[發明專利]一種雙向增強電熔管件及其安裝方法

有效

• 申請號: 202210534609.1
• 申請日: 2022-05-17
• 公開（公告）號: CN114636040B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 施建峰;苑宇童;鄭津洋;葛周天;姚日霧
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F16L47/03
• 分類號: F16L47/03;F16L47/14;B29C65/34
• 代理公司: 杭州創智卓英知識產權代理事務所(普通合伙) 33324
• 代理人: 劉宏全

一種雙向增強電熔管件及其安裝方法，包括：管件本體，所述管件本體的沿軸向方向上形成管件中部和位于兩側的兩個管件承壓部，所述管件中部具有不小于所述管件承壓部的壁厚，所述管件承壓部沿徑向方向上靠近所述管件中部的一側具有大于所述管件本體兩端部的厚度；所述管件本體還包括雙向增強件，所述雙向增強件具有壓緊部與夾緊裝置，所述壓緊部具有與所述管件承壓部外表面相適配的內表面；所述夾緊裝置用于在夾緊時，使得所述雙向增強件對所述管件本體在軸向和徑向兩個方向上施加壓力。本發明通過雙向增強電熔管件的設計，實現了電熔接頭的環向和徑向的雙向增強，可以起到防止端部鼓脹失效，有效地提升了電熔接頭的可靠性。

技術領域

本發明涉及熱塑性塑料電熔管件領域，具體涉及一種雙向增強電熔管件及其安裝方法。

背景技術

在塑料管道的連接技術中，電熔焊接具備設備投資相對較低、維修費用相對較低、操作方便、焊口可靠性高等優點，是目前較為常用的管道連接技術。電熔管件焊接的工作原理是將電熔焊機與電熔關鍵的接線柱相連，利用電熔管件內的電阻絲通電時產生的熱量及膨脹力將管材的外壁面與電熔管件熔融連接在一起。隨著塑料及其復合管道不斷朝著高壓方向發展，管道的整體的承壓能力亟需提高。據美國PPDCC(Plastic Pipe DatabaseCommittee)對管道系統失效原因的分析，約53%的管道失效發生在管件處。

經發明人團隊研究發現，聚乙烯電熔接頭服役過程中主要承受內壓、軸向力，在該工況下，根據位置接頭失效模式可以分為一下三類：電熔套筒失效、熔接區失效以及端部管材失效。進一步細分的話，電熔套筒失效可以分為沿電熔套筒壁貫穿裂紋失效和電熔套筒強度失效；其中沿電熔套筒壁貫穿裂紋失效的主要由聚乙烯材料的慢速裂紋擴展引起的，裂紋擴展的角度與軸向夾角集中在70~75°。熔接區失效可以分為拔脫失效和泄漏失效；其中拔脫失效是指管材從電熔套筒中沿軸向拔脫出來而引起的失效，泄漏失效多是由于焊接時存在冷焊、夾氧化皮等缺陷所致。端部管材失效可以分為接頭端部鼓脹失效和管材強度失效；其中接頭端部鼓脹失效是針對于RTP管電熔接頭，經過長時間承載后，管材在接頭附近出現鼓脹變形、破裂的失效形式。

目前，為了提高電熔管件的結構強度，主要采用以下兩種方式：在電熔管件內置鋼材增強層和在電熔管件中設置纖維增強層，但是均存在一些難以克服的缺點。如中國專利申請“一種鋼絲焊接增強型電熔管件”（CN 215258475U）中增強材料金屬鋼是極性材料，而基體材料聚乙烯和聚丙烯等塑料基體大多是非極性材料，雖然通過鋼絲替代鋼板增強，一定程度上提高了增強材料和基體材料的粘結效果，但是依舊容易產生界面失效，導致兩種材料無法協同承載，降低了內置鋼材的電熔管件的增強效果，同時該電熔管件加工工藝復雜，制造成本較高，難以推廣應用。再如中國專利申請“一種纖維增強型電熔管件”（CN202302521U）中電熔管件外壁纏繞增強纖維，可以提高管件的承壓能力，同時操作簡單、生產成本較低，但是難以達到高壓管件的輸送要求；以及中國專利申請“一種中高壓內襯纖維浸制PE復合增強電熔管件”（CN 203671067U）中電熔管件嵌入纖維增強層，既增加整體性也增加了管件的承壓能力提高了中高壓管材的可靠性，但是仍存在制造工藝復雜、成本過高等問題。除此之外，如中國專利申請“一種纖維增強電熔法蘭接頭”（CN 214466942U）在一定程度上解決了上述的難題，但是在該纖維增強電熔法蘭接頭無法防止整體熔焊區的環向膨脹。

因此，需要設計一種雙向增強電熔管件，實現電熔接頭的環向和徑向的雙向增強，防止端部鼓脹失效，有效地提升電熔接頭的可靠性。

發明內容

本發明需要解決的問題是，為了克服現有技術中的不足，針對熱塑性塑料電熔管件領域，提供一種新型雙向增強電熔管件及其安裝方法。

為解決上述技術問題，本發明提供的解決方案為：

本發明提供一種雙向增強電熔管件，其特征在于，包括：管件本體和雙向增強件；