專利名稱：內(nèi)襯絕緣法蘭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種鋼質(zhì)管道電絕緣聯(lián)結(jié)的內(nèi)襯絕緣法蘭。
1984年7月25日公布的英國專利GB2133490A管道聯(lián)結(jié)器，用于船舶與碼頭之間的管道絕緣聯(lián)結(jié)。其結(jié)構(gòu)是由聯(lián)結(jié)體、內(nèi)襯、螺栓、螺母等組成。聯(lián)結(jié)體采用堅實的硬質(zhì)塑料制成，內(nèi)襯為聚四氟乙烯管，內(nèi)襯管兩端擴口翻邊，使之緊貼在聯(lián)接體兩端面作密封墊使用，采用交錯型式布置的螺栓與管道聯(lián)結(jié)。此種絕緣聯(lián)結(jié)器只限于碼頭上使用，其距離短，輸送介質(zhì)壓力低，作為碼頭與船舶之間的管道陰極保護的絕緣聯(lián)結(jié)。制造聯(lián)結(jié)體的材料強度低，不適用中壓管道的絕緣聯(lián)結(jié)用。密封上采用聚四氟乙烯材料，在較高溫度和壓力下使用，彈性下降，不能持久的保持絕緣密封性能。
我國原石油部標(biāo)準(zhǔn)SYJ16－85“絕緣法蘭設(shè)計技術(shù)規(guī)定”，只用于公稱壓力PN≤10MPa，設(shè)計溫度t≤100℃情況下的埋地輸油、輸氣鋼質(zhì)管道陰極保護的絕緣聯(lián)結(jié)。標(biāo)準(zhǔn)中，絕緣法蘭分為比壓密封和自緊密封兩種型式。比壓密封絕緣只適用于公稱壓力PN≤2.5MPa的管道中，當(dāng)公稱直徑DN≤400mm時，可采用平焊法蘭結(jié)構(gòu)。標(biāo)準(zhǔn)中，絕緣法蘭原則上也適用輸水管道，但要求絕緣法蘭內(nèi)表面非接觸面作電絕緣內(nèi)涂層處理。比壓密封墊片的材料為橡膠石棉板、耐油橡膠石棉板、氯丁橡膠板、織物氯丁橡膠板或聚四氟乙烯板等。自緊密封墊片采用耐油橡膠石棉板、氯丁橡膠板或聚四氟乙烯橡膠板制造，此種型式，絕緣密封性能不穩(wěn)定，以密封兼作絕緣的耐油橡膠石棉板和織物等，具有一定的吸水性，當(dāng)與管內(nèi)水接觸后，被潤濕，墊片絕緣電阻大幅度下降，經(jīng)測試，耐油橡膠石棉墊在空氣中的電阻1500MΩ，在密封壓力下被水潤濕后，產(chǎn)生短路。聚四氟乙烯墊片雖然防水，但彈性較差，在超過200℃使用時，會產(chǎn)生蠕變，難于保持穩(wěn)定的比壓密封。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，輸送不含水的管道，法蘭相對間非接觸面不作絕緣處理。平焊法蘭聯(lián)結(jié)，在管道與法蘭聯(lián)接處形成凹凸不平的洼坑，沉積導(dǎo)電雜物后，連通內(nèi)壁，造成絕緣法蘭失效。含水等易導(dǎo)電介質(zhì)的管道，要求絕緣法蘭內(nèi)表面非接觸面涂絕緣層，但在法蘭與短管焊口和折角處，涂層很難保證完全復(fù)蓋全部表面，以致導(dǎo)致絕緣層無效。另外，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定絕緣法蘭，只是使用在陰極保護的管道上，電壓一般≤10V，而管道電加熱需電壓為380～600V，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的絕緣法蘭是無法適應(yīng)的。
本實用新型的目的，在于補償現(xiàn)有技術(shù)的不足而提出的一種新型的鋼質(zhì)管道的絕緣法蘭，從而有效的解決了公稱壓力PN≤10MPa，輸送介質(zhì)溫度t≤100℃，用于電壓≤10V陰極保護管道的單絕緣法蘭和電壓380～660V電加熱管道的雙絕緣法蘭。
