【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于復合管件，具體涉及一種高壓輸氫復合電熔管件。
技術介紹
1、這里的陳述僅提供與本專利技術相關的
技術介紹
，而不必然地構成現有技術。
2、氫氣作為新興能源，以其綠色、高效優勢被爭相開展相關技術裝備開發工作。管道作為輸氫過程中重要的裝備，也是研究重點。現有長輸純氫管道多以金屬管道為主，非金屬管道輸氫以其長壽命、耐腐蝕、輕便、安裝便捷、柔性優勢等特點發展迅速，管件作為非金屬輸氫管材重要的連接節點在整體管道系統中尤為重要。
3、非金屬管件可分為純塑料系列、鋼骨架增強、纖維增強系列兩種。純塑料系列(pe、pp、pa等)限于材料最小要求強度(mrs)限制如設計高承壓結構往往壁厚較厚，厚度增加產品經濟性大幅降低且占用較多施工空間，故而目前純塑料管件承壓設計一般在pn2.0mpa(20℃)以下，管件僅具有承壓作用不具備專用抗氫滲漏功能。鋼骨架增強管件一般以沖孔孔網鋼帶作為增強層提高管件承壓能力，其產品承壓能力一般設計pn4.0mpa(20℃)以下，雖具有了相對略高的承壓能力，但其整體不具備專用抗氫滲漏功能。纖維增強系列在近年來隨著纖維材料技術的進步被逐步選用，纖維增強以纖維絲材纏繞為主的技術工藝，以玻纖為主，且因纏繞方向側重環向(為角度纏繞)，故而管件在實際操作應用過程中為提高軸向力抗拉水平，往往需要管道先熱熔對接后再使用管件電熔連接方可實現軸向及環向滿足整體承壓需求，同樣其整體不具備專用抗氫滲漏功能。
4、中國專利申請cn114484127a中提到了一種抗氫氣滲透的塑料電熔管件，并對抗氫滲透隔板
技術實現思路
1、針對現有技術存在的不足，本專利技術的目的是提供一種高壓輸氫復合電熔管件，該管件可用于高壓非金屬輸氫管材，且在管材接頭和非金屬輸氫管材套接后可現場直接電熔連接。
2、為了實現上述目的，本專利技術是通過如下的技術方案來實現：
3、第一方面，本專利技術提供了一種高壓輸氫復合電熔管件，包括非金屬輸氫管材，相鄰段非金屬輸氫管材之間通過管材接頭連接，管材接頭套設于兩相鄰非金屬輸氫管材的相接端；所述管材接頭中設置預浸經緯網纖維帶材層，所述預浸經緯網纖維帶材層內側設置作為氫阻隔層的過塑鋁箔。
4、作為進一步的技術方案，所述管材接頭為環形管狀結構，管材接頭具有環形容置空間，預浸經緯網纖維帶材層、過塑鋁箔均置于環形容置空間中，預浸經緯網纖維帶材層作為承壓結構的增強層。
5、作為進一步的技術方案，所述預浸經緯網纖維帶材層采用預浸經線帶與預浸緯線帶復合而成，預浸經線帶的經線與預浸緯線帶的緯線夾角為90°垂直設置。
6、作為進一步的技術方案，所述預浸經線帶與非金屬輸氫管材軸向垂直，預浸緯線帶與非金屬輸氫管材軸向平行。
7、作為進一步的技術方案，所述過塑鋁箔與預浸經緯網纖維帶材層相貼設置，過塑鋁箔、預浸經緯網纖維帶材層均為環形設置。
8、作為進一步的技術方案，所述過塑鋁箔外側包覆設置過塑層，過塑層以聚合物粘結樹脂而成。
9、作為進一步的技術方案，所述管材接頭與非金屬輸氫管材采用電熔連接；所述管材接頭內壁設置有電阻絲，管材接頭的外周設置接線柱，接線柱內部設置連通線與電阻絲連接，接線柱與外部電源裝置連接。
