The invention relates to polyethylene pipe fused pipe fittings, aiming at providing a polyethylene fused pipe fittings considering the length of resistance wire wiring area. The polyethylene fused pipe fittings include a cylindrical tube with resistance wires embedded in the inner wall of the tube and connected to the two ends of the resistance wires with connection posts; the heating zone in the fused welding process is the area where the resistance wires are spirally distributed continuously; the non-heating zone is the part where no resistance wires or resistance wires are only connected; and the dimension of the heating zone along the axis of the tube body is used as the wiring zone of the resistance wires. Length. Considering the uneven distribution of stress on the weld interface between fused pipe fittings and pipe materials, the resistance wire wiring area length is designed with the actual maximum Mises stress of the weld interface as the constraint condition, and the minimum resistance wire wiring area length of fused pipe fittings meeting the strength requirements under different pipeline working pressures is calculated according to the actual working conditions. It can reduce the length of the fused pipe, save the manufacturing cost of the fused pipe, and effectively guarantee the strength of the fused joint.
【技术实现步骤摘要】
一种考虑电阻丝布线区域长度的聚乙烯电熔管件
本专利技术涉及聚乙烯管电熔管件的设计,具体涉及一种考虑电阻丝布线区域长度的聚乙烯电熔管件。
技术介绍
聚乙烯管道与传统金属管道相比具有耐腐蚀、寿命长、绝缘性好、便于运输等显著优点,广泛应用于城市管网。管道系统作为现代城镇的重要基础设施,多分布于人口密集区域,管道系统的安全问题至关重要。管道装配现场连接过程易受外界环境影响,接头质量难以保证,因此焊接接头成为管道系统最薄弱的环节。电熔焊接是聚乙烯管道常用的连接方式,其操作简单、密封性好、可连接不同材质的管材、自动化程度较高等优点,广泛应用于各种场合。研究表明,聚乙烯燃气管道失效事故中有一半以上是由于电熔接头的失效。含缺陷电熔接头主要有三种失效模式:焊接界面失效;电熔管件贯穿裂纹失效;电阻丝界面失效(参见:施建峰,聚乙烯管道电熔接头冷焊形成机理及其检测与评定方法,2011,浙江大学博士学位论文)。其中焊接界面失效是接头在内压与轴向力作用下,界面处切应力使得管件有被剥离管材表面的趋势。焊接界面上应力分布的一个重要影响因素是管件熔区长度,因此熔区长度的合理设置是电熔接头安全性的关键。熔区长度长,焊接界面切应力小,但是电熔管件制造成本提高;熔区长度短,成本降低,但焊接界面切应力增加,接头容易发生强度失效。合理的熔区长度是电熔管件强度裕量和经济成本的均衡点。电熔接头在服役过程中主要承受管道内压和由内压产生的轴向力。内压使焊接界面压紧,轴向力在焊接界面处产生剪切作用,切应力过大时会使界面处发生失效。通常认为轴向力是熔区长度设计主要考虑的载荷,因此基于轴向力的熔区应力分析往往只考 ...
【技术保护点】
1.一种考虑电阻丝布线区域长度的聚乙烯电熔管件,包括圆筒状管体,在管体内壁上嵌入电阻丝;在管体两端的外表面各设一个接线柱,分别连接至电阻丝两端;以电阻丝呈连续螺旋状布线的区域为电熔焊接过程中的加热区,未设电阻丝或电阻丝仅起连通作用的部分为非加热区;其特征在于,以加热区沿管体轴线方向的尺寸作为电阻丝布线区域长度l,其数值由以下步骤获得:(1)根据下式计算套接于电熔管件内管材的最大工作压力MOP,单位MPa:
【技术特征摘要】
1.一种考虑电阻丝布线区域长度的聚乙烯电熔管件,包括圆筒状管体,在管体内壁上嵌入电阻丝;在管体两端的外表面各设一个接线柱,分别连接至电阻丝两端;以电阻丝呈连续螺旋状布线的区域为电熔焊接过程中的加热区,未设电阻丝或电阻丝仅起连通作用的部分为非加热区;其特征在于,以加热区沿管体轴线方向的尺寸作为电阻丝布线区域长度l,其数值由以下步骤获得:(1)根据下式计算套接于电熔管件内管材的最大工作压力MOP,单位MPa:其中,MRS为管材的最小要求强度,根据GB/T18075-2001得到;C为设计系数,按照设计标准取值;SDR为标准尺寸比,即管材外径与壁厚之比,通过管材型号获得;(2)根据下式计算焊接后电熔接头受到的轴向力F,单位N:其中,Di为管材内径,单位mm,通过管材型号获得;(3)根据下式计算焊接界面上的平均切应力τm,单位MPa:其中,Do为管材外径,单位mm,通过管材型号获得;l为电阻丝布线区域长度,单位mm;(4)根据下式计算焊接界面上的最大Mises应力(σMises)max,单位MPa:(σMises)max=Mk×τm(4)其中,Mk为端部应力集中系数,即电熔管件与管材焊接界面上的Mises应力最大值(σMises)max与平均切...
【专利技术属性】
技术研发人员:胡安琪,施建峰,郑津洋,聂新宇,
申请(专利权)人:浙江大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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