CN113001999A - Pe天然气管非焊接连接施工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明PE天然气管非焊接连接施工方法涉及一种管道连接方法。其目的是为了提供一种安装方便、施工效率高的PE天然气管非焊接连接施工方法。本发明PE天然气管非焊接连接施工方法包括以下步骤：对需要连接的两段PE天然气管道做断面清洗和倒角作业；将外部压紧件和密封支撑件对接安装，外部压紧件位于密封支撑件外部，外部压紧件的内径略小于PE天然气管道的外径；将两段PE天然气管道分别在热水中浸泡，使两段PE天然气管道出现软化现象；擦净两段PE天然气管道表面的水珠；把密封支撑件对准两段PE天然气管道的内表面，外部压紧件对准两段PE天然气管道的外表面，推进PE天然气管道到预设的位置，PE天然气管道被挤压在外部压紧件和密封支撑件之间。

Description

PE天然气管非焊接连接施工方法
技术领域
本发明涉及管道连接技术领域，特别是涉及一种PE天然气管非焊接连接施工方法。
背景技术
PE管道具有许多优良的特性，如耐低温、韧性好、强度高等优点，在天然气行业得到了很好的应用。PE天然气管道在一些特殊用途场合大显身手，因为在这些领域中，PE天然气管道与传统金属材料管道相比都有很大的优势，比如管道造价低、管道可以轻松实现大坡度爬坡、管道可以实现任意角度转弯，并且还能保证管道的安全使用。如钢管、铸铁管天然气管道的最大的问题是在使用期内，普遍发生的管道腐蚀和接头泄漏问题。PE天然气管道则具有明显的优点，完美地解决了传统管道腐蚀和接头泄漏两大难题。如作为室外线路管铺设在腐蚀性的土壤中，地震地区、山地和沼泽地区；作为承插管***旧金属管道中修复、更新旧管道。这些施工特点，还能为用户带来一定的经济效益。PE天然气管道安装费用低于钢管管道安装费用50％，而承插法又比PE天然气管道直接埋地法节约30～40％的安装费用。
PE天然气管道的主要优点体现在：
1.PE天然气管道耐腐蚀。PE为惰性材料，除少数强氧化剂外，可耐多种化学介质的侵蚀，天然气凝析油和水分对PE材料的性能影响不大。PE材料无电化学腐蚀，不需要防腐处理。
2.PE天然气管道***漏。PE天然气管道道柔韧性和强度比较高，低温材料性能稳定，不容易发生材料脆裂泄露问题。
3.PE天然气管道高韧性。PE天然气管道是一种高韧性的管材，其断裂伸长率一般超过500％，对管基底不均匀沉降的适应能力非常强。PE天然气管道是一种抗震性能优良的管道，可以部分适应和抵抗地震中产生的挠曲，不影响PE天然气管道继续使用。
4.PE天然气管道具有优良的挠性。PE的挠性是一个重要的性质，它极大地增强了该材料对于管线工程的价值。PE的挠性使PE天然气管道可以进行盘卷(DN100口径以下)，并以较长的长度供应，可以尽量减少各种连接管件，可以用于不开槽承插管***旧金属管道施工。PE天然气管道的走向容易依照施工方法的要求进行改变。
5.PE天然气管道具有良好的抵抗刮痕能力。采用不开槽施工技术，无论是铺设新管或旧管道的修复或更新，管道表面刮痕是无法避免的。刮痕造成材料的应力集中，引发管道的破坏。PE80等级的PE天然气管道具有较好的抵抗裂缝增长的能力和耐刮痕能力。PE100等级的PE天然气管道材料则具有更加出色的抵抗刮痕能力。
6.PE天然气管道使用寿命长，一般使用状况下，使用寿命可达50年以上。
7.PE天然气管道重量轻，运输和施工便捷。
目前小口径(DN100mm及以下尺寸)天然气管道的施工，越来越多的采用PE材质的天然气管道。现在主要的PE天然气管道的连接方法采用如图1所示的热熔接固定或如图2所示的电熔接固定。