10、作為進一步的技術方案，所述管材接頭對應于預浸經緯網纖維帶材層外側設置外層結構，外層結構包覆在預浸經緯網纖維帶材層外側；管材接頭、外層結構的材質與非金屬輸氫管材的外層材質相同。
11、作為進一步的技術方案，所述預浸經線帶的層數由以下公式得到：
12、
13、其中：p1為經線層對應計算的環向承壓強度；p1為單層經線層預浸纖維帶材強度；e1為單層經線層預浸纖維帶材厚度；n1為經線層所使用的預浸纖維帶材的層數；c為層數系數；ε1為經線帶的斷裂伸長率；d1為對應經線層增強層中經。
14、作為進一步的技術方案，所述預浸緯線帶的層數由以下公式得到：
15、
16、其中：p2為緯線層對應計算的軸向承壓強度，p2為單層緯線層預浸纖維帶材強度；e2為單層緯線層預浸纖維帶材厚度；n2為緯線層所使用的預浸纖維帶材的層數；c為層數系數；ε2為緯線帶的斷裂伸長率；d2為對應緯線層增強層中經。
17、作為進一步的技術方案，所述預浸經緯網纖維帶材層長度l1的長度由以下公式得到：
18、
19、其中：p為設計軸向承壓強度；r為所對應管材內半徑；d3為計算界面處外徑；c為設計系數；b為計算界面處剝離強度；ε為緯線帶斷裂伸長率。
20、上述本專利技術的有益效果如下：
21、本專利技術的復合電熔管件，其由非金屬輸氫管材和管材接頭形成多結構層復合管件，過塑鋁箔作為氫阻隔層，預浸經緯網纖維帶材層作為承壓結構的增強層，鋁箔可使用純鋁或合金鋁，鋁箔表面過塑層可提供優良的剝離強度，使得氫阻隔層與承壓增強層、管件本體復合形成一體結構；預浸樹脂基礎樹脂采用與管件材質相同材料，可有效保證管件整體復合效果，管件承壓能力可根據管道系統承壓需求進行單獨設計。
22、本專利技術的復合電熔管件，承壓增強層在氫阻隔層的外部，避免預浸經緯網纖維帶材層受到氫損傷導致的承壓性能下降問題。
23、本專利技術的復合電熔管件，預浸經緯網纖維帶材層中分為預浸經線層與預浸緯線層兩部分，兩者復合為一體結構，可根據需求承壓強度進行分別設計；預浸經線層主要起到承受管道環向承壓的作用，預浸緯線層主要起到承受管道軸向承壓的作用，也是管件能夠起到高承壓能力的重要設計，通過軸向承壓與環向承壓分項設計，避免了原增強類管件僅考慮單一環向承壓問題(考慮不周僅電熔連接容易出現管件軸向破壞的問題)，保證管道整體承壓一致性。
24、本專利技術的復合電熔管件，管材接頭除了承壓增強層、氫阻隔層、電阻絲、接線柱以外的主體部分均與外層結構材料一致，保證管道的焊接效果。
25、本專利技術的復合電熔管件，氫阻隔層采用鋁箔纏繞工藝，可根據需求進行調整，避免了因制作工作導致的原材料消耗浪費的問題，比如本專利技術采用鋁箔僅為0.05mm通過纏繞工藝形成氫阻隔層，而使用金屬筒狀設計普遍厚度均＞1mm，因此本專利技術更為節約原材料。
26、本專利技術的復合電熔管件，過塑鋁箔進行粘接樹脂涂覆并且與各層材料具有較好剝離強度支撐，確保結構穩定性，避免了管件長期使用因各層材料收縮率不同導致的分層失效問題。
27、本專利技術的復合電熔管件，提供了對應不同帶材材料的對應層數的設計方法，提供了根據剝離強度來計算承壓增強層長度l1設計的計算方法，由此提供了利用各層界面中最為薄弱本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種高壓輸氫復合電熔管件，其特征是，包括非金屬輸氫管材，相鄰段非金屬輸氫管材之間通過管材接頭連接，管材接頭套設于兩相鄰非金屬輸氫管材的相接端；所述管材接頭中設置預浸經緯網纖維帶材層，所述預浸經緯網纖維帶材層內側設置作為氫阻隔層的過塑鋁箔。
