CN115949827A - 一种用于管道水压试验的充气式堵头装置及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于管道水压试验的充气式堵头装置，包括A型堵头和B型堵头，充气式堵头包括内胆和半包于内胆外的外胆，内胆内设置有连接外胆内部的充气管和堵头侧压管，A型堵头内设置有连接管道空间的排气管和水压侧压管，B型堵头内设置有连接管道空间的注水管。本发明还提供一种用于管道水压试验的充气式堵头装置的施工方法。本发明通过将充气式堵头安装在管口处，使装置能够满足不同口径的管口封堵需求，提升了封堵效果，同时简化了封堵结构和操作过程，安全可控性高，装置一体化程度高、携带方便、操作简便，拆装方便，可重复使用，节省了试验所需的人力和物力，降低了相应措施的使用费用，达到了降本增效的目的。

Description

一种用于管道水压试验的充气式堵头装置及施工方法

技术领域

本发明属于水压试验堵头技术领域，具体涉及一种用于管道水压试验的充气式堵头装置及施工方法。

背景技术

随着国家城市现代化的发展，给水管网已经成为城市配套设施中必不可少的一部分，给水管道安装完成后需进行水压试验，传统水压试验需要安装临时钢板堵头，钢板堵头需要设置临时支墩靠背及千斤顶进行支撑，操作起来非常繁琐，耗时费力且安全可控低。

现有能够简化管道水压试验封堵结构的装置，申请号为CN201920342450.7的中国实用新型专利公开了管件水压试验堵头结构及管件水压试验设备，通过在堵头体上设置若干不同大小的环形连接槽、径向分布的排气通道以及若干排气孔，使该堵头结构能适用于多个多种口径管件的水压试验，但该堵头结构与管口仅靠连接槽连接，严密性难以保证，且连接槽堵塞或破损会直接导致整体堵头结构无法使用，检修难度较大，注水和排气等操作对精度要求较高，可控性较差。

现有通过膨胀改变自身体积来适用不同口径管件的水压试验用封堵装置，申请号为CN202011261670.0的中国发明专利公开了一种凝汽器冷却管水压试验用膨胀堵头及其使用方法，通过旋转螺母挤压橡胶垫片实现了对管口的封堵，但该膨胀堵头在使用时操作者拧动螺母向内挤压，橡胶垫片受力膨胀与管壁的紧贴面积较小，封堵的密闭性和稳定性完全依赖于操作者的拧动效果，可控性较差，且橡胶垫片受力膨胀的外径大小有限，难以适用不同口径的管件，另外，膨胀堵头在拧动螺母过程中需要始终保持与管口同轴才能保证密闭性良好，实际使用时还是需要人工或辅助结构支撑，操作较为不便。

因此，亟需一种结构简单、操作简便、封堵效果好、可控性高的用于管道水压试验的充气式堵头装置及施工方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足之处，提供一种用于管道水压试验的充气式堵头装置及施工方法，旨在解决现有管道水压试验中封堵装置及方式中存在的结构复杂、操作繁琐不便、封堵的稳定性和密闭性难以保证、操作时的可控性较差等问题。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于管道水压试验的充气式堵头装置，包括A型堵头和B型堵头，所述A型堵头和B型堵头均为充气式堵头，所述充气式堵头包括内胆和半包于内胆外的外胆，所述内胆内设置有连接外胆内部的充气管和堵头侧压管，所述A型堵头内设置有连接管道空间的排气管和水压侧压管，所述B型堵头内设置有连接管道空间的注水管，所述堵头侧压管和水压侧压管的端部设置有压力表，所述充气管的端部连接有充气设备，所述充气管、堵头侧压管、排气管、水压侧压管和注水管上均设置有闸阀。

在一些实施例，所述排气管、水压侧压管和注水管均包括贯穿内胆的连接管和贯穿外胆的可伸缩金属管。

进一步的，在一些实施例，所述可伸缩金属管的两端设置有定位组件，所述定位组件镶嵌于所述外胆内。

在一些实施例，所述内胆为T型的轻质铝合金构件，所述外胆为U型的弹性材料构件。

进一步的，在一些实施例，所述外胆的端面嵌入所述内胆的外缘上。

进一步的，在一些实施例，所述外胆的外部设置有若干个用于增大摩擦的凸点。

进一步的，在一些实施例，所述内胆的外缘上设置有与管口相适配的安装槽。

本发明还提供了一种使用上述用于管道水压试验的充气式堵头装置的施工方法，包括：

向充气式堵头装置充气，将A型堵头和B型堵头分别安装于同一试验管道的高点端和低点端，向试验管道注水浸泡观察试验管道的渗水情况，继续注水直至A型堵头的压力到达满足主试验的规定试验压力，然后进行主试验，打开排气管排水降压至试验管道设计工作压力，通过观测A型堵头的压力来判断水压试验是否合格，试验合格后排水泄压再排气拆除充气式堵头装置。