PE天然气管道热熔接固定过程：PE天然气管道1需要专门的机床铣端面和管道的内外表面，铣削完毕的两段PE天然气管道1放到专门的轨道3上，保证两段PE天然气管道1能完全对齐。两段PE天然气管道1沿着轨道3移开一定的距离，中间***加热板2，通入电流加热一定的时间，PE天然气管道1与加热板2接触的部分开始熔化，取出加热板2，使用外力把两段PE天然气管道1熔化的部分对接在一起，增加一定的外力，直到两段PE天然气管道1熔化粘接到一起，冷却后熔接在一起，完成PE天然气管道1的焊接。
PE天然气管道电熔接固定过程：PE天然气管道1需要专门的机床铣端面和管道的内外表面，铣削完毕的PE天然气管道1放到专门的轨道3上，保证两段PE天然气管道1能完全对齐。在PE天然气管道1的外表面套接上专门的电熔接接头5，在电熔接接头5内安置有熔接电阻丝4。电阻丝4接上专门的电熔接操作工作台，在电阻丝4通电后立即开始熔化PE天然气管道1上的外表面与电熔接接头5上的内表面熔接为一个整体，冷却后形成共熔区6。通过控制加热电压、加热电流和加热时间，可以保证PE天然气管道1与电熔接接头5熔接冷却后熔接为一个整体，完成PE天然气管道1的焊接。
热熔连接或电熔连接固定方法成为了PE天然气管道焊接施工的主要方法，但是在实际的施工过程中，热熔连接或电熔连接固定方法有以下缺点或不足之处：
1.需要专门的热熔接设备或电熔解设备才能操作；
2.操作工艺流程和熔接技术复杂，对操作工人的技术熟练程度要求高，需要专门的培训才能上岗操作，稍有差错就要锯掉接头，重新铣削接头和重新进行熔接作业；
3.操作现场需要接入稳定的市政电源；
4.作业速度慢，焊接一个接头大约要25～50分钟，作业效率低；
5.作业方式在冬季和大风天气不能操作；
6.焊接完毕后发现管道扭曲或打结，只能锯开管道重新焊接。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种安装方便、施工效率高的PE天然气管非焊接连接施工方法。
本发明PE天然气管非焊接连接施工方法，包括以下步骤：
S10，对需要连接的两段PE天然气管道做断面清洗和倒角作业；
S20，将外部压紧件和密封支撑件对接安装，外部压紧件位于密封支撑件外部，外部压紧件的内径略小于PE天然气管道的外径；
S30，将两段PE天然气管道分别在热水中浸泡，使两段PE天然气管道出现软化现象；
S40，擦净两段PE天然气管道表面的水珠；
S50，把密封支撑件对准两段PE天然气管道的内表面，外部压紧件对准两段PE天然气管道的外表面，推进PE天然气管道到预设的位置，PE天然气管道被挤压在外部压紧件和密封支撑件之间。
本发明PE天然气管非焊接连接施工方法，其中所述步骤S30中，热水的温度为95～100℃，浸泡的时间为3～5分钟。
本发明PE天然气管非焊接连接施工方法，其中所述外部压紧件为压紧套筒，压紧套筒包括两段，分别用于对应安装一侧的PE天然气管道，压紧套筒的一端为自由端，自由端为开放式结构，另一端为连接端，连接端的端面上加工有圆孔。
本发明PE天然气管非焊接连接施工方法，其中所述密封支撑件外壁的中部加工有主挡板和两个副档板，两个副挡板位于主挡板的两侧，压紧套筒连接端的端面卡在主挡板和副档板之间，连接端圆孔的直径大于密封支撑件的主体的外径，小于副档板所在圆的直径。
本发明PE天然气管非焊接连接施工方法，其中所述压紧套筒的内表面加工有突起或倒刺结构。
本发明PE天然气管非焊接连接施工方法，其中所述密封支撑件外壁的两侧设置有多个锯齿状结构。
本发明PE天然气管非焊接连接施工方法，其中所述外部压紧件为筒状PE结构，筒状PE结构采用热缩性材料。
本发明PE天然气管非焊接连接施工方法，其中所述筒状PE结构的长度大于两段PE天然气管道接口处以及密封支撑件的长度，筒状PE结构安装完成后需要进行加热。
本发明PE天然气管非焊接连接施工方法，其中所述加热方式采用热风烘烤或热水淋浇。
