CN107504309B - 高密封无缝热熔套及其制作方法和使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及管道技术领域，尤其涉及一种高密封无缝热熔套及其制作方法和使用方法，所述高密封无缝热熔套包括：PE短管和电热熔网，PE短管的两端边缘处还可设置有硬质套件，PE短管进行扩管后，将电热熔网热压在PE管的端壁上，硬质套件也可粘合在PE管的端口外层上，使用时先将PE短管套在保温管的外层PE管上，待两段工作管焊接完成后，将PE短管滑到补口处，用加热带或火焰加热搭接部分，使其自动收缩，用夹具将搭接部分夹紧，待PE短管和直埋保温管的外层PE管热熔成一体后，自然冷却再拆除夹具，本发明的高密封无缝热熔套不存在需要焊接的焊缝，密封强度更高且更加防腐、耐用，延长了直埋保温管道的使用寿命，提高了直埋保温管道的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及管道技术领域，尤其涉及一种高密封无缝热熔套及其制作方法和使用方法。
背景技术
目前，由于直埋保温管道主体的防护、保温及防腐层是在工厂内由专用设备预制完成的，其防护层及保温防腐的质量比较可靠，因而决定管道最终防腐保温性能的关键在于防护层补口(即外层聚乙烯塑料管间接口)的质量，目前，直埋管道外层聚乙烯防护层补口方法中，有以下3种：热收缩片法、热熔法和塑料焊法。
热收缩片法是通过火焰烘烤热缩套或片，使之受热收缩并与管道外层聚乙烯防护层箍紧粘贴，采用此方法现场补口质量不易保证，补口的强度低。
热熔法是用夹具将补口片(聚乙烯片)与管道外层聚乙烯防护层压紧，然后采用电热丝加热方式，使补口片与聚乙烯防护层熔接在一起，采用此方法由于补口片围绕直埋保温管一圈，在补口处补口片两端会形成一道纵缝，由于该纵缝需要发泡前热熔，其补口片和管道之间无任何支撑的环形空间，尽管热熔时该处有紧缩带，但由于其内腔无任何支撑，所以造成该纵缝热熔不紧密，加上搭接处易出现缝隙，而环缝搭接处在紧缩带收紧后，上下电热熔网易粘结短路，出现过烧现象，从而造成其余部分出现焊接不充分；同时由于补口片没有收缩性而保温管道端口缩口，而压紧用的刚性夹具的伸缩性能又较差，影响了接口的密封性能。
塑料焊法是采用塑料焊条将补口片和管道外层聚乙烯防护层焊接在一起，采用此方法受施工时的天气影响大、焊接质量不易保证，同时由于熔结面积小，焊接部位的强度较热熔法低得多。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明公开了一种高密封无缝热熔套，它包括：PE短管、电热熔网和硬质套件，所述电热熔网通过挤压的方式嵌装在PE短管的两个端口的内壁上，所述硬质套件与PE短管的管口外层粘接，所述硬质套件呈管状，管口处设置有导裂纹，所述硬质套件的管体为褶皱结构。
进一步地，所述电热熔网与PE短管嵌合长度为30-200mm。
进一步地，高密封无缝热熔套的制造方法包括如下步骤：
步骤一：选用与直埋管外层PE管的直径与壁厚相同的PE短管进行扩管；
步骤二：电热熔网嵌入PE短管，采用2×104-5×104N的压力挤压电热熔网，使电热熔网嵌装在PE短管端部的内壁上，嵌入的电热熔网的长度为30-200mm；
步骤三：硬质套件与PE短管两端边缘通过胶黏剂粘接在一起，粘合方式为点粘合，粘合力为20-40N。
进一步地，所述步骤一中扩管工艺为冷扩工艺，所述冷扩工艺的方法是：选择与直埋保温管的外层管的规格型号、壁厚相同的PE短管，PE短管的长度为500-1000mm，PE短管从异径管模具的小头处进入，异径管模具的大头比PE短管的内径大10-40mm，用压力机压制法使PE短管从异径管模具的大头处穿过，所用的压力为5×104-105N，冷扩时间为10-30min，PE短管内径增加10-40mm。
