本發(fā)明涉及化工管道輸送，特別是一種大口徑耐高壓耐腐蝕的rtp特種復(fù)合管道接頭。
背景技術(shù)：
1、在石油化工、海洋工程等領(lǐng)域的管道輸送系統(tǒng)中，增強(qiáng)熱塑性塑料（rtp）管道因其優(yōu)異的耐腐蝕性能和輕量化特點(diǎn)得到廣泛應(yīng)用。然而傳統(tǒng)rtp管道接頭技術(shù)存在顯著缺陷：首先，大口徑工況下法蘭連接的螺栓預(yù)緊力分布不均，導(dǎo)致密封壓力梯度變化，在10mpa以上高壓環(huán)境中易出現(xiàn)局部泄漏；其次，金屬緊固件與塑料層熱膨脹系數(shù)差異達(dá)5-8倍，溫度波動(dòng)時(shí)產(chǎn)生界面應(yīng)力集中，造成密封結(jié)構(gòu)蠕變失效；再者，腐蝕介質(zhì)通過毛細(xì)作用滲透至增強(qiáng)纖維層，引發(fā)層間剝離破壞；此外，現(xiàn)有機(jī)械壓接接頭安裝需配備大型液壓設(shè)備，在dn600以上管徑施工時(shí)效率低下且難以保證安裝精度。這些問題嚴(yán)重制約了rtp管道在高壓、腐蝕性介質(zhì)輸送領(lǐng)域的應(yīng)用可靠性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)化密封壓力分布、提升溫度適應(yīng)性、增強(qiáng)抗腐蝕能力的大口徑耐高壓耐腐蝕的rtp特種復(fù)合管道接頭。
2、本發(fā)明采用以下方法來實(shí)現(xiàn)：一種大口徑耐高壓耐腐蝕的rtp特種復(fù)合管道接頭，包括連接管體、第一內(nèi)襯套、第二內(nèi)襯套和密封件，所述第一內(nèi)襯套和所述第二內(nèi)襯套之間經(jīng)連接件連接設(shè)置，所述第一內(nèi)襯套和所述第二內(nèi)襯套另一端經(jīng)所述密封件固定于連接管體的連接端內(nèi)壁，所述連接管體的連接端為錐形擴(kuò)口設(shè)計(jì)內(nèi)表面激光蝕刻微流道槽，引導(dǎo)密封膠填充；所述第一內(nèi)襯套和所述第二內(nèi)襯套外側(cè)面連接有管道連接段，所述管道連接段設(shè)有三級(jí)階梯式鎖緊槽，所述密封件包括溫度激活的形狀記憶合金環(huán)和自修復(fù)聚脲彈性體，所述三級(jí)階梯式鎖緊槽的中段設(shè)置有所述形狀記憶合金環(huán)，所述形狀記憶合金環(huán)外側(cè)面填充有自修復(fù)聚脲彈性體，所述三級(jí)階梯式鎖緊槽上左右兩端均套設(shè)有密封圈，所述連接管體的連接端連接有加強(qiáng)套筒，且所述加強(qiáng)套筒套設(shè)在所述三級(jí)階梯式鎖緊槽上，所述加強(qiáng)套筒上開設(shè)有第一連接槽，所述第一連接槽內(nèi)開設(shè)有第一連接孔，所述第一內(nèi)襯套和所述第二內(nèi)襯套端面均開設(shè)有密封槽，所述密封槽上開設(shè)有與所述第一連接孔相對(duì)應(yīng)的第二連接孔，所述第一連接孔和所述第二連接孔之間經(jīng)一支撐桿連接設(shè)置，支撐桿外側(cè)面開設(shè)有螺紋，螺紋表面螺接有第一固定螺母。
3、進(jìn)一步的，所述連接件包括連接環(huán)，所述第一內(nèi)襯套左側(cè)面設(shè)置有所述連接環(huán)，所述第二內(nèi)襯套外側(cè)面設(shè)置有連接套筒，所述連接環(huán)端面等距離設(shè)置有多個(gè)螺桿，所述連接套筒端面等距離開設(shè)有多個(gè)與所述螺桿相對(duì)應(yīng)的連接槽，所述連接槽上開設(shè)有與所述螺桿對(duì)應(yīng)的第三連接孔，所述螺桿經(jīng)第二固定螺母固定在所述連接槽內(nèi)，所述第二內(nèi)襯套右側(cè)面設(shè)置有嵌入所述第一內(nèi)襯套內(nèi)的嵌入環(huán)。
4、進(jìn)一步的，所述連接管體由三層構(gòu)成，內(nèi)、外層為聚烯烴材料，中間層為增強(qiáng)材料，增強(qiáng)材料選特種高強(qiáng)纖維，用pe100級(jí)聚乙烯原料作為內(nèi)外層，功能層為高強(qiáng)纖維和金屬材料，層間同晶結(jié)構(gòu)熔融結(jié)合或螺紋連接的多層復(fù)合管件。
