異徑HDPE管穿插法修復(fù)在線舊管道-

一、前言

　　高密度聚乙烯(High Density Polyethylene,以后簡稱HDPE)塑料管具有極好的化學(xué)穩(wěn)定性、超低的摩擦阻力系數(shù)、優(yōu)異的耐磨性能和良好的抗沖擊性能以及適應(yīng)溫度范圍較寬、承壓能力好、耐老化等突出的優(yōu)點(diǎn)，因此在管道工業(yè)界越來越得到廣大使用者的高度重視。

　　對腐蝕嚴(yán)重或泄露的舊鐵管和鋼管，內(nèi)襯HDPE構(gòu)成結(jié)構(gòu)性復(fù)合管，可達(dá)到恢復(fù)管線功能、延長使用壽命的目的。性能優(yōu)異的HDPE管能大幅度地提高在線舊管道的承壓能力、耐腐蝕性能和輸送能力，而其成本僅為鋼管的40%左右。因此，內(nèi)襯HDPE管來修復(fù)在線舊管道，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。尤其是在城市不可開挖地段對不能以新汰舊的管線進(jìn)行重建的情況下，效益更為顯著。

　　為此，我公司與石油大學(xué)、青島化工設(shè)計(jì)院、青島市煤氣公司有關(guān)研究人員，對穿插HDPE管修復(fù)在線舊管道技術(shù)進(jìn)行了研究，開發(fā)出異徑HDPE管縮徑穿插自動復(fù)原貼合技術(shù)和高溫壓制復(fù)合法蘭接口技術(shù)，取得了三項(xiàng)國家發(fā)明專利，開創(chuàng)了管道防腐或修復(fù)技術(shù)的又一新領(lǐng)域。該技術(shù)為國內(nèi)首創(chuàng)，可成功地解決供氣、供水、輸油、排污及酸堿輸送管道的防腐在線舊管道的修復(fù)問題。

二、原理與方法

1．異徑HDPE管縮徑穿插自動貼合技術(shù)

異徑HDPE管縮徑穿插自動貼合技術(shù)的原理如圖1所示。

　　該技術(shù)設(shè)計(jì)使用熱塑性HDPE管，它具有變形后能自動恢復(fù)原始物理形狀的特性。選用的內(nèi)襯HDPE管的外徑比待修復(fù)主管道的內(nèi)徑略大一些。穿插時，讓連接好的HDPE管首先通過專門設(shè)計(jì)的滾輪縮徑機(jī)。從縮徑機(jī)出來的HDPE管的直徑將縮小10%左右，小于待修復(fù)主管道的內(nèi)徑。直徑比主管道內(nèi)徑小的HDPE管，在一定的牽引力和一定的速度下很容易拉入主管道。拉力撤消以后，聚乙烯管慢慢恢復(fù)到原來的直徑，數(shù)小時后內(nèi)管與外管緊緊結(jié)合在一起。

　　實(shí)驗(yàn)表明，HDPE管從縮徑機(jī)出來時，直徑稍微有些增大，而后在一定的拉伸力作用下，直徑使穩(wěn)定在所設(shè)計(jì)的數(shù)值，直到拉力被撤消。在整個穿插過程中直徑的變化規(guī)律如圖2所示。

對于一定的收縮比，所需的拉伸力與HDPE管的屈服強(qiáng)度和橫截面積成正比關(guān)系：

F＝ΚσyA

式中：F-拉伸力，千牛；

K-系數(shù)，取值與HDPE管的直徑和收縮比有關(guān)；

　σy—HDPE的屈服強(qiáng)度，千牛/厘米2；

A—HDPE管的橫截面積，厘米2。

在穿插過程中，為確保HDPE管不被拉斷，最大拉伸力不能超過材料屈服強(qiáng)度的二分之一。據(jù)此由公式可以計(jì)算出對應(yīng)于一定直徑和收縮比的HDPE管的最大允許壁厚。

2．高溫壓制復(fù)合法蘭接口技術(shù)

　　管道的連接設(shè)計(jì)使用在管端高溫壓制聚乙烯與鋼法蘭緊密結(jié)合的復(fù)合法蘭的連接方法，如圖3所示。

首先，將多余的HDPE管按預(yù)定的長度切下，聚乙烯隔熱加固墊安裝在伸出的HDPE管上，再加一個限流金屬環(huán)。然后，用專門設(shè)計(jì)的復(fù)合法蘭高溫壓制裝置，將伸出的HDPE管加熱到壓縮成型所需的溫度，壓縮HDPE管形成聚乙烯與鋼法蘭緊密結(jié)合的復(fù)合法蘭，用以連接相鄰的兩段管道。

　　這種管道連接方法通過襯管與主管法蘭端面擬合，可在襯管與主管之間和兩管段之間形成有效的密封，具有很高的承壓能力。

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