进一步地，所述步骤一中扩管工艺为热扩工艺，所述热扩工艺的方法是：选择与直埋保温管的外层管的规格型号、壁厚相同的PE短管，PE短管的长度为500-1000mm，将PE短管和异径管模具整体加热，待PE短管温度达到100-120℃时，PE短管从异径管模具的小头处进入，异径管模具的大头比PE短管的内径大10-40mm，用压力机压制法使PE短管从异径管模具的大头处穿过，冷却5-10min，热扩PE短管内径增加10-40mm。
进一步地，所述步骤一中扩管工艺为辐照工艺，所述辐照工艺的方法是：选取内径大于直埋保温管的外层管管径5-50mm、壁厚相同的PE短管，PE短管的长度为500-1000mm，对PE短管进行辐照1-5min，使PE短管具有热缩功能。
进一步地，高密封无缝热熔套的另一种使用方法包括如下步骤：
步骤一：准备工作，待操作的直埋保温管，外层为PE管、中间层为保温层、内层为工作管，在两段工作管被焊接呈一体之前，先将硬质套件与保温管口对齐，硬质套件上的褶皱结构处于展开状态，后将硬质套件连同高密封无缝热熔套套装在任意一段保温管上；
步骤二：工件固定，待两段工作管焊接完成后，将PE短管移至补口处，PE短管搭接待补口处两端的距离相同，将褶皱结构进行折叠，折叠后的褶皱结构抵接在保温管上，完成预固定，预固定后用夹具将搭接部分夹紧，扭动硬质套件使其沿着导裂纹开裂，硬质套件被撕裂，硬质套件与PE短管的粘接处随之被揭掉，对PE短管的管口不会造成损伤，打开对PE短管的包覆；
步骤三：热熔连接，通过电热熔套焊机给电热熔网通电加热，通电时间为7-20min；
步骤四：冷却定形，待PE短管和直埋保温管的外层PE管热熔成一体后，自然冷却再拆除夹具；
步骤五：注料发泡，在PE短管的管体上开设一个直径为30mm的注料孔，并在管体的另一端开设一个直径为30mm且与注料孔共轴线的排气孔，将发泡材料均匀搅拌后倒入，待发泡完毕后，堵塞密封注料孔。
本发明的高密封无缝热熔套为一整体的圆管，不存在需要焊接的焊缝，更加防腐、持久、耐用，扩管后与直埋保温管套装在一起使用，与直埋保温管的补口处热熔连接的更加紧密，密封强度更高，其上热压连接有硬质套件起到预固定的作用，防止高密封无缝热熔套在热熔前滑动，便于施工。采用高密封无缝热熔套补口的工艺延长了直埋保温管道的使用寿命，减少管道事故发生率，提高了直埋保温管道的安全性。
附图说明
图1为本发明实施例1中高密封无缝热熔套的结构示意图；
图2为本发明实施例2中高密封无缝热熔套的结构示意图；
图3为本发明高密封无缝热熔套的使用效果示意图。
图例：1.PE短管；2.电热熔网；3.硬质套件；31.导裂纹；32.褶皱结构。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不局限于说明书上的内容。
实施例1
如图1所示，本发明高密封无缝热熔套它包括：PE短管1和电热熔网2，电热熔网2通过挤压方式嵌装在PE短管1的两个端口的内壁上，电热熔网2从端口的边缘处向内嵌入PE短管1的长度为30-300mm。嵌入电热熔网的方法为挤压嵌入法，电热熔网的材料为镍洛合金电阻丝组成，挤压采用的力与PE短管1的规格有关，PE短管1的内径(DN)：100≤DN＜500压力为104-2×104N、500≤DN＜1000压力为2×104-5×104N、1000≤DN＜1700 5t-10t压力为5×104-105N(DN为公称内径单位mm)。
实施例2