5、進(jìn)一步的，所述第一內(nèi)襯套和所述第二內(nèi)襯套其材質(zhì)為聚偏氟乙烯（pvdf）或乙烯-三氟氯乙烯共聚物，所述第一內(nèi)襯套和所述第二內(nèi)襯套外表面纏繞有變張力碳纖維增強(qiáng)層，纏繞張力從端部向中部梯度遞減，端部張力為110-130n/mm2，中部張力為85-95n/mm2，張力變化過渡區(qū)長(zhǎng)度為100-250mm，所述變張力碳纖維增強(qiáng)層外部包覆有金屬骨架，骨架材質(zhì)為雙相不銹鋼2205或鈦合金ti-6al-4v，骨架壁厚10-15mm。
6、進(jìn)一步的，所述形狀記憶合金環(huán)材質(zhì)為ni-ti-nb合金，相變溫度35-40℃，徑向膨脹率≥8%。
7、進(jìn)一步的，所述三級(jí)階梯式鎖緊槽，各級(jí)鎖緊槽的深度分別為1.5-2.5mm、3.5-4.5mm、5.5-6.5mm，槽深總和與管壁厚度之比為1:3-1:5，槽側(cè)壁傾角依次為25°-35°、40°-50°、55°-65°。
8、進(jìn)一步的，所述微流道槽的截面為梯形，槽底寬度0.1-0.3mm，槽口寬度0.3-0.6mm，槽深方向設(shè)有分支毛細(xì)溝道，分支角度為45°-60°。
9、進(jìn)一步的，所述形狀記憶合金環(huán)的安裝預(yù)緊力通過熱激活實(shí)現(xiàn)，激活介質(zhì)為50-70℃的熱流體，熱暴露時(shí)間≥10分鐘。
10、進(jìn)一步的，接頭適用于公稱直徑dn250-dn1600的rtp管道，設(shè)計(jì)壓力為10-16mpa，適用溫度范圍為-50℃-130℃。
11、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明通過錐形擴(kuò)口設(shè)計(jì)結(jié)合激光蝕刻微流道槽引導(dǎo)密封膠均勻填充，三級(jí)階梯式鎖緊槽配合形狀記憶合金環(huán)和自修復(fù)彈性體形成梯度密封結(jié)構(gòu)，有效分散高壓載荷并補(bǔ)償熱膨脹差異，同時(shí)變張力碳纖維增強(qiáng)層與金屬骨架協(xié)同抑制腐蝕滲透，具有優(yōu)化密封壓力分布、提升溫度適應(yīng)性、增強(qiáng)抗腐蝕能力及提高安裝效率的優(yōu)點(diǎn)。
1.一種大口徑耐高壓耐腐蝕的rtp特種復(fù)合管道接頭，其特征在于：包括連接管體、第一內(nèi)襯套、第二內(nèi)襯套和密封件，所述第一內(nèi)襯套和所述第二內(nèi)襯套之間經(jīng)連接件連接設(shè)置，所述第一內(nèi)襯套和所述第二內(nèi)襯套另一端經(jīng)所述密封件固定于連接管體的連接端內(nèi)壁，所述連接管體的連接端為錐形擴(kuò)口設(shè)計(jì)內(nèi)表面激光蝕刻微流道槽，引導(dǎo)密封膠填充；所述第一內(nèi)襯套和所述第二內(nèi)襯套外側(cè)面連接有管道連接段，所述管道連接段設(shè)有三級(jí)階梯式鎖緊槽，所述密封件包括溫度激活的形狀記憶合金環(huán)和自修復(fù)聚脲彈性體，所述三級(jí)階梯式鎖緊槽的中段設(shè)置有所述形狀記憶合金環(huán)，所述形狀記憶合金環(huán)外側(cè)面填充有自修復(fù)聚脲彈性體，所述三級(jí)階梯式鎖緊槽上左右兩端均套設(shè)有密封圈，所述連接管體的連接端連接有加強(qiáng)套筒，且所述加強(qiáng)套筒套設(shè)在所述三級(jí)階梯式鎖緊槽上，所述加強(qiáng)套筒上開設(shè)有第一連接槽，所述第一連接槽內(nèi)開設(shè)有第一連接孔，所述第一內(nèi)襯套和所述第二內(nèi)襯套端面均開設(shè)有密封槽，所述密封槽上開設(shè)有與所述第一連接孔相對(duì)應(yīng)的第二連接孔，所述第一連接孔和所述第二連接孔之間經(jīng)一支撐桿連接設(shè)置，支撐桿外側(cè)面開設(shè)有螺紋，螺紋表面螺接有第一固定螺母。