一種超低溫管道保冷復合材料結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種既能保冷又能保熱的超低溫管道保冷復合材料結(jié)構(gòu)，屬于管道工程【技術(shù)領(lǐng)域】。一種超低溫管道保冷復合材料結(jié)構(gòu)，包括用于套設(shè)在管道上呈圓筒狀的管夾，所述的管夾包括由外到內(nèi)依次設(shè)置的圓筒狀結(jié)構(gòu)的金屬保護層、外保溫層、防潮層和內(nèi)保溫層，所述的外保溫層由氣凝膠氈納米材料制成，所述的內(nèi)保溫層由聚異氰脲酸脂制成。由于氣凝膠氈納米材料的隔熱防火效果好，聚氨酯發(fā)泡材料的隔冷效果好，高溫時外保溫層起到良好的防火隔熱作用，低溫時內(nèi)保溫層起到良好的保冷作用。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，既能滿足保冷要求又能滿足隔熱防火要求，并避免管道出現(xiàn)冷橋或熱橋的現(xiàn)象，從而可節(jié)約能源。
【專利說明】一種超低溫管道保冷復合材料結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種管道設(shè)施，具體的說是涉及一種既能保冷又能保熱的超低溫 管道保冷復合材料結(jié)構(gòu)，尤其適用于LNG管道建設(shè)，屬于管道支吊架【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，全球石油和煤炭的消費比重一直呈下降趨勢，只有天然氣保持著旺盛的 增長勢頭，據(jù)預測，天然氣在未來20到30年間將取代石油成為世界第一能源。隨著全球?qū)?天然求需求的不斷增長，天然氣的運輸、存儲效率也變得越來越重要，而液態(tài)天然氣（LNG) 的密度大概是氣態(tài)天然氣的600倍，這使得運輸LNG比運輸天然氣的效率更高，因此LNG 已經(jīng)成為天然氣的一種重要運輸方式，這就需要大量保冷管線的鋪設(shè)。
[0003] LNG的傳輸特點是低溫（_162°C)、常壓傳輸，所以對LNG運輸管道的保冷效果、保 冷材料的防火性能要求非常高，國內(nèi)很多天然氣液化廠的關(guān)鍵設(shè)備、工藝流程、管道的保冷 系統(tǒng)及保冷管支架是從國外引進的。隨著節(jié)能工作的深化，對管道熱損失從設(shè)計、選材、施 工等環(huán)節(jié)提出了更高的要求。由于新型高效保溫材料的開發(fā)和應用、保溫工藝的不斷改進 和完善，在提高管道保溫水平、減少管道熱損失方面，已經(jīng)取得了顯著效果，因此管線本體 的保溫已日趨完善。但是，對于管線支撐部位的管托的保溫仍是一個薄弱環(huán)節(jié)，目前國內(nèi)部 分管線直接架在支架梁上或者采用鋼支撐型管托用以支撐管線，金屬材料有良好的導熱性 能，裸露的金屬面可以直接與大氣進行熱交換，由于保溫材料的不連續(xù)，就會在鋼支撐型管 托處形成"熱橋"或"冷橋"，使管線的熱量或冷量嚴重散失，造成極大的能源浪費。目前雖 然還有一些企業(yè)采用隔熱管托，但現(xiàn)有隔熱管托隔熱效果還是不夠好，熱損失仍然比較大。
[0004] 近年來隨著化工工藝的改進以及從降低工程投資成本角度考慮，出現(xiàn)了間隙輸送 兩種或多種溫度工況的介質(zhì)且不同介質(zhì)之間的溫差較大的管道，例如：從碼頭到裝卸區(qū)的 物料輸送管道，如果根據(jù)不同介質(zhì)要求分別建設(shè)相匹配的輸送管道，不僅工程投資成本較 高而且輸送管道的利用率不高；又如，橡膠裝置中同一根管道走的介質(zhì)有高溫、又有低溫， 因此就要求管道上所配的節(jié)能管道管托(支吊架）既要滿足載荷要求，也要滿足溫度工況要 求，同時還需要具備節(jié)能特性，節(jié)約能源。因此，建設(shè)一條能同時滿足各種溫度工況介質(zhì)的 管道將大大的節(jié)約工程投資成本，也使管道的輸送利用率得到了提高。