本发明PE天然气管非焊接连接施工方法，其中所述外部压紧件为多个短套筒，短套筒位于两段PE天然气管道的连接处的外部，短套筒安装完成后需要进行冷却。
本发明PE天然气管非焊接连接施工方法与现有技术相比，具有以下技术效果：
1.本发明PE天然气管道连接效率提高，通过外部压紧件和密封支撑件对两段PE天然气管道进行连接，每个接头的连接时间大约5～8分钟，提高了作业效率。
2.本发明操作简单，无需采用专用的熔接设备，对技术人员的技术熟练程度的要求大大降低，非常容易进行技术推广。
3.本发明仅使用95～100℃的热水对PE天然气管道进行软化，无需接入市政用电。本发明尤其适合野外作业时使用。
4.本发明可以全天候进行作业，不受天气和季节的影响，延长了PE天然气管道填埋作业的施工作业季，可以为企业增加效益。
下面结合附图对本发明的PE天然气管非焊接连接施工方法作进一步说明。
附图说明
图1为本发明背景技术中热熔接固定过程的示意图；
图2为本发明背景技术中电熔接固定过程的示意图；
图3为本发明PE天然气管非焊接连接施工方法实施例1连接后的结构示意图；
图4为本发明PE天然气管非焊接连接施工方法实施例1中压紧套筒的结构示意图；
图5为本发明PE天然气管非焊接连接施工方法实施例1中密封支撑件的结构示意图；
图6为本发明PE天然气管非焊接连接施工方法实施例2中外部压紧件的一种结构的示意图；
图7为本发明PE天然气管非焊接连接施工方法实施例2中外部压紧件的另一种结构的示意图；
图8为本发明PE天然气管非焊接连接施工方法实施例3连接后的结构示意图；
图9为本发明PE天然气管非焊接连接施工方法实施例4连接后的结构示意图；
图中标记示意为：1-PE天然气管道；2-加热板；3-轨道；4-电阻丝；5-电熔接接头；6-共熔区；7-压紧套筒；8-密封支撑件；9-突起；10-倒刺；11-筒状PE结构；12-短套筒。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
如图3-图5所示，本发明PE天然气管非焊接连接施工方法包括以下步骤：
S10，对需要连接的两段PE天然气管道1做断面清洗和倒角作业；
S20，将外部压紧件和密封支撑件8对接安装，外部压紧件位于密封支撑件8外部，外部压紧件的内径略小于PE天然气管道1的外径，保证安装后能够对PE天然气管道1有夹紧力，防止PE天然气管道1在拉力的作用下退出密封支撑件8；
S30，将两段PE天然气管道1分别在95～100℃的热水中浸泡3～5分钟，使两段PE天然气管道1出现软化现象，但PE天然气管道1不能出现明显变形；
S40，采用干净的吸水材料擦净两段PE天然气管道1表面的水珠；
S50，把密封支撑件8对准两段PE天然气管道1的内表面，外部压紧件对准两段PE天然气管道1的外表面，迅速推进PE天然气管道1到预设的位置，PE天然气管道1被挤压在外部压紧件和密封支撑件8之间，实现了PE天然气管道1和密封支撑件8之间的密封，也实现了两段PE天然气管道1之间的连接。
本实施例中，外部压紧件为压紧套筒7，压紧套筒7包括两段，分别用于对应安装一侧的PE天然气管道1，压紧套筒7的一端为自由端，自由端为开放式结构，另一端为连接端，连接端的端面上加工有圆孔。压紧套筒7外部压紧件对PE天然气管道1的接口处有保护作用，防止拉拽管道时在PE天然气管道1的接口处进入异物或发生划伤。
本实施例中，密封支撑件8外壁的两侧设置有多个锯齿状结构，用于增强密封支撑件8与PE天然气管道1之间的连接和密封强度。由于密封支撑件8上锯齿状结构的存在，PE天然气管道1与密封支撑件8的连接方式为非焊接的一次性连接，PE天然气管道1无法直接从密封支撑件8中取出，同时，锯齿状结构也可以在PE天然气管道1的外壁上形成多道密封结构，确保天然气***露。
