[發(fā)明專利]用于中高壓復(fù)合管連接的增強(qiáng)件外置電熔管件及焊接方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210285277.4
• 申請(qǐng)日: 2012-08-10
• 公開（公告）號(hào): CN102818091A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 施建峰;鄭津洋;師俊;侯東圣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): F16L47/03
• 分類號(hào): F16L47/03;B29C65/22
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種管件接頭裝置，用來連接一種內(nèi)層為塑料，中間層為增強(qiáng)件，外層為塑料的復(fù)合管（如鋼絲纏繞增強(qiáng)塑料復(fù)合管、玻璃纖維或芳綸纏繞增強(qiáng)塑料復(fù)合管、沖孔鋼板增強(qiáng)塑料復(fù)合管等）。

背景技術(shù)

鋼絲纏繞增強(qiáng)塑料復(fù)合管、玻璃纖維或芳綸纏繞增強(qiáng)塑料復(fù)合管、沖孔鋼板增強(qiáng)塑料復(fù)合管目前主要以機(jī)械連接方法為主。機(jī)械連接件通常為金屬材料，具有高強(qiáng)度的同時(shí)，往往難以避免地會(huì)帶來腐蝕問題。對(duì)于在強(qiáng)腐蝕環(huán)境下替換金屬管道使用的塑料增強(qiáng)復(fù)合管，其金屬連接接頭往往難以滿足耐腐蝕性要求。此外，機(jī)械連接通常需要施加較大的預(yù)緊力以滿足密封要求，但隨時(shí)間增加，由于塑料的蠕變和松弛特性，將使密封面的密封壓力下降，造成密封失效。因而，機(jī)械密封無法滿足塑料增強(qiáng)復(fù)合管長時(shí)安全性的要求。

電熔焊接是在塑料管道中被廣泛應(yīng)用的連接技術(shù)，目前已被引入用于連接低壓條件下使用的各類復(fù)合管。由于使用壓力較低，因而所采用的電熔管件為純塑料管件。當(dāng)復(fù)合管壓力上升到一定壓力等級(jí)至中高壓時(shí)，純塑料管件可能無法承擔(dān)由內(nèi)壓引起的軸向或環(huán)向應(yīng)力。為使管件承壓能力與管材相匹配，復(fù)合管所用電熔管件必須采用增強(qiáng)型管件，以滿足接頭強(qiáng)度的要求。

目前已公布的增強(qiáng)管件包括編織鋼絲網(wǎng)骨架增強(qiáng)管件、沖孔鋼板增強(qiáng)管件等，這類增強(qiáng)管件是將鋼絲網(wǎng)骨架、沖孔鋼板等形式的增強(qiáng)件包覆在管件中。這類增強(qiáng)管件一般先在模具內(nèi)注塑生產(chǎn)出管件內(nèi)層主體，之后將增強(qiáng)件裝配于內(nèi)層管件主體外壁面，再將裝配完畢的管件內(nèi)層主體安置于另一滾塑機(jī)中以使管件外壁成型。整套成型工藝的工藝參數(shù)繁多，工藝流程復(fù)雜，生產(chǎn)難度大，生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)效率低。

此外，由于研究對(duì)電熔焊接過程強(qiáng)度形成機(jī)理尚不清晰，因而現(xiàn)有的電熔管件結(jié)構(gòu)均未考慮焊接中對(duì)管件變形進(jìn)行限制。實(shí)際上若電熔焊接過程焊接界面壓力不足，即使超過了熔融溫度，管材外表面和套筒內(nèi)表面也無法實(shí)現(xiàn)連接?，F(xiàn)有的電熔增強(qiáng)管件內(nèi)嵌于管件內(nèi)部，無法根據(jù)焊接需要提供預(yù)應(yīng)力，因而其焊接過程管件會(huì)逐漸向外膨脹，導(dǎo)致焊接界面壓力不足，極易產(chǎn)生焊接界面的虛焊，降低了電熔焊接可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服和避免上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題和不足，進(jìn)而提供一種安全可靠、生產(chǎn)效率高、現(xiàn)場安裝方便的用于中高壓復(fù)合管連接的增強(qiáng)件外置電熔管件及焊接方法。

本發(fā)明解決技術(shù)問題的方案是：

提供一種用于中高壓復(fù)合管連接的增強(qiáng)件外置電熔管件，包括內(nèi)部預(yù)埋了電阻絲的塑料的電熔套筒，其兩端為用于插入待連接復(fù)合管的承插式結(jié)構(gòu)；所述電熔套筒的外表面環(huán)設(shè)波紋結(jié)構(gòu)；在電熔套筒的外部有一個(gè)包圍式的卡箍，卡箍的內(nèi)壁具有與電熔套筒外表面上波紋結(jié)構(gòu)相配合的形狀以使得兩者能夠緊密貼合。

本發(fā)明中，所述卡箍的橫截面呈Ω狀，通過螺栓或鉸鏈實(shí)現(xiàn)固定連接。

本發(fā)明中，所述卡箍具有兩個(gè)對(duì)稱的部件，每個(gè)部件的橫截面均呈Ω狀，可通過沖壓成型，兩個(gè)卡箍通過螺栓或鉸鏈實(shí)現(xiàn)固定連接。

本發(fā)明中，所述卡箍的最小壁厚δ_min按如下公式確定：

式中：p_i為待連接復(fù)合管的設(shè)計(jì)壓力，[σ]為卡箍材料的許用應(yīng)力，按照GB150-2011選取，R為待連接復(fù)合管的外半徑。

本發(fā)明中，所述電熔套筒外表面的波紋結(jié)構(gòu)中，構(gòu)成波紋結(jié)構(gòu)的單體的截面呈半橢圓形、半圓形、矩形或梯形，相應(yīng)的卡箍做出與其配套的結(jié)構(gòu)形式。

本發(fā)明進(jìn)一步提供了用于中高壓復(fù)合管連接的增強(qiáng)件外置電熔管件的焊接方法，包括以下步驟：

（1）將待連接復(fù)合管的端部進(jìn)行表面清理和刮削氧化皮的預(yù)處理，然后插入至電熔套筒的兩端；

（2）將作為增強(qiáng)件的卡箍裝配于電熔套筒外部，并通過螺栓或鉸鏈固定，使卡箍緊緊包裹于電熔套筒外側(cè)，使電熔套筒外壁產(chǎn)生預(yù)壓縮；

（3）將電熔套筒中預(yù)先埋設(shè)的電阻絲接通電源，按照常規(guī)的焊接工藝實(shí)施焊接，使電阻絲加熱熔融待連接復(fù)合管外壁與電熔套筒內(nèi)壁，直至焊接結(jié)束；

所述電熔套筒的兩端為用于插入待連接復(fù)合管的承插式結(jié)構(gòu)；電熔套筒的外表面環(huán)設(shè)波紋結(jié)構(gòu)；包圍式的卡箍作為增強(qiáng)件，其內(nèi)壁具有與電熔套筒外表面上波紋結(jié)構(gòu)相配合的形狀以使得兩者能夠緊密貼合。