2.如權利要求1所述的高壓輸氫復合電熔管件，其特征是，所述管材接頭為環形管狀結構，管材接頭具有環形容置空間，預浸經緯網纖維帶材層、過塑鋁箔均置于環形容置空間中，預浸經緯網纖維帶材層作為承壓結構的增強層。
3.如權利要求1所述的高壓輸氫復合電熔管件，其特征是，所述預浸經緯網纖維帶材層采用預浸經線帶與預浸緯線帶復合而成，預浸經線帶的經線與預浸緯線帶的緯線夾角為90°垂直設置。
4.如權利要求3所述的高壓輸氫復合電熔管件，其特征是，所述預浸經線帶與非金屬輸氫管材軸向垂直，預浸緯線帶與非金屬輸氫管材軸向平行。
5.如權利要求1所述的高壓輸氫復合電熔管件，其特征是，所述過塑鋁箔與預浸經緯網纖維帶材層相貼設置，過塑鋁箔、預浸經緯網纖維帶材層均為環形設置；所述過塑鋁箔外側包覆設置過塑層，過塑層以聚合物粘結樹
6.如權利要求1所述的高壓輸氫復合電熔管件，其特征是，所述管材接頭與非金屬輸氫管材采用電熔連接；所述管材接頭內壁設置有電阻絲，管材接頭的外周設置接線柱，接線柱內部設置連通線與電阻絲連接，接線柱與外部電源裝置連接。
7.如權利要求1所述的高壓輸氫復合電熔管件，其特征是，所述管材接頭對應于預浸經緯網纖維帶材層外側設置外層結構，外層結構包覆在預浸經緯網纖維帶材層外側；管材接頭、外層結構的材質與非金屬輸氫管材的外層材質相同。
8.如權利要求1所述的高壓輸氫復合電熔管件，其特征是，所述預浸經線帶的層數由以下公式得到：
9.如權利要求1所述的高壓輸氫復合電熔管件，其特征是，所述預浸緯線帶的層數由以下公式得到：
10.如權利要求1所述的高壓輸氫復合電熔管件，其特征是，所述預浸經緯網纖維帶材層長度L1的長度由以下公式得到：
...【技術特征摘要】
1.一種高壓輸氫復合電熔管件，其特征是，包括非金屬輸氫管材，相鄰段非金屬輸氫管材之間通過管材接頭連接，管材接頭套設于兩相鄰非金屬輸氫管材的相接端；所述管材接頭中設置預浸經緯網纖維帶材層，所述預浸經緯網纖維帶材層內側設置作為氫阻隔層的過塑鋁箔。
2.如權利要求1所述的高壓輸氫復合電熔管件，其特征是，所述管材接頭為環形管狀結構，管材接頭具有環形容置空間，預浸經緯網纖維帶材層、過塑鋁箔均置于環形容置空間中，預浸經緯網纖維帶材層作為承壓結構的增強層。
3.如權利要求1所述的高壓輸氫復合電熔管件，其特征是，所述預浸經緯網纖維帶材層采用預浸經線帶與預浸緯線帶復合而成，預浸經線帶的經線與預浸緯線帶的緯線夾角為90°垂直設置。
4.如權利要求3所述的高壓輸氫復合電熔管件，其特征是，所述預浸經線帶與非金屬輸氫管材軸向垂直，預浸緯線帶與非金屬輸氫管材軸向平行。
5.如權利要求1所述的高壓輸氫復合電熔管件，其特征是，所述過塑鋁箔與預浸經緯網纖維帶材層相...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孔德彬，倪奉堯，胡召元，孫之狀，王曉峰，伍金奎，孔濤，
申請(專利權)人：山東東宏管業股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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