在一些实施例中，包括如下步骤：

S1、施工准备：按照GB50268-2008中压力管道水压试验前要求进行管道固定、管道内清理和充气式堵头装置的外胆清理；

S2、安装A型堵头和B型堵头：将A型堵头和B型堵头分别置于同一试验管道的高点端和低点端，打开充气设备向外胆内充气直至达到预定值，将充气式堵头装置安装至同一试验管道的两端；

S3、注水浸泡：将注水管连接外部水源，打开注水管、水压测压管和排气管，向试验管道内注水，排气管末端顺畅出水时关闭排气管，停止注水使管内水压不大于试验管道的设计工作压力，再进行不低于24小时的浸泡，浸泡期间观测A型堵头的实时压力数值并配合观察试验管道接口等附件渗水情况，判断是否满足进行下一步骤的预试验阶段的实施要求；

S4、预试验阶段：打开注水管继续注水直至A型堵头的压力升至GB50268-2008中的规定试验压力，并稳压30min，观测A型堵头的实时压力值并判断是否满足下一步骤的主试验阶段实施要求，期间如需要补压可以打开注水管补压；

S5、主试验阶段：停止注水并稳压15min，打开排气管排水降压直至A型堵头的实时压力值降至试验管道的设计工作压力，保持恒压30min，根据GB50268-2008规定进行相关试验数据，观测A型堵头的实时压力值判断水压试验是否合格；

S6、试验结束：断开注水管和外部水源之间的连接并排水泄压，断开充气管与充气设备之间的连接并排气泄压，拆除充气式堵头装置。

在一些实施例中，在试验期间若充气式堵头发生位移，打开充气管上的闸阀进行二次充气避免充气式堵头继续位移。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明提供的用于管道水压试验的充气式堵头装置及施工方法，通过将充气式堵头安装在管口处，利用内胆固定内部组件并抵接试验管道的管口端面进行初步定位，利用可充气膨胀的外胆填充内胆与管道内壁之间的空间完成封堵，使装置能够满足不同口径的管口封堵需求，增大了封堵的接触面积，提高了封堵的稳定性和密闭性，提升了封堵效果，同时将堵头结构简化成位于内部的固定结构和位于外部的可膨胀结构，将固定内部部件和膨胀封堵的区域划分开，避免了膨胀封堵与注水排气部件之间的结构干涉，简化了封堵结构和操作过程。

2、本发明提供的用于管道水压试验的充气式堵头装置及施工方法，通过在试验管道的高点端和低点端分别安装A型堵头和B型堵头，利用排气管、水压侧压管和注水管实现水压试验中的排气、水压检测和注水的操作，利用堵头测压管实时监控内胆和外胆之间的气压值以确保试验的安全性，安全可控性高，装置集中了水压试验所需的全部组件，一体化程度高、携带方便、操作简便，无需临时支墩、靠背及千斤顶等额外稳固设施，也无需现场进行结构组装，拆装方便，可重复使用，节省了试验所需的人力和物力，降低了相应措施的使用费用，达到了降本增效的目的。

2、本发明提供的用于管道水压试验的充气式堵头装置，通过在内胆和外胆之间的连接段设置可伸缩金属管道，利用可伸缩金属管道良好的伸缩性和抗压性，保证排气管、水压侧压管和注水管这些管式部件在外胆内的气体压力环境下能够进行正常工作，解决了充气式堵头内部管式部件与充气膨胀之间的空间结构干涉问题，减小了对水压试验的不良影响。

附图说明

图1为本发明实施例中所提供的充气式堵头装置整体结构示意图；

图2为本发明实施例中所提供的A型堵头结构剖面图；

图3为本发明实施例中所提供的B型堵头结构剖面图；

图4为本发明实施例中所提供的A型堵头内部管线布置图；

图5为图2的C处结构放大图；

其中，1、试验管道；2、闸阀；3、压力表；4、连接管；5、可伸缩金属管；501、定位螺母；A1、内胆；A2、外胆；A3、堵头充气管；A4、堵头测压管；A5、排气管；A6、水压侧压管；B1、内胆；B2、外胆；B3、堵头充气管；B4、堵头测压管；B5、注水管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