密封支撑件8外壁的中部加工有主挡板和两个副档板，两个副挡板位于主挡板的两侧，主挡板的高度高于两个副档板。压紧套筒7连接端的端面卡在主挡板和副档板之间，连接端圆孔的直径大于密封支撑件8的主体的外径，小于副档板所在圆的直径，保证压紧套筒7能够安装在密封支撑件8上，不会发生滑动。
本实施例中，压紧套筒7和密封支撑件8的材质均是高密度玻璃纤维增强材料。在其他实施例中，压紧套筒7和密封支撑件8的材质可以是高密度玻璃纤维增强材料，也可以是其他非金属材料或耐腐蚀的金属材料。
本实施例中的PE天然气管道1与密封支撑件8的非焊接一次性连接一旦安装后便无法拆卸，若确实需要拆卸，需要截断PE天然气管道1，再重新连接PE天然气管道1，或破坏压紧套筒7的结构，取下PE天然气管道1后选用新的压紧套筒7与密封支撑件8重新连接。
实施例2
本实施例与实施例1不同之处在于：压紧套筒7的内表面加工有如图6所示的突起9或如图7所示的倒刺10结构，以增加PE天然气管道1与压紧套筒7和密封支撑件8连接的紧实度，增加三者之间的摩擦力，防止PE天然气管道1被拉出。
突起9或倒刺10结构可以在制造压紧套筒7时直接制造，或者在压紧套筒7制造完毕后再进行二次加工。
实施例3
本实施例与实施例1不同之处在于：如图8所示，外部压紧件为筒状PE结构11，筒状PE结构11采用热缩性材料。密封支撑件8外壁只在两侧设置有多个锯齿状结构，密封支撑件8外壁的中部不需要加工主挡板和副档板。
在本实施例中，PE天然气管非焊接连接施工方法包括以下步骤：
S10，对需要连接的两段PE天然气管道1做断面清洗和倒角作业；
S20，将两段PE天然气管道1分别在95～100℃的热水中浸泡3～5分钟，使两段PE天然气管道1出现软化现象，但PE天然气管道1不能出现明显变形；
S30，采用干净的吸水材料擦净两段PE天然气管道1表面的水珠；
S40，把密封支撑件8对准两段PE天然气管道1的内表面，迅速推进PE天然气管道1到预设的位置，实现了PE天然气管道1和密封支撑件8之间的密封，也实现了两段PE天然气管道1之间的连接；
S50，在两段PE天然气管道1的连接处的外部套上筒状PE结构11，筒状PE结构11的长度大于两段PE天然气管道1接口处以及密封支撑件8的长度，然后对筒状PE结构11进行加热。
本实施例中，加热采用热风烘烤或热水淋浇，加热温度范围为95℃～100℃之间，筒状PE结构11为热缩材料，加热后筒状PE结构11收缩变形，筒状PE结构11变细，把放置到筒状PE结构11内物体紧紧箍住。筒状PE结构11收缩完毕后紧紧裹在PE天然气管道1的外部，对PE天然气管道1有一定的夹紧力，可以防止PE天然气管道1从密封支撑件8内脱出。另外筒状PE结构11还有保护PE天然气管道1的作用，防止异物通过PE天然气管道1的接口处进入PE天然气管道1内表面，也可以在PE天然气管道1进行拖拽的过程中防止划伤。
本实施例中，密封支撑件8位于PE天然气管道1内部，不露出在外面，方便筒状PE结构11对PE天然气管道1的安装和保护作业。
实施例4
本实施例与实施例3不同之处在于：如图8所示，外部压紧件为多个短套筒12，短套筒12采用金属记忆合金材料。
在本实施例中，PE天然气管非焊接连接施工方法包括以下步骤：
S10，对需要连接的两段PE天然气管道1做断面清洗和倒角作业；
S20，将两段PE天然气管道1分别在95～100℃的热水中浸泡3～5分钟，使两段PE天然气管道1出现软化现象，但PE天然气管道1不能出现明显变形；
S30，采用干净的吸水材料擦净两段PE天然气管道1表面的水珠；
S40，把密封支撑件8对准两段PE天然气管道1的内表面，迅速推进PE天然气管道1到预设的位置，实现了PE天然气管道1和密封支撑件8之间的密封，也实现了两段PE天然气管道1之间的连接；
S50，在两段PE天然气管道1的连接处的外部套上多个短套筒12，短套筒12位于两段PE天然气管道1接口处的外部，然后对短套筒12进行冷却。