本實用新型的目的可以通過以下措施來達到絕緣聯(lián)結(jié)的短管(1)內(nèi)設(shè)置用聚四氟乙烯材料制成的絕緣襯里(2)，在絕緣襯里(2)不需擴口翻邊端壁內(nèi)隱夾螺旋體(18)，基礎(chǔ)法蘭(4)或(15)與匹配法蘭(13)或(16)之密封絕緣采用組合式比壓密封絕緣，凹凸法蘭承插口嵌入聚四氟乙烯制成的環(huán)體(11)，保證了絕緣法蘭有可靠穩(wěn)定的絕緣性能。短管(1)的內(nèi)表面與聚四氟乙烯絕緣襯里(2)的外表面相接觸表面之間隙注滿粘結(jié)劑(3)粘合，防止水及含水介質(zhì)進入而使絕緣襯里(2)受外壓和潤濕密封墊(12)，而影響絕緣效果。當(dāng)管道輸送水或水油氣等介質(zhì)經(jīng)過絕緣聯(lián)結(jié)體的短管(1)時，建立起一個體積電阻，這種電阻與管橫截面成反比，與絕緣襯里(2)長度成正比，在已確定管道直徑情況下，改變絕緣襯里(2)長度，可以控制導(dǎo)電量，把導(dǎo)電量控制在即安全而又經(jīng)濟的范圍內(nèi)。短管(1)內(nèi)絕緣襯里(2)的端部一端或者兩端進行擴口翻邊，使絕緣法蘭的端面折角處和短管(1)與基礎(chǔ)法蘭(4)或(15)焊接處，均受到聚四氟乙烯絕緣襯里(2)的絕緣保護。這樣既保證了介質(zhì)在短管(1)內(nèi)建立起一定的電阻，還有效的防止了法蘭聯(lián)結(jié)的洼坑處導(dǎo)電沉積物的沉積，保證了絕緣法蘭的良好性能。絕緣襯里(2)擴口翻邊后，與基礎(chǔ)法蘭(4)或(15)的密封墊片(12)構(gòu)成絕緣密封墊片，制造密封墊片(12)的材料與聚四氟乙烯兩種材料的性能互相補充，保證了絕緣密封的足夠比壓，使得有良好的穩(wěn)定的絕緣密封。
絕緣法蘭所采用的法蘭均采用管道法蘭標(biāo)準(zhǔn)，達到標(biāo)準(zhǔn)化要求。當(dāng)公稱壓力PN≤2.5MPa時，采用JB81－59標(biāo)準(zhǔn)平焊鋼法蘭，光滑表面密封，當(dāng)公稱壓力PN＞2.5MPa時，采用JB82－59標(biāo)準(zhǔn)對焊鋼法蘭，凹凸表面密封，使之絕緣法蘭中的金屬構(gòu)件和密封型式完全符合我國油氣田管道所執(zhí)行的法蘭標(biāo)準(zhǔn)，達到標(biāo)準(zhǔn)化。但是，為確保絕緣法蘭的絕緣性能，在對焊法蘭凹凸面的徑向配合表面，進行絕緣處理，即在凹凸形法蘭的環(huán)形承插口處，用聚四氟乙烯制造成環(huán)形的環(huán)體(11)嵌入承插口內(nèi)，使之產(chǎn)生絕緣作用。在兩法蘭相對面的非接觸面涂絕緣層(10)，這樣，兩法蘭間落入任何導(dǎo)電雜物都不會影響絕緣性能。
內(nèi)絕緣法蘭基本有兩種結(jié)構(gòu)型式，單絕緣法蘭和雙絕緣法蘭。單絕緣法蘭用于管道的陰極保護絕緣聯(lián)結(jié)，控制導(dǎo)電電流≤0.2A，電壓≤10V，襯里長度為250mm，壁厚1～2mm。雙絕緣法蘭用于管道電加熱絕緣聯(lián)結(jié)，控制導(dǎo)電電流≤5A，電壓為380～660V，絕緣襯里長度為500mm，壁厚1～2mm。
單絕緣法蘭和雙絕緣法蘭又各分為光滑表面和凹凸表面絕緣密封兩種結(jié)構(gòu)。
單絕緣法蘭的光滑表面絕緣密封絕緣法蘭，適用于公稱壓力PN≤2.5MPa，設(shè)計介質(zhì)溫度t≤100℃的管道，基礎(chǔ)法蘭(15)，匹配法蘭(16)，符合JB81－59平焊鋼法蘭標(biāo)準(zhǔn)。凹凸表面絕緣密封絕緣法蘭，適用于公稱壓力2.5MPa＜PN＜10MPa的管道，設(shè)計介質(zhì)溫度t≤100℃，基礎(chǔ)法蘭(4)，匹配法蘭(13)，符合JB82－59對焊鋼法蘭標(biāo)準(zhǔn)。單絕緣法蘭，絕緣襯里(2)采用一端擴口翻邊型式。
