異徑HDPE管穿插法修復(fù)在線舊管道

1、異徑HDPE管穿插法修復(fù)在線舊管道異徑HDPE管穿插法修復(fù)在線舊管道 異徑HDPE管穿插法修復(fù)在線舊管道 化學(xué)與化工論文 更新：2006-4-11 閱讀： 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、承壓才能好、耐老化等突出的優(yōu)點(diǎn)，因此在管道工業(yè)界越來越得到廣闊使用者的高度重視。對腐蝕嚴(yán)重或泄露的舊鐵管和鋼管，內(nèi)襯HDPE構(gòu)成構(gòu)造性復(fù)合管，可到達(dá)恢復(fù)管線功能、延長使用壽命的目的。性能優(yōu)異的HDPE管能大幅度地進(jìn)步

2、在線舊管道的承壓才能、耐腐蝕性能和輸送才能，而其本錢僅為鋼管的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)展重建的情況下，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)展了研究，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)，獲得了三項國家創(chuàng)造專利，創(chuàng)始了管道防腐或修復(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

3、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，聚乙烯管漸漸恢復(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)說明，HDPE管從縮徑機(jī)出來時，直徑略微有些增大，而后在一定的拉伸力作用下，直徑使穩(wěn)定在所設(shè)計的數(shù)值，直到拉力被撤消。

4、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：FyA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)；yHDPE的屈服強(qiáng)度，千牛/厘米2；AHDPE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)計使用在管端高溫壓制聚乙烯與鋼法蘭嚴(yán)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HD

5、PE管上，再加一個限流金屬環(huán)。然后，用專門設(shè)計的復(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嚴(yán)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，具有很高的承壓才能。3主要設(shè)備(1)縮徑機(jī) 用于暫時縮小HDPE管的直徑。設(shè)計的縮徑機(jī)由變頻調(diào)速電機(jī)驅(qū)動的多級滾壓輪構(gòu)成，靠滾輪滾壓縮徑。本設(shè)計具有能耗低、無級變速、速度自動耦合、操作簡單方便、運(yùn)行可靠等特點(diǎn)。HDPE管通過縮徑機(jī)后，直徑可縮小10%。(2)牽引裝置 設(shè)計的牽引裝置由絞車、導(dǎo)向滑輪、鋼絲繩和牽引頭等組成

6、。絞車為柴油機(jī)驅(qū)動，能自動顯示和記錄牽引力、牽引速度和路程，最大可提供400千牛的牽引力。專門設(shè)計了風(fēng)送穿繩技術(shù)穿引鋼絲繩。(3)熱熔焊機(jī) 采用熱熔焊技術(shù)連接HDPE管。為了形成連續(xù)長度(每根約15長的HDPE管需要仔細(xì)地進(jìn)展熔融對接，并對每一道焊縫進(jìn)展探傷檢查，外部焊道應(yīng)光滑無裂縫。實(shí)驗(yàn)說明，熔融焊接的強(qiáng)度高于管體本身的強(qiáng)度。(4)復(fù)合法蘭高溫壓制裝置 該裝置由加熱系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和固定系統(tǒng)組成?？蓪⒕垡蚁┮r管加熱到一定溫度后壓緊在主管法蘭端面上，構(gòu)成嚴(yán)密結(jié)合的復(fù)合法蘭，在相鄰兩管段之間實(shí)現(xiàn)有效連接。三、施工工藝施工前，設(shè)計和工程技術(shù)人員首先應(yīng)沿著舊管線鋪設(shè)途徑進(jìn)展現(xiàn)場勘察，對管線的歷史、目前

7、的狀況及周圍環(huán)境等做詳細(xì)的調(diào)研，確定適宜的開挖地點(diǎn)和切斷位置，作好工程設(shè)計和施工方案，然后按設(shè)計和方案進(jìn)展施工。異徑HDPE管穿插法修復(fù)在線舊管道的施工工藝方法如下：1舊管線改造和處理首先，按設(shè)計的長度開挖斷開舊管道，并在管段的兩端焊接法蘭盤。開挖斷開長度根據(jù)選用的HDPE管的直徑、壁厚、屈服強(qiáng)度和現(xiàn)場環(huán)境條件來確定。推薦的管段長度一般不超過1000m。假設(shè)管段過長，HDPE管可能會承受較大的拉應(yīng)力，以致于超過其屈服強(qiáng)度而受到損傷。其次，對管道進(jìn)展清洗，徹底去除管道內(nèi)的雜物、管壁上的結(jié)垢、銹層及其它附著物。推薦采用PIG物理清洗工藝，清洗速度快、質(zhì)量好，并能起到通徑的作用。2HDPE管焊接和檢

8、查在現(xiàn)場將單根HDPE管連接成一定長度的管段，連起來的HDPE襯管段比待修復(fù)的主管段至少要長6m。焊接完后，要切除HDPE管在熱熔焊接時所產(chǎn)生的焊瘤，使其外表光滑平整以保證穿插順利和嚴(yán)密貼合。整體接好后，HDPE管進(jìn)展探傷和試壓檢查，確保襯管的質(zhì)量。3試樣HDPE管段試穿插4.縮徑穿插HDPE襯管將牽引頭固定在HDPE襯管的首端，接好牽引纜繩。同步啟動縮徑機(jī)和牽引絞車，按照規(guī)定的速度均勻牽引HDPE襯管通過縮徑機(jī)縮徑后進(jìn)入待修主管道的一端，從另一端拉出設(shè)計的長度。在穿插過程中，操作者要嚴(yán)格監(jiān)控HDPE襯管段的應(yīng)力大小，防止超過其拉伸屈服極限。5壓制復(fù)合法蘭穿插完畢后，立即用復(fù)合法蘭高溫壓制成型

9、裝置在管段兩端壓制復(fù)合法蘭。這一工序要在HDPE襯管尚未完全復(fù)原貼合之前完成。這樣，HDPE管完全復(fù)原后所產(chǎn)生的拉伸力可使聚乙烯法蘭盤與主管法蘭更加嚴(yán)密地貼合在一起。當(dāng)相鄰的兩段舊管道內(nèi)襯完畢后，用螺栓將相鄰的一對法蘭連接在一起。6收尾工作試壓，回填，試運(yùn)行，驗(yàn)收合格后完畢。四、技術(shù)特點(diǎn)與經(jīng)濟(jì)效益異徑HDPE管穿插法修復(fù)在線舊管道技術(shù)具有以下特點(diǎn)：(1)突出的化學(xué)抗性、耐磨性、耐疲勞性；(2)不生銹，不腐化，無毒；(3)良好的流動特性；(4)較高的承壓才能；(5)質(zhì)量可靠，經(jīng)久耐用；(6)無化學(xué)反響，無環(huán)境污染和副產(chǎn)品；(7)由襯管形成法蘭，密封性好；(8)襯管可加工任意尺寸和厚度；(9)施工周期短，減少停產(chǎn)時間；(10)一次修復(fù)間隔 長，開挖量和斷開點(diǎn)少;(1I)適用于直徑336英寸的各種管道；(12)簡易的機(jī)械處理過程，平安可靠。應(yīng)用該技術(shù)修復(fù)在線舊管道，可大幅度降低綜合本錢(約為新建管線綜合費(fèi)用的50%左右)，明顯進(jìn)步管道的使用壽命(長達(dá)50年)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。五、完畢語異徑HDPE管穿插法修復(fù)在線舊管道技術(shù)為國內(nèi)首創(chuàng)，為腐蝕和磨蝕嚴(yán)重的鋼鐵管的防腐和修復(fù)提供了一種經(jīng)濟(jì)有效的手