[实用新型]高屈服强度钢绝缘法兰组

说明书

技术领域

本实用新型涉及绝缘法兰技术领域，具体地说是一种高屈服强度钢、高压力、大尺寸的绝缘法兰组。

背景技术

绝缘法兰是对同时具有埋地钢质管道要求的密封性能和电化腐蚀防护工程所要求的电绝缘性能的管道法兰接头的统称。绝缘法兰是为石油、化工等行业生产的产品，它结构简单，使用安全，性能可靠，得到用户广泛好评。随着国内国际石油需求量的日益增加，促使海洋石油开采的力度不断的加大。而海底管线的铺设，在整个海洋石油开采中相对难度较大，压力高，要求尺寸大，常规CL2500压力的绝缘法兰公称直径最大做到DN300mm，因此，普通的绝缘法兰已经不适合海洋深水项目的使用环境。

发明内容

本实用新型的目的为克服现有技术的不足，提供一种高屈服强度钢绝缘法兰组，适应海洋深水油气开发、作业及恶劣环境中运行。

为了达到上述目的，本实用新型设计了一种高屈服强度钢绝缘法兰组，包括两个上下对称装配的钢质法兰，该钢质法兰的法兰盘上设有用于装配的紧固通孔，其特征在于：所述钢质法兰的公称直径为DN750mm；在所述两个钢质法兰之间还设有绝缘垫片，该绝缘垫片为三层结构，上层和下层均为增强型环氧绝缘树脂层，中层为不锈钢钢板层；所述两个钢质法兰的一端分别焊接一钢质短管。

作为进一步的改进，所述两个钢质法兰通过螺栓穿过法兰盘上的紧固通孔后在螺栓的两端采用重型螺母进行紧固装配。

作为进一步的改进，所述螺栓的每一端在钢质法兰的法兰盘和重型螺母之间均设置一绝缘平垫片及一硬化钢垫片。

作为更一步的改进，所述增强型环氧绝缘树脂层上还设有两个不锈钢自密封弹簧。

本实用新型同现有技术相比，在管道压力为CL2500时，绝缘法兰的公称直径能够做到DN750mm；设计新颖、合理，结构可靠，承载力大，绝缘垫片能为关键工况提供可靠的密封、防火及绝缘功能，且钢质法兰材料能承受包括高浓度CO₂、H₂S和生成水的腐蚀环境，主要用于高强度传输管线，耐腐蚀性能强，绝缘密封性能好，能够广泛用于海洋、石油、天然气等高压管道作业。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的剖视图。

参见图1和图2，1为钢质法兰；2为绝缘垫片；3为螺栓；4为重型螺母；5为绝缘平垫片；6为硬化钢垫片；7为钢质短管；21为增强型环氧绝缘树脂层；22为不锈钢钢板层；23为不锈钢自密封弹簧。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1和图2所示，本实用新型包括一对上下对称装配的钢质法兰1，该钢质法兰1的法兰盘2上设有用于装配的紧固通孔，钢质法兰1的公称直径为DN750mm，此外，钢质法兰1的表面涂有PIKOTEK公司的X-37涂层，并在多次的测试过程中表现出极佳的绝缘性能，而且在三次扭紧至最大扭矩水平的情况下仍然能够提供绝缘的性能，这种涂层使法兰之间相互隔离，同时又可以承受其压缩。

在两个钢质法兰1之间还设有绝缘垫片2，该绝缘垫片2为三层结构，上层和下层均为增强型环氧绝缘树脂层21，增强型环氧绝缘树脂层21上还设有两个不锈钢自密封弹簧23，中层为不锈钢钢板层22。对于绝缘垫片2，采用PIKOTEK公司的耐火型绝缘垫片，既能起到法兰所必需的电绝缘功能，也能通过API 6FB燃烧测试。

两个钢质法兰1的一端分别焊接一钢质短管7。

两个钢质法兰1通过螺栓5穿过法兰盘上的紧固通孔后在螺栓的两端采用重型螺母4进行紧固装配。螺栓3的每一端在钢质法兰的法兰盘和重型螺母4之间均设置一绝缘平垫片5及一硬化钢垫片6。对于绝缘平垫片5，一般采用玻璃纤维增强环氧树脂G10平垫片，会因火灾而退化其性能，无法维持螺栓5的载荷，从而造成管道内介质的泄露，而PIKOTEK公司制造的串联使用的具有硬化涂层的硬化钢垫片6，与绝缘平垫片5一同使用，在火灾中不仅能够提供电绝缘，而且又能维持螺栓5的载荷。

本实用新型结合ASME VIII的非标法兰设计标准，利用ANSYS有限元分析软件进行分析，其中，钢质法兰1和钢质短管7均采用高屈服强度合金钢A694F70，在管道压力为CL2500时，绝缘法兰组的公称直径最大可以做到DN750mm，屈服强度最小值为485MPa，无论是公称直径还是屈服强度都远远大于现有普通的绝缘法兰。本实用新型设计新颖、合理，结构可靠，承载力大，绝缘密封件能为关键工况提供可靠的密封、防火及绝缘功能，且钢质法兰材料能承受包括高浓度CO₂、H₂S和生成水的腐蚀环境。本实用新型主要用于高强度传输管线，能够广泛用于海洋、石油、天然气等高压管道作业。