CN113606414A - 一种钢丝网骨架聚乙烯复合管端头连接结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及管材连接技术领域，具体提供一种钢丝网骨架聚乙烯复合管端头连接结构及方法。所述钢丝网骨架聚乙烯复合管以钢丝层为中间层，上下复合有聚乙烯层；所述钢丝网骨架聚乙烯复合管端部向外翻折，两个端头的聚乙烯层熔融焊接；两个端头接触点凸起部位被档环包裹。解决现有技术中管材端面密封性不好，容易造成泄漏，或聚乙烯抗拉强度较小，管材耐压能力有限，无法应用于高压工况的问题。

Description

一种钢丝网骨架聚乙烯复合管端头连接结构及方法

技术领域

本发明涉及管材连接技术领域，具体提供一种钢丝网骨架聚乙烯复合管端头连接结构及方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明有关的背景信息，而不必然构成现有技术。

钢丝网骨架聚乙烯复合管是以高强度钢丝左右螺旋缠绕成型的网状骨架为增强体，以高密度聚乙烯为基体，并用高性能的聚乙烯改性粘结树脂将钢丝骨架与内、外层高密度聚乙烯紧密地连接在一起的一种新型管材。该复合管具有优良的柔性，适用于长距离埋地用供水、输气管道系统；也经常被用于城市供水，土木工程，石油和天然气领域，化工，电力传输管道，冶金矿山，海水运输，造船，农业和铺设光纤电缆。

目前，钢丝网骨架聚乙烯复合管在管道铺设连接中，常用两大类连接方式，一种为管材端口间使用密封垫，配合法兰、卡箍等紧固连接件进行密封连接，另一种为通过电熔或热熔等加热方式将两管材端面聚乙烯加热融合成一体进行密封。

但发明人发现，前者常因密封垫受夹紧力不均与管材端面形成缝隙造成泄漏，后者由于聚乙烯抗拉强度较小，管材耐压能力有限，不能应用于高压工况。

发明内容

针对现有技术中管材端面密封性不好，容易造成泄漏，或聚乙烯抗拉强度较小，管材耐压能力有限，无法应用于高压工况的问题。

本发明一个或一些实施方式中，提供一种钢丝网骨架聚乙烯复合管端头连接结构，所述钢丝网骨架聚乙烯复合管以钢丝层为中间层，上下复合有聚乙烯层；

所述钢丝网骨架聚乙烯复合管端部向外翻折，两个端头的内层聚乙烯层熔融焊接；

两个端头接触点凸起部位被档环包裹。

本发明一个或一些实施方式中，提供一种钢丝网骨架聚乙烯复合管端头连接方法，包括如下步骤：

分别将两钢丝网骨架聚乙烯复合管靠近接触端部位置的最外层聚乙烯层上固定连接铁皮，铁皮延伸至端部，

分别将两钢丝网骨架聚乙烯复合管端部边缘向外翻折，最内层聚乙烯层露出，在此过程中，铁皮也被翻折，与钢丝网骨架聚乙烯复合管形成一定角度的部分为档环；

加热两钢丝网骨架聚乙烯复合管最内层聚乙烯层，进行融合焊接，保持夹紧，夹紧至两档环相接触时停止，将档环沿圈焊接，即得。

本发明一个或一些实施方式中，提供上述钢丝网骨架聚乙烯复合管端头连接结构或上述钢丝网骨架聚乙烯复合管端头连接方法在高压工况中的应用。

上述技术方案中的一个或一些技术方案具有如下优点或有益效果：

1)本发明将聚乙烯层热熔焊接，与外加档环电焊焊接集于一体，即保证了管材密封性能，又保证了管材的抗压性能，整体提升了管材使用性能，提升了在工程应用上的优势。

2)本发明将管材翻折，与档环配合，在端头处形成同心圆状的聚乙烯层、钢丝层、聚乙烯层复合方式，与管材内部复合方式相同，且档环形成环向应力，进一步对内部结构进行挤压，因此，在端部各层中，挤压更加紧密，保证了连接处的刚性及密封性。