雙絕緣法蘭的光滑表面絕緣密封絕緣法蘭，適用于公稱壓力PN≤2.5MPa的管道，設(shè)計介質(zhì)溫度t≤100℃，基礎(chǔ)法蘭(15)，匹配法蘭(16)，符合JB81－59平焊鋼法蘭標(biāo)準(zhǔn)。凹凸表面絕緣密封絕緣法蘭，適用于公稱壓力2.5MPa＜PN＜10MPa，設(shè)計介質(zhì)溫度t≤100℃，基礎(chǔ)法蘭(4)，匹配法蘭(13)，符合JB82－59對焊鋼法蘭標(biāo)準(zhǔn)。雙絕緣法蘭是由兩個單絕緣法蘭組成。
附圖的圖面說明如下附


圖1，光滑表面絕緣密封內(nèi)襯單絕緣法蘭結(jié)構(gòu)圖。
附圖2，凹凸表面絕緣密封內(nèi)襯單絕緣法蘭結(jié)構(gòu)圖。
附圖3，光滑表面絕緣密封內(nèi)襯雙絕緣法蘭結(jié)構(gòu)圖。
附圖4，凹凸表面絕緣密封內(nèi)襯雙絕緣法蘭結(jié)構(gòu)圖。
附圖5，絕緣襯里(2)的結(jié)構(gòu)圖。
結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳述附
圖1，給出了光滑表面絕緣密封內(nèi)襯單絕緣法蘭結(jié)構(gòu)圖。此結(jié)構(gòu)適用于公稱壓力PN≤2.5MPa。短管(1)與基礎(chǔ)法蘭(15)按技術(shù)要求焊接后，根據(jù)鋼質(zhì)管道絕緣所需的長度，對于陰極保護輸送含水介質(zhì)的管道，電壓≤10V，控制導(dǎo)電電流≤0.2A，設(shè)計介質(zhì)溫度t≤100℃，則絕緣襯里(2)長為250mm，選用壁厚1～2mm的聚四氟乙烯襯入短管(1)內(nèi)，并留有一定的長度作為擴口翻邊。絕緣襯里(2)外表面與短管(1)內(nèi)表面接觸面之間注滿粘合劑(3)粘合，防止管道內(nèi)含水介質(zhì)滲入而造成絕緣襯里(2)受外壓和潤濕法蘭密封墊片(12)，保證絕緣效果?；A(chǔ)法蘭(15)與匹配法蘭(16)的相對面非接觸部分涂一層絕緣層，防止在安裝后使用時因?qū)щ婋s物落入其間而影響絕緣。密封墊片(12)采用耐油橡膠石棉板或織物制成，其厚度大于聚四氟乙烯絕緣襯里(2)的厚度。在絕緣法蘭組裝時，密封墊片(12)與絕緣襯里(2)的翻邊緊緊壓在一起，形成了絕緣密封的組合墊片，當(dāng)絕緣法蘭在使用過程中，若聚四氟乙烯發(fā)生蠕變時，由于密封墊片(12)的彈性回復(fù)作用，仍壓緊翻邊，保持著比壓密封。螺栓(5)外圓按需要長度加用聚四氟乙烯制成的絕緣套(9)，環(huán)氧酚醛層壓布板制造的絕緣墊片(8)，使螺栓(5)與基礎(chǔ)法蘭(15)、匹配法蘭(16)不直接接觸，保證絕緣效果。絕緣墊片(8)外再加一個金屬墊片(7)，在扳緊螺母(6)時，防止擦環(huán)絕緣墊片(8)。短管(17)按需要長度與匹配法蘭(16)焊接。
內(nèi)絕緣法蘭，在工廠制造、組裝、試壓、檢驗、合格后出廠，現(xiàn)場施工時與管道焊接。
附圖2，給出了凹凸表面絕緣密封內(nèi)襯單絕緣法蘭結(jié)構(gòu)圖。此結(jié)構(gòu)適用于公稱壓力2.5MPa＜PN＜10MPa，其結(jié)構(gòu)型式基本同于附
圖1，不同點僅在于基礎(chǔ)法蘭(4)與匹配法蘭(13)的凹凸面徑向配合的環(huán)形承插口用聚四氟乙烯制成環(huán)體(11)，嵌入法蘭，加強了環(huán)形接觸面的絕緣強度。