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大口徑耐高壓耐腐蝕的rtp特種復(fù)合管道接頭，其特征在于：所述連接件包括連接環(huán)，所述第一內(nèi)襯套左側(cè)面設(shè)置有所述連接環(huán)，所述第二內(nèi)襯套外側(cè)面設(shè)置有連接套筒，所述連接環(huán)端面等距離設(shè)置有多個(gè)螺桿，所述連接套筒端面等距離開設(shè)有多個(gè)與所述螺桿相對(duì)應(yīng)的連接槽，所述連接槽上開設(shè)有與所述螺桿對(duì)應(yīng)的第三連接孔，所述螺桿經(jīng)第二固定螺母固定在所述連接槽內(nèi)，所述第二內(nèi)襯套右側(cè)面設(shè)置有嵌入所述第一內(nèi)襯套內(nèi)的嵌入環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大口徑耐高壓耐腐蝕的rtp特種復(fù)合管道接頭，其特征在于：所述連接管體由三層構(gòu)成，內(nèi)、外層為聚烯烴材料，中間層為增強(qiáng)材料，增強(qiáng)材料選特種高強(qiáng)纖維，用pe100級(jí)聚乙烯原料作為內(nèi)外層，功能層為高強(qiáng)纖維和金屬材料，層間同晶結(jié)構(gòu)熔融結(jié)合或螺紋連接的多層復(fù)合管件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大口徑耐高壓耐腐蝕的rtp特種復(fù)合管道接頭，其特征在于：所述第一內(nèi)襯套和所述第二內(nèi)襯套其材質(zhì)為聚偏氟乙烯（pvdf）或乙烯-三氟氯乙烯共聚物，所述第一內(nèi)襯套和所述第二內(nèi)襯套外表面纏繞有變張力碳纖維增強(qiáng)層，纏繞張力從端部向中部梯度遞減，端部張力為110-130n/mm2，中部張力為85-95n/mm2，張力變化過渡區(qū)長(zhǎng)度為100-250mm，所述變張力碳纖維增強(qiáng)層外部包覆有金屬骨架，骨架材質(zhì)為雙相不銹鋼2205或鈦合金ti-6al-4v，骨架壁厚10-15mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大口徑耐高壓耐腐蝕的rtp特種復(fù)合管道接頭，其特征在于：所述形狀記憶合金環(huán)材質(zhì)為ni-ti-nb合金，相變溫度35-40℃，徑向膨脹率≥8%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大口徑耐高壓耐腐蝕的rtp特種復(fù)合管道接頭，其特征在于：所述三級(jí)階梯式鎖緊槽，各級(jí)鎖緊槽的深度分別為1.5-2.5mm、3.5-4.5mm、5.5-6.5mm，槽深總和與管壁厚度之比為1:3-1:5，槽側(cè)壁傾角依次為25°-35°、40°-50°、55°-65°。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大口徑耐高壓耐腐蝕的rtp特種復(fù)合管道接頭，其特征在于：所述微流道槽的截面為梯形，槽底寬度0.1-0.3mm，槽口寬度0.3-0.6mm，槽深方向設(shè)有分支毛細(xì)溝道，分支角度為45°-60°。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大口徑耐高壓耐腐蝕的rtp特種復(fù)合管道接頭，其特征在于：所述形狀記憶合金環(huán)的安裝預(yù)緊力通過熱激活實(shí)現(xiàn)，激活介質(zhì)為50-70℃的熱流體，熱暴露時(shí)間≥10分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種大口徑耐高壓耐腐蝕的rtp特種復(fù)合管道接頭，其特征在于：接頭適用于公稱直徑dn250-dn1600的rtp管道，設(shè)計(jì)壓力為10-16mpa，適用溫度范圍為-50℃-130℃。