3)本发明所述的钢丝网骨架聚乙烯复合管端头连接方法操作简单，只需进行简单的管材翻折，热熔，外加档环沿周焊接即可完成，能够现场操作，成本低，适合工业大规模使用。

附图说明

构成本发明一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为具体实施方式中钢丝网骨架聚乙烯复合管端头连接结构示意图。

图2为具体实施方式中钢丝网骨架聚乙烯复合管端头连接结构连接前结构示意图。

图3为具体实施方式中钢丝网骨架聚乙烯复合管端头连接结构融合焊接后示意图。

其中：1.聚乙烯层；2.铁皮；3.挡环；4.钢丝层；5.加热板。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明所述的高压工况是指压力最高公称压力7.0Mpa。

本发明采用钢丝网骨架聚乙烯复合管为国标：GB/T32439-2015给水用钢丝网增强聚乙烯复合管道。

本发明所述的沿周焊接是指沿管材一周，对档环3的边缘进行焊接。

针对现有技术中管材端面密封性不好，容易造成泄漏，或聚乙烯抗拉强度较小，管材耐压能力有限，无法应用于高压工况的问题。

即在现有技术中，将复合管材端头连接的方式有多种，主要分为热熔法和卡箍法，热熔法即将复合管材的聚乙烯层热熔拼接，由于聚乙烯层连接成一体，因此密封性较好，但端头处仅采用聚乙烯层热熔焊接进行复合，导致端头处刚性较差，支撑力不足，若管内流动液体压力较大，极易发生渗漏。而采用卡箍法进行连接，则首先用防水材料缠绕连接处，然后进行卡箍，虽然卡箍可以为管材带来一定刚性，但防水材料与管材接触处极易发生渗水，若卡箍过紧，则还会对管材带来损伤，为此，现有技术中常用的两种管材连接方式都无法适用于高压工况，无法满足工业应用要求。

本发明一个或一些实施方式中，提供一种钢丝网骨架聚乙烯复合管端头连接结构，所述钢丝网骨架聚乙烯复合管以钢丝层4为中间层，上下复合有聚乙烯层1；

所述钢丝网骨架聚乙烯复合管端部向外翻折，两个端头的内层聚乙烯层1熔融焊接；

两个端头接触点凸起部位被档环3包裹。

所述钢丝网骨架聚乙烯复合管以钢丝层4为中心，为主要刚性支撑结构，上下的聚乙烯层1主要作用为密封管道，因此，钢丝网骨架聚乙烯复合管兼具管道刚性及密封效果。

现有技术中进行管道连接时，通常将外侧聚乙烯层1进行密封，但发明人发现，改连接方式中，内侧的钢丝层4和内侧聚乙烯层1处是断裂的，导致连接处刚性能力小于管道内刚性能力，连接处无法承受内部高压气体或液体，为此，本发明将钢丝网骨架聚乙烯复合管端部向外翻折，将内侧聚乙烯层1露出，两内侧聚乙烯层1复合，再使用档环3将钢丝层4、外侧聚乙烯层1包裹复合，由于档环3对外侧聚乙烯层产生挤压，因此，外侧聚乙烯层向钢丝层4挤压，在端头处，挤压更加紧密，实现钢丝层4的有效支撑。

应当理解的是，档环3沿复合管材一周呈圆形，在端头处形成沿周的预应力，在端头处预应力处处相等，从横截面来看，端头处自内而外是内层聚乙烯层1、钢丝层4、档环3，档环3密封连接，形成向内的预应力，沿最外层聚乙烯层1向内延伸，各层紧密挤压在一起，实现较好的密封效果。

在本发明中，内部将管材聚乙烯层通过热熔或电熔方式熔焊为一体，管材外圈沿周焊接有挡环3，采用电焊将两管材的挡环3焊接成一体，整体保证管材的密封性能和抗压强度。

优选的，还包括铁皮2，所述铁皮2与钢丝网骨架聚乙烯复合管最外层的聚乙烯层1固定连接，铁皮端部延伸至最外层聚乙烯层1翻折点。

铁皮2与最外层聚乙烯层1固定连接，使最外层聚乙烯层1在平面上具备一定刚性，避免连接处发生相互位移，导致管材错位。且可以将档环3焊接在铁皮上，避免档环3在使用过程中脱落。进一步的，所述铁皮2在端部延伸，延伸部分长于管材，且铁皮随着管材一起翻折形成档环3，即档环3与铁皮2为一体，可以进一步固定档环3。