附圖3，給出了光滑表面絕緣密封內(nèi)襯雙絕緣法蘭結(jié)構(gòu)圖。此種結(jié)構(gòu)適用于公稱壓力PN≤2.5MPa。
附圖4，給出了凹凸表面絕緣密封內(nèi)襯雙絕緣法蘭結(jié)構(gòu)圖。此種結(jié)構(gòu)適用于公稱壓力2.5MPa＜PN＜10MPa。
附圖3、附圖4，兩種型式的結(jié)構(gòu)，均為絕緣襯里(2)兩端擴口翻邊，雙絕緣法蘭與管線聯(lián)結(jié)，絕緣襯里(2)與短管(1)之間接觸面不需充入粘結(jié)劑(3)粘合，可以完全杜絕含水介質(zhì)進入和潤濕密封墊片(12)，絕緣更加可靠。此兩種型式用在電壓380～660V，控制導(dǎo)電電流≤5A，絕緣襯里長500mm，壁厚1～2mm的電加熱管道。
本實用新型與原有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點1、由于采用了標(biāo)準(zhǔn)法蘭，取材方便，制造容易，達到標(biāo)準(zhǔn)化，便于推廣使用。
2、絕緣性能好，安全可靠，適用范圍廣，既適用于電壓≤10V的陰極保護的管道，又適用于電壓380～660V的電加熱管道。
3、達到工廠化生產(chǎn)，保證了質(zhì)量。
權(quán)利要求1.一種用于鋼質(zhì)管道的電絕緣聯(lián)結(jié)的內(nèi)襯絕緣法蘭，其結(jié)構(gòu)由短管(1)，基礎(chǔ)法蘭(4)或(15)、密封墊片(12)、匹配法蘭(13)或(16)、螺栓(5)、螺母(6)、套管(9)、墊片(7)、(8)和絕緣層(10)組成，本實用新型的特征是短管(1)內(nèi)設(shè)置采用聚四氟乙烯材料制成的絕緣襯里(2)，短管(1)與絕緣襯里(2)之間充滿粘結(jié)劑(3)，絕緣襯里(2)一端或者兩端擴口翻邊與基礎(chǔ)法蘭(4)或(15)的密封墊片(12)構(gòu)成組合墊片，達到組合式比壓密封。采用凹凸法蘭時，承插口嵌入聚四氟乙烯制成的環(huán)體(11)，保證了絕緣法蘭有可靠穩(wěn)定的絕緣性能。在絕緣襯里(2)不需擴口翻邊端，壁內(nèi)隱夾螺旋體(18)，增強絕緣襯里剛性。
2.如權(quán)利要求1所述內(nèi)襯絕緣法蘭，其特征是包括用于輸送含水介質(zhì)的管道陰極保護的單絕緣法蘭，電壓≤10V，控制導(dǎo)電電流≤0.2A，絕緣襯里長250mm，壁厚1～2mm。用于輸送含水介質(zhì)的管道電加熱絕緣的雙絕緣法蘭，電壓為380～660V，控制導(dǎo)電電流≤5A，絕緣襯里長度500mm，壁厚1～2mm。
專利摘要一種用于鋼質(zhì)管道的電絕緣聯(lián)結(jié)的內(nèi)襯絕緣法蘭，其管內(nèi)設(shè)置1～2mm壁厚的聚四氟乙烯制成的襯里，襯里一端或兩端擴口翻邊，翻邊蓋住基礎(chǔ)法蘭的墊片，構(gòu)成組合墊片，法蘭均采用JB81-59、JB82-59標(biāo)準(zhǔn)法蘭，當(dāng)使用JB82-59標(biāo)準(zhǔn)法蘭時凹凸環(huán)形接觸部位承插口采用聚四氟乙烯制成環(huán)狀體嵌入法蘭內(nèi)，無論管道內(nèi)輸送任何介質(zhì)，均能使絕緣法蘭保持長期安全穩(wěn)定的絕緣密封性能，適用于鋼質(zhì)管道的電法陰極保護和電加熱的絕緣聯(lián)結(jié)。
文檔編號F16L23/00GK2128332SQ9220219
公開日1993年3月17日 申請日期1992年1月27日 優(yōu)先權(quán)日1992年1月27日
發(fā)明者孫占華, 黃永湘, 祁季和 申請人:大慶石油管理局油田建設(shè)設(shè)計研究院