如图2所示，本实施例与实施例1的不同之处在于：高密封无缝热熔套还包括：硬质套件3，硬质套件3呈管状并包覆在PE短管1两端边缘处，，其另一端管口处设置有导裂纹31，硬质套件3的管体为褶皱结构32。
硬质套件的内径大于PE短管1的外径20±5mm，且硬质套件的管体上的褶皱结构32收缩时其高度大于40±5mm，硬质套件3为金属合金材料，例如：铝合金或锌合金等，硬质套件3与PE管口通过胶黏剂粘合在一起，粘合方式为点粘合，在PE短管1的管口外层间隔设置3个点位或4个点位，涂覆胶黏剂，涂覆面积合计1-2cm2，粘合力为20-40N。
实施例3
制备本发明实施例1中高密封无缝热熔套的具体制作步骤如下：选用与直埋管外层PE管的直径与壁厚相同的PE短管1进行扩管，直埋保温管的外层管为PE管、中间层为保温层、内层为工作管，PE短管1的长度为500-1000mm。采用冷扩工艺法扩管：PE短管1从异径管模具的小头处进入，异径管模具的大头比PE短管1的内径大10mm，用压力机压制法使PE短管1从异径管模具的大头处穿过，压力机的压力设置范围与PE短管1的规格有关，PE短管1的内径(DN)：100≤DN＜500压力为2×104-5×104N、500≤DN＜1000压力为5×104-105N、1000≤DN＜1700压力为105N-3×105N(DN为公称内径单位mm)，冷扩的时间为10-30min，扩管后的PE短管1内径增加10mm，冷扩的壁厚变化为2-5％，PE短管1可以根据需要与异径管的大头进行适配，扩管后PE短管1内径增加的最优范围为10-40mm。扩管后在PE短管1的管口内侧从边缘往里通过挤压将宽为30-300mm的电热熔网2嵌入在PE短管1内侧，嵌入电热熔网2为挤压嵌入法，电热熔网的材料为镍洛合金电阻丝组成，挤压采用的力与PE短管1的规格有关，PE短管1的内径(DN)：100≤DN＜500压力为104-2×104N、500≤DN＜1000压力为2×104-5×104N、1000≤DN＜1700 5t-10t压力为5×104-105N(DN为公称内径单位mm)
制备本发明实施例2中高密封无缝热熔套的具体制作步骤如下：选用内径大于PE短管1外径20±5mm的硬质套件，且硬质套件的管体上的褶皱结构32收缩时其高度大于40±5mm，在上述制备实施例1中高密封无缝热熔套的基础上，通过胶黏剂将硬质套件3粘合在PE短管1的两个端口外层，粘合方式为点粘合，在PE短管1的管口外层间隔设置3个点位或4个点位，涂覆胶黏剂，涂覆面积合计1-2cm2，粘合力为20-40N。
实施例4
本实施例中与实施例3的不同之处在于PE短管1的扩管采用的是热扩工艺，具体如下：选择与直埋保温管的外层管的规格型号、壁厚相同的PE短管1，PE短管1的长度为500-1000mm，将PE短管1和异径管模具整体加热，待PE短管1温度达到100-120℃时，PE短管1从异径管模具的小头处进入，异径管模具的大头比PE短管1的内径大10-40mm，用压力机压制法使PE短管1从异径管模具的大头处穿过，冷却5-10min，热扩PE短管1内径增加10-40mm。
实施例5
本实施例中与实施例3的不同之处在于PE短管1的扩管采用的是辐照工艺，具体如下：选取内径大于直埋保温管的外层管管径5-50mm、壁厚相同的PE短管1，PE短管1的长度为500-1000mm，对PE短管1进行辐照1-5min，使PE短管1具有热缩功能。
实施例6