但是現(xiàn)有的隔熱或 隔冷管托則難以滿足此類管道的多種溫度工況的要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本實用新型的目的在于提供一種既能滿足介質(zhì)輸送時的保熱要求又能滿足低溫 輸送時的保冷要求的超低溫管道保冷復合材料結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有技術(shù)的管道在管托處容易 形成"熱橋"或"冷橋"的技術(shù)問題。
[0006] 本實用新型采用如下技術(shù)方案：一種超低溫管道保冷復合材料結(jié)構(gòu)，包括用于套 設(shè)在管道上呈圓筒狀的管夾，所述的管夾包括由外到內(nèi)依次設(shè)置的圓筒狀結(jié)構(gòu)的金屬保護 層、外保溫層、防潮層和內(nèi)保溫層，所述的外保溫層由氣凝膠氈納米材料制成，所述的內(nèi)保 溫層由聚異氰脲酸脂PIR材料制成。
[0007] 所述金屬保護層和外保溫層之間固定設(shè)有鋁或鋁塑材料制成的中間保護層。
[0008] 所述外保溫層、內(nèi)保溫層、中間保護層的外周面上分別纏繞有玻璃纖維膠帶制成 的固定帶。
[0009] 所述圓筒狀結(jié)構(gòu)的金屬保護層、外保溫層、防潮層及內(nèi)保溫層均是由至少兩片半 圓形或弧形結(jié)構(gòu)對接而成。
[0010] 所述的聚異氰脲酸脂PIR材料有一層或者兩層或者三層。
[0011] 所述的聚異氰脲酸脂PIR材料為彩色硬泡。
[0012] 所述金屬保護層的厚度為0. 5~5mm。
[0013] 所述外保溫層的厚度為l(T5〇mm，所述外保溫層有兩層或兩層以上。
[0014] 所述內(nèi)保溫層的厚度為2(T 100mm。
[0015] 本實用新型的有益效果是：由于氣凝膠氈納米材料的隔熱效果好，聚異氰脲酸脂 PIR材料的隔冷效果好，因此在高溫時，外保溫層起到良好的保熱作用，同時內(nèi)保溫層也能 起到一定的保熱作用，可有效的防止管道內(nèi)的熱量散失到大氣中，保溫效果好于單獨使用 氣凝膠氈的效果；在低溫時，內(nèi)保溫層起到良好的保冷作用，同時外保溫層也能起到一定的 保冷作用，防止外界熱量進入輸送管道中，保冷效果明顯好于單獨使用聚氨酯發(fā)泡材料的 效果。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，既能滿足保熱要求又能滿足保冷要求，避免管道出 現(xiàn)冷橋或熱橋的現(xiàn)象，從而可節(jié)約能源。而且，氣凝膠氈具有很好的防火性能、防潮性能，為 本實用新型在使用中提供安全保證；聚異氰脲酸脂PIR材料的密度小，使本實用新型結(jié)構(gòu) 輕量化。本實用新型尤其適用于LNG管道，能滿足LNG管道的絕熱性能要求，可縮短建設(shè)工 期，加快我國LNG的發(fā)展步伐。
[0016] 進一步的，鋁或鋁塑材料具有良好的阻燃性和抗老化性，因此鋁或鋁塑材料制成 的中間保護層可進一步增加本實用新型的安全性。
[0017] 進一步的，固定帶可防止外保溫層、內(nèi)保溫層、中間保護層在管道上軸向竄動，使 本實用新型結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。
[0018] 進一步的，由至少兩片半圓形或弧形結(jié)構(gòu)對接而成的圓筒狀金屬保護層、外保溫 層、防潮層及內(nèi)保溫層，使本實用新型的管托能夠容易的組裝。
[0019] 進一步的，兩層聚異氰脲酸脂PIR材料可進一步提高本實用新型的隔熱和隔冷效 果。
[0020] 進一步的，采用彩色的硬泡可避免硬泡因氧化變黃老化發(fā)生色澤改變，還能延長 硬泡的使用壽命，并且著色后的制品有利于分辨，可應用在直徑不同的管道或同一管道的 不同部位，以便于快速施工。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1是本實用新型一種實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖2是圖1的左視圖；
