CN220286661U - 一种玄武岩纤维复合材料输氢管道 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属复合管道技术领域，特别是涉及一种玄武岩纤维复合材料输氢管道，包括内衬层，内衬层的外侧壁上设置有包覆层，包覆层的外侧壁上设置有保护层，内衬层与包覆层之间设置有玄武岩纤维复合材料增强层。本实用新型在使用时，通过设置玄武岩纤维复合材料增强层，改变了传统采用金属输氢管道的方式，玄武岩纤维复合材料增强层采用玄武岩纤维缠绕成型，玄武岩纤维具有高强度、良好的耐腐蚀性等特性，抗氢脆能力强，能给有效避免在输氢过程氢原子对输氢管道的点蚀和应力腐蚀造成输氢管道开裂的情况，大大提高了输氢管道的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型属复合管道技术领域，尤其涉及一种玄武岩纤维复合材料输氢管道。
背景技术
为助力构建清洁低碳、安全高效的能源体系，氢能已成为加快能源转型升级的重要战略选择。全球主要发达国家高度重视氢能产业发展，我国作为世界上最大的制氢国，也具有发展氢能产业的良好基础。氢气管道运输是大规模连续输氢的合理选择，其技术可行性和经济效益已在欧洲国家的应用中得到验证。
目前使用的输氢管道一般为钢管，易发生“氢脆”，氢脆是描述氢原子与金属相互作用而导致金属失效现象的总称，金属氢脆的最重要的失效模式是氢致开裂。氢脆只能预防，一经产生，就消除不了。玄武岩纤维具有强度高、质量轻、耐腐蚀、耐低温、热传导效率低等优点，以其作为基材制备的复合材料输气管道能够有效避免现有金属管道在输氢过程中存在的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种玄武岩纤维复合材料输氢管道，以解决上述问题，达到有效抵抗氢原子对输氢管道的点蚀和应力腐蚀造成输氢管道开裂的目的。
为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
一种玄武岩纤维复合材料输氢管道，包括内衬层，所述内衬层的外侧壁上设置有包覆层，所述包覆层的外侧壁上设置有保护层，所述内衬层与所述包覆层之间设置有玄武岩纤维复合材料增强层。
优选的，所述玄武岩纤维复合材料增强层包括由内至外依次设置的内抗压层、外抗压层、抗拉层，所述内抗压层的内侧壁与所述内衬层的外侧壁固定连接，所述内抗压层的外侧壁与所述外抗压层固定连接，所述外抗压层的外侧壁与所述抗拉层固定连接，所述抗拉层与所述包覆层的内侧壁固定连接。
优选的，所述内抗压层包括加强环，所述加强环的内侧壁沿周向等间隔固定连接有若干加强筋，所述加强筋远离所述加强环的一侧与所述内衬层固定连接，加强环的外侧壁与所述外抗压层的内侧壁固定连接。
优选的，所述内衬层包括第一表层，所述第一表层的外侧固定连接有第二表层，所述第二表层的外侧壁与若干所述加强筋远离所述加强环的一侧固定连接。
优选的，所述包覆层包括隔热层，所述隔热层的内侧壁与所述抗拉层的外侧壁固定连接，所述隔热层的外侧壁固定连接有缓冲层，所述缓冲层的外侧壁与所述保护层固定连接。
优选的，所述保护层包括保护壳，所述保护壳固定连接在所述缓冲层的外侧壁上，所述保护壳的外侧壁固定连接有防腐层。
优选的，所述第二表层与所述加强筋之间固定连接有耐磨层。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和技术效果：
玄武岩纤维复合材料增强层采用玄武岩纤维缠绕成型，玄武岩纤维具有高强度、良好的耐腐蚀性等特性，抗氢脆能力强，能给有效避免在输氢过程中氢原子对输氢管道的点蚀和应力腐蚀造成输氢管道开裂的情况，大大提高了输氢管道的使用寿命。同时玄武岩纤维硬度大质量轻，运输安装十分方便。包覆层提高了对输氢管道进行隔热防护的效果，同时包覆层具备良好的缓冲性能，对输氢管道形成良好的缓冲防护，能够对外界物体碰撞所带来的冲击进行有效的缓冲，提高了对输氢管道进行防护的效果。保护层具有优良的耐腐蚀性能，且具备极佳的强度，对输氢管道形成了进一步防护，有效的避免了输氢管道受到外界物体碰撞而损坏。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：
图1为本实用新型的径向剖面图；
图2为本实用新型玄武岩纤维复合材料增强层的径向剖面图；
图3为本实用新型内衬层的径向剖面图；
图4为本实用新型包覆层的径向剖面图；
图5为本实用新型保护层的径向剖面图。
其中，1、内衬层；2、耐磨层；3、玄武岩纤维复合材料增强层；4、包覆层；5、保护层；101、第一表层；102、第二表层；301、内抗压层；302、外抗压层；303、抗拉层；3011、加强筋；3012、加强环；401、隔热层；402、缓冲层；501、保护壳；502、防腐层。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
参照图1-图5，本实用新型提供一种玄武岩纤维复合材料输氢管道，包括内衬层1，内衬层1的外侧壁上设置有包覆层4，包覆层4的外侧壁上设置有保护层5，内衬层1与包覆层4之间设置有玄武岩纤维复合材料增强层3。
