖增強(qiáng)熱固性材料，由酚醛樹脂和碳纖維組成。
法蘭1和鎖環(huán)4通過模壓成型為預(yù)制體，模壓后經(jīng)固化成型，固化溫度200℃，壓力30MPa，冷卻定型。
套筒5在呈套筒形狀的模具上，碳纖帶經(jīng)纏繞機(jī)來回纏繞，并在纏繞過程中加熱成為預(yù)制體，然后經(jīng)過固化定型，纏繞層數(shù)為160層，纏繞角度為±87°交替纏繞，碳纖帶的寬度160mm，厚度為0.35mm。
密封圈3由聚四氟乙烯(PTFE)材料模塑成型，模塑溫度327℃，壓力30MPa。
碳纖增強(qiáng)熱固性非金屬接頭結(jié)構(gòu)合理，機(jī)械強(qiáng)度高，力學(xué)性能好，承壓能力強(qiáng)，耐腐蝕，與管材連接良好，可用于海洋深水油氣輸送。
惟以上所述者，僅為本發(fā)明的具體實施例而已，當(dāng)不能以此限定本發(fā)明實施的范圍，故其等同組件的置換，或依本發(fā)明專利保護(hù)范圍所作的等同變化與修改，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明權(quán)利要求書涵蓋之范疇。