优选的，所述固定连接方式包括螺栓连接、粘接等方式，所述螺栓连接即将螺母在聚乙烯层中预埋，然后在铁皮上打孔，插入螺栓连接，所述粘接方式使用胶水将二者粘贴。进一步优选的，将铁皮表面加热至融化，将最外层聚乙烯层1加热至融化，然后将二者紧贴，复合。

优选的，在端部，聚乙烯层1长于铁皮的端面，同时钢丝层4端面长于铁皮端面。

本发明一个或一些实施方式中，提供一种钢丝网骨架聚乙烯复合管端头连接方法，包括如下步骤：

分别将两钢丝网骨架聚乙烯复合管靠近接触端部位置的最外层聚乙烯层1上固定连接铁皮2，铁皮2延伸至靠近端部，

分别将两钢丝网骨架聚乙烯复合管端部长于铁皮2的边缘向外翻折，最内层聚乙烯层1露出；

加热两钢丝网骨架聚乙烯复合管最内层聚乙烯层1，进行融合焊接，保持夹紧，夹紧至两聚乙烯层1相融时停止，然后将档环3在端部凸起位置沿圈焊接，即得。

优选的，所述档环3与铁皮2固定连接，所述固定连接方式为粘结、焊接中的一种，优选为焊接。

应当理解的是，所述档环3焊接在其中一端的铁皮2上，形成凸起后沿周焊接，但优选的，所述档环3为两个半档环结构，其中，两个铁皮2上各自固定连接一个半档环结构，将档环3拼接，沿周焊接，即得固定的档环。

从上述步骤来看，本发明所述的钢丝网骨架聚乙烯复合管端头连接方法操作简单，只需进行简单的管材翻折，热熔，外加档环3沿周焊接即可完成，能够现场操作，成本低，适合工业大规模使用。

优选的，还包括如下步骤：在固定连接铁皮2之前，对内外两层聚乙烯层1进行修剪，修剪至露出钢丝层4。具体的，如图1所示，在连接端部，聚乙烯层1外圈有铁皮围成的档环3，管材端头的铁皮伸出一定长度，并对管材端头翻边，翻边成型后管材端头聚乙烯层高出档环3的端面，同时钢丝层2端面略高于挡环端面，用于预留热熔熔焊时两管材聚乙烯层的夹紧力，保证融合深度。

如图2，具体的，可以用加热板对管材端面聚乙烯层进行加热。由于聚乙烯层1内部翻折，因此，与传统聚乙烯层1复合不同，本发明中，聚乙烯层1接触位置为一个平面，接触面积较大，可以用两侧加热的加热板进行加热，一方面加热速率快，另一方面，可以对两侧聚乙烯层1同时加热，二者融化速率相同，便于后期夹紧融合。

如图3，加热后使用夹紧工装夹紧管材，如箭头所示，使两管材端面聚乙烯层渗透融合，直至两管材挡环接触，采用电焊对两挡环3沿周焊接，完成管材连接。

优选的，所述档环3将钢丝层4端部包覆。即所述档环3高于钢丝层4端部，避免钢丝层4露出档环3，导致钢丝层4中的钢丝被外部环境影响，尤其是受到外部力量，影响内部钢丝层分布。

优选的，所述沿周焊接包括如下步骤，两钢丝网骨架聚乙烯复合管端头铁皮2上均固定有档环3，将档环3接触夹紧，顶部加热，直到档环3顶部密封。将档环3顶部密封，产生沿周应力的同时，进一步提高管材接触端的密封效果。