一种用于管道水压试验的充气式堵头装置，包括A型堵头和B型堵头，A型堵头和B型堵头均为充气式堵头，充气式堵头包括内胆和半包于内胆外的外胆，内胆内设置有连接外胆内部的充气管和堵头侧压管，A型堵头内设置有连接管4道空间的排气管和水压侧压管，B型堵头内设置有连接管4道空间的注水管，堵头侧压管和水压侧压管的端部设置有压力表3，充气管的端部连接有充气设备，充气管、堵头侧压管、排气管、水压侧压管和注水管上均设置有闸阀2。

如图1～5所示，将充气式堵头的整体结构简化为内胆和外胆两个部分，内胆作为内部的固定结构，负责固定内部的管式部件并接触管口端面进行初步定位，外胆作为外部的可膨胀结构，负责填充内胆与管道内壁之间的空间，利用外胆外表面与管道内壁的摩擦力实现充气式堵头的安装并完成对管口的封堵，将固定内部部件和膨胀封堵的区域划分开，限制了膨胀结构的可膨胀空间，使装置能够以较少的充气量满足不同口径的管口封堵需求，增大了封堵的接触面积，提高了封堵的稳定性和密闭性，提升了封堵效果，避免了膨胀封堵与注水排气部件之间的结构干涉，简化了封堵结构和操作过程，且装置能实时监控内胆和外胆之间的气压值以确保试验的安全性，安全可控性高，装置集中了水压试验所需的全部组件，一体化程度高、携带方便、操作简便，拆装方便，可重复使用，节省了试验所需的人力和物力，降低了相应措施的使用费用，达到了降本增效的目的。

在一些优选的实施例，排气管、水压侧压管和注水管均包括贯穿内胆的连接管4和贯穿外胆的可伸缩金属管5，如图2～4所示，水压侧压管部件A6和注水管部件B5与内胆同轴设置，排气管部件A5位于A型堵头内的中上部，排气管部件A5的可伸缩金属管5一端与管道内的上层空间连接，有利于排气管部件A5在水压试验中对管内气体进行排出，其中，连接管4选用铝合金管，可伸缩金属管5选用不锈钢构件，具备抗气压、可伸缩的特性，能在外胆充气膨胀的过程中依旧保持自身的输送功能。

在一些具体的扩展实施例，可伸缩金属管5的两端设置有定位组件，定位组件镶嵌于外胆内，如图1～4所示，定位组件为定位螺母501，外胆充气膨胀时挤压可伸缩金属管5和定位螺母501，使可伸缩金属管5在随外胆膨胀而伸缩的过程中尽可能减少自身的位移，保证可伸缩金属管5与连接管4的连接稳定性。

在一些优选的实施例，内胆为T型的轻质铝合金构件，外胆为U型的弹性材料构件，如图1～3所示，内胆具有抗压能力高、稳定性好、携带轻便等特点，用于整个堵头初步定位以及对堵头充气管、堵头测压管、注水管的部件固定，外胆呈半包式设置于内胆上，使用时内胆外缘接触管口端面进行定位，内胆不接触管道内壁，外胆充气膨胀接触管道内壁，填充内胆与管道内壁之间的空间，利用外胆的膨胀以及与管道内壁的摩擦力实现充气式堵头对不同口径的管道封堵，同时不影响内胆内管道注水、排气和排水的正常功能，便于水压试验的进行，其中，外胆选用强度高且可延伸的优质橡胶构件，以应对外胆耐膨胀和高摩擦力的制造需求。

在一些具体的扩展实施例，外胆的端面嵌入内胆的外缘上，如图5所示，外胆的端面外缘嵌入内胆的外缘内，采用镶嵌式连接来保证外胆与内胆之间的连接严密性。

在一些具体的扩展实施例，外胆的外部设置有若干个用于增大摩擦的凸点，如1～3所示，当充气式堵头安装于管口时，外胆膨胀后外侧与管道内壁接触并挤压管道内壁，外胆与管道内壁的摩擦力为充气式堵头整体对管口的封堵提供了作用力。

在一些具体的扩展实施例，内胆的外缘上设置有与管口相适配的安装槽，利用安装槽使内胆外缘与管口端面的连接更为紧密，同时使整个充气式堵头在充气膨胀过程中保持与管口的同轴状态，便于充气式堵头在管口上的定位安装，避免充气式堵头在充气时发生轴线上的偏移，导致封堵不完全而局部渗水的情况。