如图3所示，本发明实施例1中高密封无缝热熔套的具体使用步骤如下：待操作的直埋保温管，外层为PE管、中间层为保温层、内层为工作管，在现场工作管焊接前先将嵌入电热熔网的PE短管1套在保温管的外层PE管上，待两段工作管焊接完成后，将PE短管1滑到补口处，PE短管1搭接待补口处两端的距离为30-200mm，用加热带或火焰加热搭接部，PE短管1受热向内收缩卡住保温管，完成预固定，预固定后用夹具将搭接部分夹紧，然后取下加热带。这里的加热带可以是电加热带。用夹具将搭接部分夹紧，用专用电热熔套焊机给电热熔网通电加热，通电时间为7-20min，待PE短管1和直埋保温管的外层PE管热熔成一体后，自然冷却再拆除夹具。在PE短管1的管体上开设一个直径为30mm的注料孔，并在管体的另一端开设一个直径为30mm且与注料孔共轴线的排气孔，将发泡材料均匀搅拌后倒入，待发泡完毕后，堵塞密封注料孔和排气孔。
同时，提供另外一种实施方式，电热熔网2嵌装在保温管道的外层PE管待补口处，嵌入的长度为30-200mm，PE短管的长度为500-1000mm，使用时与上述实施方式不同点在于，将PE短管套在保温管的外层管上，待两段工作管焊接完成后，将PE短管1滑到补口处，PE短管1的两端与保温管外层嵌装有电热熔网2的外边缘对齐，两者的搭接部分全部覆盖电热熔网2的长度，PE短管1搭接待补口处两端的距离为30-200mm，搭接的长度与PE短管的长度适配，热熔连接的方法及冷却定形、注料发泡的步骤同上。
实施例7
如图3所示，本发明实施例2中高密封无缝热熔套的具体使用步骤如下：待操作的直埋保温管，外层为PE管、中间层为保温层、内层为工作管，在两段工作管被焊接呈一体之前，先将硬质套件3与保温管口对齐，硬质套件3上的褶皱结构32处于展开状态，后将硬质套件3连同高密封无缝热熔套套装在任意一段保温管上；
待两段工作管焊接完成后，将PE短管1移至补口处，PE短管1搭接待补口处两端的距离相同，将褶皱结构32进行折叠，折叠后的褶皱结构32抵接在保温管上，完成预固定，预固定后用夹具将搭接部分夹紧，扭动硬质套件3使其沿着导裂纹开裂，硬质套件3被撕裂，硬质套件与PE短管的粘接处随之被揭掉，对PE短管的管口不会造成损伤，打开对PE短管1的包覆；通过电热熔套焊机给电热熔网2通电加热，通电时间为7-20min；待PE短管1和直埋保温管的外层PE管热熔成一体后，自然冷却再拆除夹具；在PE短管1的管体上开设一个直径为30mm的注料孔，并在管体的另一端开设一个直径为30mm且与注料孔共轴线的排气孔，将发泡材料均匀搅拌后倒入，待发泡完毕后，堵塞密封注料孔和排气孔。
实施例8
本发明实施例中待补口两端的距离为400mm，PE短管1的长度为500mm，扩管后PE短管1的内径增加10mm，在PE短管1的两端内侧从边缘往里通过挤压的方式将宽为50mm的电热熔网2嵌装在PE短管1内侧。若PE短管1的长度为650mm，扩管后PE短管1的内径增加15mm，则在PE短管1的两端内侧从边缘往里通过挤压的方式将宽为100mm的电热熔网2嵌装在PE短管1内侧。若PE短管1的长度为1000mm，扩管后PE短管1的内径增加40mm，则在PE短管1的两端内侧从边缘往里通过挤压的方式将宽为200mm的电热熔网2嵌装在PE短管1内侧。
提供几种使用时PE短管1长度与电热熔网2长度的配合关系，以保证管体良好的密封效果与韧性要求：
经扩管工艺后：PE短管1的内径增加范围为10mm-40mm，其优选范围为：10mm-15mm。
显然，本发明的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (7)
1.一种高密封无缝热熔套，其特征在于：它包括：PE短管（1）、电热熔网（2）和硬质套件（3），所述电热熔网（2）通过挤压嵌装在PE短管（1）端部的内壁上，所述硬质套件（3）与PE短管（1）的管口外层粘接，所述硬质套件（3）呈管状，管口处设置有导裂纹（31），所述硬质套件（3）的管体为褶皱结构（32），所述硬质套件（3）的内径大于PE短管（1）的外径20±5mm，且硬质套件（3）的管体上的褶皱结构（32）的收缩高度大于40±5mm，所述硬质套件（3）为金属合金材料。