本实施例中，冷却方式采用冷水淋浇的办法。短套筒12收缩完毕后紧紧裹在PE天然气管道1的接口处，对PE天然气管道1有一定的夹紧力，可以防止PE天然气管道1从密封支撑件8内脱出。另外短套筒12还有保护PE天然气管道1的作用，防止异物通过PE天然气管道1的接口处进入天然气管道内表面，也可以在PE天然气管道1拖拽过程中防止划伤。
本实施例中，密封支撑件8位于PE天然气管道1内部，不露出在外面，方便短套筒12对PE天然气管道1的安装和保护作业。
本发明PE天然气管非焊接连接施工方法与现有技术相比，具有以下优点：
1.本发明PE天然气管道连接效率提高，通过外部压紧件和密封支撑件8对两段PE天然气管道进行连接，每个接头的连接时间大约5～8分钟，提高了作业效率。
2.本发明操作简单，无需采用专用的熔接设备，对技术人员的技术熟练程度的要求大大降低，非常容易进行技术推广。
3.本发明仅使用95～100℃的热水对PE天然气管道进行软化，无需接入市政用电。本发明尤其适合野外作业时使用。
4.本发明可以全天候进行作业，不受天气和季节的影响，延长了PE天然气管道填埋作业的施工作业季，可以为企业增加效益。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种PE天然气管非焊接连接施工方法，其特征在于：包括以下步骤：
S10，对需要连接的两段PE天然气管道做断面清洗和倒角作业；
S20，将外部压紧件和密封支撑件对接安装，外部压紧件位于密封支撑件外部，外部压紧件的内径略小于PE天然气管道的外径；
S30，将两段PE天然气管道分别在热水中浸泡，使两段PE天然气管道出现软化现象；
S40，擦净两段PE天然气管道表面的水珠；
S50，把密封支撑件对准两段PE天然气管道的内表面，外部压紧件对准两段PE天然气管道的外表面，推进PE天然气管道到预设的位置，PE天然气管道被挤压在外部压紧件和密封支撑件之间。
2.根据权利要求1所述的PE天然气管非焊接连接施工方法，其特征在于：所述步骤S30中，热水的温度为95～100℃，浸泡的时间为3～5分钟。
3.根据权利要求1所述的PE天然气管非焊接连接施工方法，其特征在于：所述外部压紧件为压紧套筒，压紧套筒包括两段，分别用于对应安装一侧的PE天然气管道，压紧套筒的一端为自由端，自由端为开放式结构，另一端为连接端，连接端的端面上加工有圆孔。
4.根据权利要求3所述的PE天然气管非焊接连接施工方法，其特征在于：所述密封支撑件外壁的中部加工有主挡板和两个副档板，两个副挡板位于主挡板的两侧，压紧套筒连接端的端面卡在主挡板和副档板之间，连接端圆孔的直径大于密封支撑件的主体的外径，小于副档板所在圆的直径。
5.根据权利要求3或4所述的PE天然气管非焊接连接施工方法，其特征在于：所述压紧套筒的内表面加工有突起或倒刺结构。
6.根据权利要求1所述的PE天然气管非焊接连接施工方法，其特征在于：所述密封支撑件外壁的两侧设置有多个锯齿状结构。
7.根据权利要求1所述的PE天然气管非焊接连接施工方法，其特征在于：所述外部压紧件为筒状PE结构，筒状PE结构采用热缩性材料。
8.根据权利要求7所述的PE天然气管非焊接连接施工方法，其特征在于：所述筒状PE结构的长度大于两段PE天然气管道接口处以及密封支撑件的长度，筒状PE结构安装完成后需要进行加热。
9.根据权利要求8所述的PE天然气管非焊接连接施工方法，其特征在于：所述加热方式采用热风烘烤或热水淋浇。
10.根据权利要求1所述的PE天然气管非焊接连接施工方法，其特征在于：所述外部压紧件为多个短套筒，短套筒位于两段PE天然气管道的连接处的外部，短套筒安装完成后需要进行冷却。
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