[实用新型]一种钛/钢复合管道现场连接结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及管道的安装连接领域，特别适用于由纯钛及碳钢材料组成的钛/钢复合管道的现场安装连接。

背景技术

上世纪50年代，由于世界范围内的航空、航天、电子、机械、化工等工业的高速发展，对材料提出了更高、更多、更加苛刻的使用要求，由于复合材料能克服单一材料的局限性，能在一定程度上较好的满足相应的要求，因此复合材料便应运而生，并迅猛发展。

用于海洋环境及海水腐蚀介质的输送装备必须可以耐海水的腐蚀、足够的强度、钛材完全可以适应在海洋环境下的使用，但是在与钢材接触的部位会发生电偶腐蚀。钛/钢复合管道，有着以下几个主要特点：1）外部可承受一定的工作压力下。2）内部具有一定的耐腐蚀性能。3）由于钛材的密度较低，所以该复合管道在保证强度和耐腐蚀特性外，还可以减轻重量。4）替代单一耐腐蚀材料的使用，可以在一定程度上降低装配制造成本。5）具有良好结合强度的钛/复合管可以避免用钛管道与其他金属直接对接接触产生电偶腐蚀。综合以上因素，该类钛钢复合管道的应用前景较为开阔。

但由于钛、钢材料的性质差异，该两种材质不可以进行有效焊接。钛是高活性金属，在高温下会与氧、氮、氢等气体发生剧烈的反应。在空气中熔焊会使它的焊缝完全脆化。如采用如其他单一材质管道连接相同的对接焊工艺，在复合管道内层的钛层将受到外层钢材质的严重的污染，导致最终的无法焊合，因此该复合管道管道也无法进行有效的连接。

发明内容

本实用新型的目的是避免钛/钢复合管道间的直接对焊连接导致的钛层污染及不可焊合，提出一种简化钛/钢复合管道的现场连接结构。

本实用新型的技术方案是：钛/钢复合管道现场连接结构，由一对钛/钢复合法兰、密封垫圈和紧固螺栓螺母构成；其中每只钛/钢复合法兰的钛复层处于密封面一侧，而另一侧为钢复层；一对钛/钢复合法兰分别连接复合管道，复合管道的连接端均在组装前暴露出内层的钛管层，并将法兰的钢复层与复合管道的钢管层连接，密封面一侧与内层的钛管层连接，再由紧固螺栓螺母固定法兰。

本发明是通过对复合管道在现场连接组装前进行车削加工，使得复合管道外层钢复合层在一段长度上予以切除而将内层复合的钛管在该段长度上暴露出来。并将法兰密封面侧与内孔进行倒角以便后续焊接。将相应规格的复合法兰装配于管道端部上，焊接连接时用GTAW方法对法兰与复合管道内外侧分别进行焊接。待焊接冷却后，在已经分别焊接好的配合法兰中添置密封垫圈，并随后用螺栓螺母固定连接。

此钛/钢复合法兰的规格可根据钛/钢复合管道的实际规格进行合理设计和加工。由于在实际连接中，复合管道的钛层与复合法兰的钛层进行直接焊接，而复合管道的钢层与复合法兰的钢层进行焊接。钛与钢的焊接分别独立进行，在此中装配下，焊接可以在较好的保护性气氛下进行，避免了由于钛的焊接特性所引起复合管道难以通过焊接的方式进行装配。

    本实用新型的有益效果是：本实用新型结构可以承受一定的工作压力、密封性较好无泄漏、抗拉脱能力强，装、拆迅速，使用方便，并能有效避免钛/钢复合管道直接焊接过程中出现的问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型配套复合管道示意图；

图3为本实用新型配套的焊接结构示意图；

图4为本实用新型装配示意图。

法兰的钛复层1、钢复层2、钛管层3，钢管层4、焊接点5、螺栓6。

具体实施方式

本实用新型的具体施行如下：

1制作钛/钢复合法兰。根据管道的尺寸来确定法兰的相关尺寸。并对钛/钢复合法兰中的A侧进行内倒角，倒角尺寸根据钛/钢复合管道的钛层厚度而定。参见图1；

2对准备连接的复合管道的待连接侧进行一定长度的车削，车削长度和待用复合法兰的厚度一致，车削后管材的直径应以保证能较好的与法兰内孔紧密配合为宜。参见图2；

3安装，将车削好的管道与法兰进行连接。连接过程中要求法兰背面与钢管端面接触良好，无较大空隙。如图3；

4采用GTAW焊接方法对法兰与钛/钢复合管道进行焊接。要求先进行复合管道的钢层与复合法兰钢层间的焊接。此后进行钛层部分的焊接，即法兰倒角处与复合管内层的焊接。并要求内层钛层的焊接时要保证焊缝余高不超过密封面的高度，进而避免因焊缝过高，导致密封性不好的情况发生。

5放入合适的密封垫，进行密封加固；

6在法兰上螺栓孔放入紧固螺栓，并拧紧螺母，从而完成现场钛/钢复合管道的连接。如图4。