管道穿插HDPE技术原理VIP免费

一、管道穿插HDPE技术原理高密度聚乙烯（HighDensityPolyethylene，以后简称HDPE）塑料管具有极好的化学稳定性、超低的摩擦阻力系数、优异的耐磨性能和良好的抗冲击性能以及适应温度范围较宽、承压能力好、耐老化等突出的优点，因此在管道工业界越来越得到广大使用者的高度重视。对腐蚀严重或泄露的旧铁管和钢管，内衬HDPE构成结构性复合管，可达到恢复管线功能、延长使用寿命的目的。性能优异的HDPE管能大幅度地提高在线旧管道的承压能力、耐腐蚀性能和输送能力，而修复成本仅为新建管线综合费用的50%左右。因此，内衬HDPE管修复在线旧管道，具有明显的经济效益和社会效益。尤其是在城市不可开挖地段对不能以新汰旧的管线进行重建的情况下，效益更为显著。为此，柯林瑞尔公司从1994年开始，借助石油大学技术力量雄厚、实验设备先进的优势，对穿插HDPE管修复在线旧管道技术进行了研究，开发出异径HDPE管缩径穿插自动复原贴合技术和无法兰特殊接头连接技术，取得十二项国家发明专利和实用新型专利，开创了管道防腐或修复技术的又一新领域。该技术为国内首创，可成功地解决供水、燃气、石油管道的防腐及在线旧管道的非开挖修复问题。二、原理与方法异径HDPE管缩径穿插自动贴合技术的原理如图1所示。该技术设计使用改性热塑性HDPE管，它具有变形后能自动恢复原始物理形状的特性。选用的内衬HDPE管的外径比待修复主管道的内径略大一些。穿插时，让连接好的HDPE管首先通过专门设计的滚轮缩径机。从缩径机出来的HDPE管的直径将缩小10%左右，小于待修复主管道的内径。直径比主管道内径小的HDPE管，在一定的牵引力和一定的速度下很容易拉入主管道。拉力撤消以后，聚乙烯管慢慢恢复到原来的直径，数小时后内管与外管紧紧结合在一起。实验表明，HDPE管从缩径机出来时，直径稍微有些增大，而后在一定的拉伸力作用下，直径便稳定在所设计的数值，直到拉力被撤消。在整个穿插过程中直径的变化规律如图2所示。对于一定的收缩比，所需的拉伸力与HDPE管的屈服强度和横截面积成正比关系：式中：—拉伸力，千牛；—系数，取值与HDPE管的直径和收缩比有关；—HDPE的屈服强度，千牛/厘米2；—HDPE管的横截面积，厘米2。在穿插过程中，为确保HDPE管不被拉断，最大拉伸力不能超过材料屈服强度的二分之一。据此由公式可以计算出对应于一定直径和收缩比的HDPE管的最大允许壁厚。2．无法兰特殊接头连接技术和高温压制复合法兰接口技术各穿插段管道的连接采用已取得专利的特殊接头连接，可实现全线无法兰连接。另外可根据用户需要设计使用在管端高温压制聚乙烯与钢法兰紧密结合的复合法兰的连接方法，如图3所示。图3复合法兰连接方法首先，将多余的HDPE管按预定的长度切下，聚乙烯隔热加固垫安装在伸出的HDPE管上，再加一个限流金属环。然后，用专门设计的复合法兰高温压制装置，将伸出的HDPE管加热到压缩成型所需的温度，压缩HDPE管形成聚乙烯与钢法兰紧密结合的复合法兰，用以连接相邻的两段管道。这种管道连接方法通过衬管与主管法兰端面拟合，可在衬管与主管之间和两管段之间形成有效的密封，具有很高的承压能力。3．主要设备(1)缩径机：用于暂时缩小HDPE管的直径。设计的缩径机由液压马达驱动的多级滚压轮构成，靠滚轮滚压缩径。本设计具有能耗低、无级变速、速度自动耦合、操作简单方便、运行可靠等特点。HDPE管通过缩径机后，直径可缩小10%。(2)牵引装置设计的牵引装置由绞车、导向滑轮、钢丝绳和牵引头等组成。绞车为柴油机驱动，能自动显示和记录牵引力、牵引速度和长度，最大可提供400千牛的牵引力。(3)热熔焊机采用热熔焊技术连接HDPE管。为了形成连续长度（每根约12米长的HDPE管需要仔细地进行熔融对接，并对每一道焊缝进行探伤检查，外部焊道应光滑无裂缝。实验表明，熔融焊接的强度高于管体本身的强度。(4)特殊接头制作装置采用具有记忆和防腐性能的特殊材料，由专有机具制作可焊接的特殊接头(5)复合法兰高温压制装置该装置由加热系统、液压系统和固定系统组成。可将聚乙烯衬管加热到一定温度后压紧在主管法兰端面上，构成紧密结合的复合法兰，在相邻两管段之间实现有效连接。(6)管内自动摄像探...