本发明还提供了一种使用上述用于管道水压试验的充气式堵头装置的施工方法，包括：

向充气式堵头装置充气，将A型堵头和B型堵头分别安装于同一试验管道1的高点端和低点端，向试验管道1注水浸泡观察试验管道1的渗水情况，继续注水直至A型堵头的压力到达满足主试验的规定试验压力，然后进行主试验，打开排气管排水降压至试验管道1设计工作压力，通过观测A型堵头的压力来判断水压试验是否合格，试验合格后排水泄压再排气拆除充气式堵头装置。

在一些具体的扩展实施例中，包括如下步骤：

S1、施工准备：按照GB50268-2008中压力管道水压试验前要求进行管道固定并检验合格以及管道内清理等工作，给水管道与堵头外胆接触部位详细清洗擦拭干燥后涂抹防滑剂，防滑剂涂抹剂量须由充气式堵头生产商试验参数给出；

S2、安装A型堵头和B型堵头：防滑剂干燥后将A、B型堵头分别放置在试验管道1两端，A型堵头放置在试验管道1高点一端，B型堵头放置在试验管道1低点一端。充气设备分别与A、B型堵头的堵头充气管部件A3和B3连接充气打压，通过观A、B型堵头的堵头测压管部件A4和B4的端部压力表3控制堵头内气压堵头内气压达到预定值后关闭堵头充气管部件A3和B3上的闸阀2，试验期间一直需要观测堵头测压管部件A4和B4的端部压力表3数值，该数值是保证试验期间安全可控的关键，试验期间堵头若出现位移征兆，应打开堵头充气管部件A3和B3上的闸阀2，增大堵头内气压以增加堵头外胆与给水管道内壁产生的摩擦力防止堵头位移。其中，堵头内气压规定值须由充气式堵头生产商试验参数给出，堵头内气压应满足两方面考虑，一方面堵头遇到给水管道试验期间最大压力时保证堵头不产生变型，另一方面应满足堵头外胆与给水管道内壁产生的摩擦力抵消给水管道试验期间最大压力，且保证堵头不产生位移，同时预留安全系数；

S3、注水浸泡：充气式堵头安装完成后，将外部试验水源与注水管部件B5连接，并打开注水管部件B5、水压测压管部件A6、排气管部件A5上的闸阀2，排气管部件A5末端顺畅出水后关闭其上闸阀2，观测水压测压管部件A6的末端压力表3，注水满足GB50268-2008中规定压力值后，在不大于工作压力条件下，关闭注水管部件B5上的闸阀2并进行不低于24小时的浸泡，浸泡时间具体参考GB50268-2008中的表9.2.9进行选择，浸泡期间观测水压测压管部件A6的末端压力表3数值，配合观察试验管道1接口等附件渗水情况，判断是否满足进行下一步骤的预试验阶段实施要求。

S4、预试验阶段：试验管道1浸泡完成且满足要求后，打开注水管部件B5上的闸阀2继续注水，观测水压测压管部件A6的末端压力表3中数值达到GB50268-2008中规定试验压力后，关闭注水管部件B5上的闸阀2并稳压30min，规定试验压力的选择确定具体参考GB50268-2008中的表9.2.10-1进行，然后按照GB50268-2008规定进行相关试验数据观测，观测水压测压管部件A6的末端压力表3中数值判断是否满足下一步主试验阶段实施，具体判断标准依照GB50268-2008规定的相关试验数据进行，在此不做赘述，期间如需要补压可以打开注水管部件B5上的闸阀2注水补压，但补压后不得高于GB50268-2008的规定试验压力。

S5、主试验阶段：预试验阶段完成并合格后，关闭注水管部件B5上的闸阀2停止注水补压，稳定15min，试验压力稳压期间不得打开注水管部件B5上的闸阀2，15min后水压测压管部件A6的末端压力表3数值下降量不超过GB50268-2008规定中表9.2.10-2中所列的允许压力降数值，即试验压力稳压完成，再打开排气管部件A5上的闸阀2排水降压，观测水压测压管部件A6的末端压力表3中数值下降至试验管道1的设计工作压力值后，立即关闭排气管部件A5上的闸阀2，保持恒压30min，按照GB50268-2008规定进行相关试验数据观测，观测水压测压管部件A6的末端压力表3中数值判断水压试验是否合格，具体判断标准依照GB50268-2008规定的相关试验数据进行，在此不做赘述。