[0023] 圖3是圖2中I部分的局部放大圖。

【具體實施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。
[0025] 本實用新型的一種具體實施例如圖1至圖3所示，本實用新型的超低溫管道保冷 復合材料結(jié)構(gòu)包括用于套設(shè)在管道6上呈圓筒狀的管夾，本實施例的管夾包括由外到內(nèi)依 次設(shè)置的圓筒狀結(jié)構(gòu)的金屬保護層1、中間保護層2、外保溫層3、防潮層4和內(nèi)保溫層5,內(nèi) 保溫層5直接固定包覆在管道6外，所述的外保溫層3由氣凝膠氈納米材料制成，所述的內(nèi) 保溫層5由聚聚異氰脲酸脂PIR材料制成，中間保護層2由鋁塑材料制成。外保溫層3、內(nèi) 保溫層5、中間保護層2的外周面上分別纏繞有玻璃纖維材料制成的固定帶7,金屬保護層 1的外周面上纏繞有不銹鋼帶8,固定帶7和不銹鋼帶8可防止外保溫層、內(nèi)保溫層、中間保 護層以及金屬保護層沿管道軸向竄動，使管托結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。
[0026] 本實施例中的聚異氰脲酸脂PIR材料共有兩層，每層聚異氰脲酸脂PIR均是由兩 個呈半圓弧形結(jié)構(gòu)對接而成一個圓筒狀結(jié)構(gòu)，在對接處填充有密封膠51。本實施例每層聚 氨酯硬泡均采用PIR材料，PIR (聚異氰脲酸酯聚酯)是聚氨酯硬泡的一種，是多元醇和異氰 酸酯反應生成的產(chǎn)物，可以在溫度為-115°C ~280°C的條件下使用，綜合導熱系數(shù)彡0. 05W/ M*K，可滿足工程力學性能要求。
[0027] 本實施例在高溫下狀態(tài)使用時，外保溫層起到良好的保熱作用，同時內(nèi)保溫層也 能起到一定的保熱作用，可有效的防止管道內(nèi)的熱量散失到大氣中，保溫效果好于單獨使 用氣凝膠氈的效果；在低溫狀態(tài)下使用時，內(nèi)保溫層起到良好的保冷作用，同時外保溫層也 能起到一定的保冷作用，防止外界熱量進入輸送管道中，保冷效果明顯好于單獨使用聚氨 酯發(fā)泡材料的效果。本實施例在橡膠裝置現(xiàn)場工作環(huán)境下試驗，本實用新型的管托能滿足 力學及溫度在_196°C ~160°C的要求，綜合導熱系數(shù)不大于0. 02W/M*K，滿足工程力學性能 要求，既能滿足管道上所配的節(jié)能管道支吊架載荷要求，也能滿足溫度工況要求，同時還具 備節(jié)能特性，節(jié)約能源。尤其適用于LNG管道，能滿足LNG管道的絕熱性能要求，可縮短建 設(shè)工期，加快我國LNG的發(fā)展步伐。
[0028] 本實用新型在具體實施時，可以根據(jù)實際需要選擇合適厚度的外保溫層、內(nèi)保溫 層以及金屬保護層，例如，可以采用厚度為l(T5〇mm的外保溫層、厚度為2(Tl00mm的內(nèi)保溫 層以及厚度為〇. 5飛mm金屬保護層。
[0029] 金屬保護層和外保溫層之間的鋁塑材料制成的中間保護層對于本實用新型并不 是必要的，因此在本實用新型的其它實施例中，可以省去中間保護層。
[0030] 在本實用新型的其它實施例中，聚異氰脲酸脂PIR硬泡材料的層數(shù)可以根據(jù)實際 需要而設(shè)置，還可以采用一層或者三層及三層以上。
[0031] 在本實用新型的其它實施例中，還可以采用彩色的聚異氰脲酸脂PIR硬泡材料， 彩色硬泡是在生產(chǎn)時通過添加有機顏填料或者改進工藝對硬泡的某些有機基團經(jīng)過物理、 化學反應增加有機顏料高分子，從而改變了硬泡的顏色。其目的主要為：一、避免硬泡因氧 化變黃老化發(fā)生色澤改變；二、延緩硬泡氧化的進程，延長硬泡的使用壽命；三、著色后的 制品有利于分辨，可應用在直徑不同的管道或同一管道的不同部位，以便于快速施工。