优选的，钢丝网骨架聚乙烯复合管端部边缘向外翻折后，所述钢丝层4有一面与最内层聚乙烯层1、档环3均不接触，熔融焊接过程中，部分热熔后的聚乙烯流入两相对的钢丝层4之间。如图3所示，在两钢丝层4之间形成新的聚乙烯层，新的聚乙烯层被钢丝层4包裹，为新的聚乙烯层提供支撑，新的聚乙烯层一方面为最外层防水保护层，具备一定密封能力，另一方面，由于聚乙烯层的弹性，与档环3应力对应，使结构相对稳定。

优选的，所述聚乙烯复合管端部边缘向外翻折角度为90°。应当理解的是，两管道均向外弯折90°，则两管道受力均等，在加热、焊接过程中两管道之间不易发生断裂。

本发明一个或一些实施方式中，提供上述钢丝网骨架聚乙烯复合管端头连接结构或上述钢丝网骨架聚乙烯复合管端头连接方法在高压工况中的应用。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种钢丝网骨架聚乙烯复合管端头连接结构，其特征在于，所述钢丝网骨架聚乙烯复合管以钢丝层(4)为中间层，上下复合有聚乙烯层(1)；

所述钢丝网骨架聚乙烯复合管端部向外翻折，两个端头的内层聚乙烯层(1)熔融焊接；

两个端头接触点凸起部位被档环(3)包裹。

2.如权利要求1所述的钢丝网骨架聚乙烯复合管端头连接结构，其特征在于，还包括铁皮(2)，所述铁皮(2)与钢丝网骨架聚乙烯复合管最外层的聚乙烯层(1)固定连接，铁皮端部延伸至最外层聚乙烯层(1)翻折点；

优选的，所述档环(3)与铁皮(2)固定连接。

3.如权利要求2所述的钢丝网骨架聚乙烯复合管端头连接结构，其特征在于，在端部，聚乙烯层(1)长于铁皮的端面，同时钢丝层(4)端面长于铁皮端面。

4.一种钢丝网骨架聚乙烯复合管端头连接方法，其特征在于，包括如下步骤：

分别将两钢丝网骨架聚乙烯复合管靠近接触端部位置的最外层聚乙烯层(1)上固定连接铁皮(2)，铁皮(2)延伸至靠近端部，

分别将两钢丝网骨架聚乙烯复合管端部长于铁皮(2)的边缘向外翻折，最内层聚乙烯层(1)露出；

加热两钢丝网骨架聚乙烯复合管最内层聚乙烯层(1)，进行融合焊接，保持夹紧，夹紧至两聚乙烯层(1)相融时停止，然后将档环(3)在端部凸起位置沿圈焊接，即得。

5.如权利要求4所述的钢丝网骨架聚乙烯复合管端头连接方法，其特征在于，还包括如下步骤：在固定连接铁皮(2)之前，对内外两层聚乙烯层(1)进行修剪，修剪至露出钢丝层(4)。

6.如权利要求5所述的钢丝网骨架聚乙烯复合管端头连接方法，其特征在于，所述档环(3)将钢丝层(4)端部包覆。

7.如权利要求6所述的钢丝网骨架聚乙烯复合管端头连接方法，其特征在于，所述沿周焊接包括如下步骤，两钢丝网骨架聚乙烯复合管端头铁皮(2)上均固定有档环(3)，将档环(3)接触夹紧，顶部加热，直到档环(3)顶部密封。

8.如权利要求5所述的钢丝网骨架聚乙烯复合管端头连接方法，其特征在于，钢丝网骨架聚乙烯复合管端部边缘向外翻折后，所述钢丝层(4)有一面与最内层聚乙烯层(1)、档环(3)均不接触，熔融焊接过程中，部分热熔后的聚乙烯流入两相对的钢丝层(4)之间。

9.如权利要求5所述的钢丝网骨架聚乙烯复合管端头连接方法，其特征在于，所述聚乙烯复合管端部边缘向外翻折角度为90°。

10.权利要求1-3任一项所述的钢丝网骨架聚乙烯复合管端头连接结构或权利要求4-9任一项所述的钢丝网骨架聚乙烯复合管端头连接方法在高压工况中的应用。

Images