2.根据权利要求1所述的高密封无缝热熔套，其特征在于：所述电热熔网（2）与PE短管（1）嵌合长度为30-200mm。
3.一种制造如权利要求1或2所述高密封无缝热熔套的方法，其特征在于：它包括如下步骤：
步骤一：选用与直埋管外层PE管的直径与壁厚相同的PE短管（1）进行扩管；
步骤二：电热熔网（2）嵌入PE短管（1），采用2×104-5×104N的压力挤压电热熔网（2），使电热熔网（2）嵌装在PE短管（1）端部的内壁上，嵌入的电热熔网（2）的长度为30-200mm；
步骤三：将硬质套件（3）与PE短管（1）两端边缘进行粘合，粘合方式为点粘合，粘合力为20-40N。
4.根据权利要求3所述的高密封无缝热熔套的制造方法，其特征在于：所述步骤一中扩管工艺为冷扩工艺，所述冷扩工艺的方法是：选择与直埋保温管的外层管的规格型号、壁厚相同的PE短管（1），PE短管（1）的长度为500-1000mm，PE短管（1）从异径管模具的小头进入，异径管模具的大头比PE短管（1）的内径大10-40mm，用压力机压制法使PE短管（1）从异径管模具的大头处穿过，所用的压力为5×104-105N，冷扩时间为10-30min，PE短管（1）内径增加10-40mm。
5.根据权利要求3所述的高密封无缝热熔套的制造方法，其特征在于：所述步骤一中扩管工艺为热扩工艺，所述热扩工艺的方法是：选择与直埋保温管的外层管的规格型号、壁厚相同的PE短管（1），PE短管（1）的长度为500-1000mm，将PE短管（1）和异径管模具整体加热，待PE短管（1）温度达到100-120℃时，PE短管（1）从异径管模具的小头处进入，异径管模具的大头比PE短管（1）的内径大10-40mm，用压力机压制法使PE短管（1）从异径管模具的大头处穿过，冷却5-10min，热扩PE短管（1）内径增加10-40mm。
6.根据权利要求3所述的高密封无缝热熔套的制造方法，其特征在于：所述步骤一中扩管工艺为辐照工艺，所述辐照工艺的方法是：选取内径大于直埋保温管的外层管管径5-50mm、壁厚相同的PE短管（1），PE短管（1）的长度为500-1000mm，对PE短管（1）进行辐照1-5min，使PE短管（1）具有热缩功能。
7.一种如权利要求1所述的高密封无缝热熔套的使用方法，其特征在于：它包括如下步骤：
步骤一：准备工作，待操作的直埋保温管，外层为PE管、中间层为保温层、内层为工作管，在两段保温管内的工作管被焊接呈一体之前，先将硬质套件（3）与保温管口对齐，硬质套件（3）上的褶皱结构（32）处于展开状态，后将硬质套件（3）连同高密封无缝热熔套套装在任意一段保温管上；
步骤二：工件固定，待两段工作管焊接完成后，将PE短管（1）移至补口处，PE短管（1）搭接待补口处两端的距离相同，将褶皱结构（32）进行折叠，折叠后的褶皱结构（32）抵接在保温管上，完成预固定，预固定后用夹具将搭接部分夹紧，最后通过导裂纹（31）将硬质套件（3）从PE短管（1）取下；
步骤三：热熔连接，通过电热熔套焊机给电热熔网（2）通电加热，通电时间为7-20min；
步骤四：冷却定形，待PE短管（1）和直埋保温管的外层PE管热熔成一体后，自然冷却再拆除夹具；
步骤五：注料发泡，在PE短管（1）的管体上开设一个直径为30mm的注料孔，并在管体的另一端开设一个直径为30mm且与注料孔共轴线的排气孔，将发泡材料均匀搅拌后倒入，待发泡完毕后，堵塞密封注料孔和排气孔。
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