[0032] 在本實用新型的其它實施例中，中間保護層的材料還可以是鋁或者其它金屬復合 材料。
[0033] 在本實用新型的其它實施例中，金屬保護層、外保溫層、防潮層及內(nèi)保溫層可以是 一體成型的圓筒狀結(jié)構(gòu)，還可以是由兩片及兩片以上的半圓形或弧形結(jié)構(gòu)對接而成的圓筒 狀結(jié)構(gòu)。
[0034] 在本實用新型的其它實施例中，為防止外保溫層、內(nèi)保溫層、中間保護層以及金屬 保護層沿管道軸向竄動，還可以采用粘膠將外保溫層、內(nèi)保溫層、中間保護層以及金屬保護 層固定起來。
【權(quán)利要求】
1. 一種超低溫管道保冷復合材料結(jié)構(gòu)，包括用于套設(shè)在管道上呈圓筒狀的管夾，其 特征在于：所述的管夾包括由外到內(nèi)依次設(shè)置的圓筒狀結(jié)構(gòu)的金屬保護層（1)、外保溫層 (3)、防潮層（4)和內(nèi)保溫層（5)，所述的外保溫層（3)由氣凝膠氈納米材料制成，所述的內(nèi) 保溫層（5)由聚異氰脲酸脂PIR材料制成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超低溫管道保冷復合材料結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述金屬 保護層（1)和外保溫層（3)之間固定設(shè)有鋁或鋁塑材料制成的中間保護層（2)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超低溫管道保冷復合材料結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述外保 溫層（3)、內(nèi)保溫層（5)、中間保護層（2)的外周面上分別纏繞有玻璃纖維膠帶制成的固定 帶（7)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種超低溫管道保冷復合材料結(jié)構(gòu)，其特征在于： 所述圓筒狀結(jié)構(gòu)的金屬保護層（1)、外保溫層（3)、防潮層（4)及內(nèi)保溫層（5)均是由至少兩 片半圓形或弧形結(jié)構(gòu)對接而成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種超低溫管道保冷復合材料結(jié)構(gòu)，其特征在于： 所述的聚異氰脲酸脂PIR材料有一層或者兩層或者三層。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種超低溫管道保冷復合材料結(jié)構(gòu)，其特征在于： 所述的聚異氰脲酸脂PIR材料為彩色硬泡。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種超低溫管道保冷復合材料結(jié)構(gòu)，其特征在于： 所述金屬保護層（1)的厚度為〇. 5飛mm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種超低溫管道保冷復合材料結(jié)構(gòu)，其特征在于： 所述外保溫層（3)的厚度為l(T50mm，所述外保溫層有兩層或兩層以上。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的一種超低溫管道保冷復合材料結(jié)構(gòu)，其特征在于： 所述內(nèi)保溫層（5)的厚度為2(Tl00mm。
【文檔編號】F16L59/05GK203907126SQ201420340977
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】郭宏新, 劉豐, 張由素, 曾強, 尹德庚 申請人:江蘇中圣高科技產(chǎn)業(yè)有限公司