S6、试验结束：断开注水管和外部水源之间的连接并排水泄压，断开充气管与充气设备之间的连接并排气泄压，拆除充气式堵头装置。

当试验管道1水压试验合格后，拔除注水管部件B5末端与外部水源的连接，其后打开注水管部件B5上的闸阀2排水泄压，泄压完成后，分别拔除堵头充气管部件A3和B3与外部充气设备的连接，其后打开堵头充气管部件A3和B3上的闸阀2排气泄压，最后拔出A、B型充气式堵头，即可完成充气式堵头装置的拆除。

以上仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于管道水压试验的充气式堵头装置，其特征在于，包括A型堵头和B型堵头，所述A型堵头和B型堵头均为充气式堵头，所述充气式堵头包括内胆和半包于内胆外的外胆，所述内胆内设置有连接外胆内部的充气管和堵头侧压管，所述A型堵头内设置有连接管道空间的排气管和水压侧压管，所述B型堵头内设置有连接管道空间的注水管，所述堵头侧压管和水压侧压管的端部设置有压力表，所述充气管的端部连接有充气设备，所述充气管、堵头侧压管、排气管、水压侧压管和注水管上均设置有闸阀。

2.根据权利要求1所述用于管道水压试验的充气式堵头装置，其特征在于，所述排气管、水压侧压管和注水管均包括贯穿内胆的连接管和贯穿外胆的可伸缩金属管。

3.根据权利要求2所述用于管道水压试验的充气式堵头装置，其特征在于，所述可伸缩金属管的两端设置有定位组件，所述定位组件镶嵌于所述外胆内。

4.根据权利要求1所述用于管道水压试验的充气式堵头装置，其特征在于，所述内胆为T型的轻质铝合金构件，所述外胆为U型的弹性材料构件。

5.根据权利要求1所述用于管道水压试验的充气式堵头装置，其特征在于，所述外胆的端面嵌入所述内胆的外缘上。

6.根据权利要求1所述用于管道水压试验的充气式堵头装置，其特征在于，所述外胆的外部设置有若干个用于增大摩擦的凸点。

7.根据权利要求1所述用于管道水压试验的充气式堵头装置，其特征在于，所述内胆的外缘上设置有与管口相适配的安装槽。

8.一种使用权利要求1～7任一所述用于管道水压试验的充气式堵头装置的施工方法，其特征在于，包括：

向充气式堵头装置充气，将A型堵头和B型堵头分别安装于同一试验管道的高点端和低点端，向试验管道注水浸泡观察试验管道的渗水情况，继续注水直至A型堵头的压力到达满足主试验的规定试验压力，然后进行主试验，打开排气管排水降压至试验管道设计工作压力，通过观测A型堵头的压力来判断水压试验是否合格，试验合格后排水泄压再排气拆除充气式堵头装置。

9.根据权利要求8所述用于管道水压试验的充气式堵头装置的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、施工准备：按照GB50268-2008中压力管道水压试验前要求进行管道固定、管道内清理和充气式堵头装置的外胆清理；

S2、安装A型堵头和B型堵头：将A型堵头和B型堵头分别置于同一试验管道的高点端和低点端，打开充气设备向外胆内充气直至达到预定值，将充气式堵头装置安装至同一试验管道的两端；

S3、注水浸泡：将注水管连接外部水源，打开注水管、水压测压管和排气管，向试验管道内注水，排气管末端顺畅出水时关闭排气管，停止注水使管内水压不大于试验管道的设计工作压力，再进行不低于24小时的浸泡，浸泡期间观测A型堵头的实时压力数值并配合观察试验管道接口等附件渗水情况，判断是否满足进行下一步骤的预试验阶段的实施要求；

S4、预试验阶段：打开注水管继续注水直至A型堵头的压力升至GB50268-2008中的规定试验压力，并稳压30min，观测A型堵头的实时压力值并判断是否满足下一步骤的主试验阶段实施要求，期间如需要补压可以打开注水管补压；

S5、主试验阶段：停止注水并稳压15min，打开排气管排水降压直至A型堵头的实时压力值降至试验管道的设计工作压力，保持恒压30min，根据GB50268-2008规定进行相关试验数据，观测A型堵头的实时压力值判断水压试验是否合格；

S6、试验结束：断开注水管和外部水源之间的连接并排水泄压，断开充气管与充气设备之间的连接并排气泄压，拆除充气式堵头装置。

10.根据权利要求9所述用于管道水压试验的充气式堵头装置的施工方法，其特征在于，在试验期间若充气式堵头发生位移，打开充气管上的闸阀进行二次充气避免充气式堵头继续位移。

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