玄武岩纤维复合材料增强层3采用玄武岩纤维缠绕成型，玄武岩纤维具有高强度、良好的耐腐蚀性等特性，抗氢脆能力强，能给有效避免在输氢过程氢原子对输氢管道的点蚀和应力腐蚀造成输氢管道开裂的情况，大大提高了输氢管道的使用寿命。同时玄武岩纤维硬度大质量轻，运输安装十分方便。包覆层4提高了对输氢管道进行隔热防护的效果，同时包覆层4具备良好的缓冲性能，对输氢管道形成良好的缓冲防护，能够对外界物体碰撞所带来的冲击进行有效的缓冲，提高了对输氢管道进行防护的效果。保护层5具有优良的耐腐蚀性能，且具备极佳的强度，对输氢管道形成了进一步防护，有效的避免了输氢管道受到外界物体碰撞而损坏。
进一步优化方案，玄武岩纤维复合材料增强层3包括由内至外依次设置的内抗压层301、外抗压层302、抗拉层303，内抗压层301的内侧壁与内衬层1的外侧壁固定连接，内抗压层301的外侧壁与外抗压层302固定连接，外抗压层302的外侧壁与抗拉层303固定连接，抗拉层303与包覆层4的内侧壁固定连接。
内抗压层301、外抗压层302均采用玄武岩纤维及其他复合材料缠绕成型，外观表面无擦伤、无腐蚀，无叠加、无翘边、无凹陷、无开裂，
进一步优化方案，内抗压层301包括加强环3012，加强环3012的内侧壁沿周向等间隔固定连接有若干加强筋3011，加强筋3011远离加强环3012的一侧与内衬层1固定连接，加强环3012的外侧壁与外抗压层302的内侧壁固定连接。
若干加强筋3011沿加强环3012的周向等间隔设置，保证了加强环3012受力均匀，同时增强了输氢管道的强度，避免输氢管道受到冲击二发生断裂。
进一步优化方案，内衬层1包括第一表层101，第一表层101的外侧固定连接有第二表层102，第二表层102的外侧壁与若干加强筋3011远离加强环3012的一侧固定连接。
第一表层101优选为PE材料挤塑成型，表面光滑、无孔洞，磨阻系数小，PE材料化学稳定性好，耐侵蚀性强；第二表层102优选为PA材料挤塑成型，具有较好的耐磨性及耐腐蚀性。
进一步优化方案，包覆层4包括隔热层401，隔热层401的内侧壁与抗拉层303的外侧壁固定连接，隔热层401的外侧壁固定连接有缓冲层402，缓冲层402的外侧壁与保护层5固定连接。
包覆层4采用挤塑成型，通过设置隔热层401，进而极大的提高了对输氢管道进行隔热防护的效果，且通过设置缓冲层402，缓冲层402优选为橡塑复合材料，缓冲层402具备良好的缓冲性能，对输氢管道形成良好的缓冲防护，能够对外界物体碰撞所带来的冲击进行有效的缓冲，进一步提高了对输氢管道进行防护的效果。
进一步优化方案，保护层5包括保护壳501，保护壳501固定连接在缓冲层402的外侧壁上，保护壳501的外侧壁固定连接有防腐层502。
保护层5采用挤塑成型，防腐层502采用防腐树脂构成，具有优良的耐腐蚀性能，能承受酸、碱、盐、海水、未处理的污水、腐蚀性土壤或地下水的侵蚀，在保护壳501外侧壁形成了一层防腐蚀层，极大的提高了输氢管道的防腐蚀性能；保护壳501玻璃纤维、结构树脂缠绕成型，具备极佳的强度，对输氢管道形成了进一步防护，有效的避免了输氢管道受到外界物体碰撞而损坏。
进一步优化方案，第二表层102与加强筋3011之间固定连接有耐磨层2。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
Claims (5)
1.一种玄武岩纤维复合材料输氢管道，其特征在于，包括内衬层(1)，所述内衬层(1)的外侧壁上设置有包覆层(4)，所述包覆层(4)的外侧壁上设置有保护层(5)，所述内衬层(1)与所述包覆层(4)之间设置有玄武岩纤维复合材料增强层(3)；
所述玄武岩纤维复合材料增强层(3)包括由内至外依次设置的内抗压层(301)、外抗压层(302)、抗拉层(303)，所述内抗压层(301)的内侧壁与所述内衬层(1)的外侧壁固定连接，所述内抗压层(301)的外侧壁与所述外抗压层(302)固定连接，所述外抗压层(302)的外侧壁与所述抗拉层(303)固定连接，所述抗拉层(303)与所述包覆层(4)的内侧壁固定连接；
所述内抗压层(301)包括加强环(3012)，所述加强环(3012)的内侧壁沿周向等间隔固定连接有若干加强筋(3011)，所述加强筋(3011)远离所述加强环(3012)的一侧与所述内衬层(1)固定连接，加强环(3012)的外侧壁与所述外抗压层(302)的内侧壁固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维复合材料输氢管道，其特征在于，所述内衬层(1)包括第一表层(101)，所述第一表层(101)的外侧固定连接有第二表层(102)，所述第二表层(102)的外侧壁与若干所述加强筋(3011)远离所述加强环(3012)的一侧固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种玄武岩纤维复合材料输氢管道，其特征在于，所述包覆层(4)包括隔热层(401)，所述隔热层(401)的内侧壁与所述抗拉层(303)的外侧壁固定连接，所述隔热层(401)的外侧壁固定连接有缓冲层(402)，所述缓冲层(402)的外侧壁与所述保护层(5)固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种玄武岩纤维复合材料输氢管道，其特征在于，所述保护层(5)包括保护壳(501)，所述保护壳(501)固定连接在所述缓冲层(402)的外侧壁上，所述保护壳(501)的外侧壁固定连接有防腐层(502)。
5.根据权利要求2所述的一种玄武岩纤维复合材料输氢管道，其特征在于，所述第二表层(102)与所述加强筋(3011)之间固定连接有耐磨层(2)。
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