大口径高压纤维增强柔性复合管连接方法技术

本发明专利技术涉及大口径高压纤维增强柔性复合管连接方法，属于纤维增强热塑性管道领域。其技术方案：将内衬层熔接，然后将增强层按照各层的旋向交叠缠绕，最后在接头外侧设置保护层。本发明专利技术能够避免金属接头造成增强层应力集中的问题，同时解决了熔接接头强度不足的问题。本发明专利技术所述技术方案，能够将大口径高压纤维增强柔性复合管有效、高强度连接，满足油气管输及其他应用场合的需要。管输及其他应用场合的需要。管输及其他应用场合的需要。

【技术实现步骤摘要】
大口径高压纤维增强柔性复合管连接方法


[0001]本专利技术涉及大口径高压纤维增强柔性复合管连接方法，属于管输领域，尤其涉及纤维增强热塑性管道领域。

技术介绍

[0002]增强柔性复合管（Reinforced Thermoplastic Pipes，简称RTP管），是一种高压塑料复合管道，具有良好的柔韧性、抗腐蚀性、耐高压、耐冲击、耐磨损、重量轻、容易连接、可盘绕、长距离无接头快速铺设等特点，可以很好地克服钢管的腐蚀问题以及塑料管道的耐压问题，可应用在石油、天然气开采，高压长距离输送天然气以及各种需要较高压力输送介质的管线领域。
[0003]RTP产品通常由三层构成，内、外层为PE80、PE100以上材料，外层根据需要可选白色（地表铺设防紫外线）或黑色（埋地铺设）；中间层为增强材料复合而成的增强带，增强材料可以为芳纶纤维、聚酯纤维或玻璃纤维等高强纤维。
[0004]现有的技术方案将各类纤维作为增强层以提高管道承压能力，已经具有较多成熟产品。SYT 6662.2
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2012《石油天然气工业用非金属复合管 第2部分：柔性复合高压输送管》所述，目前通用柔性复合管道最大内径150mm，公称压力6.4MPa/2.5MPa；内径90mm以下柔性复合管道公称压力最高达到12MPa。部分企业能够加工口径超过1m的柔性复合管道，但是承压能力较低，主要用于低压输水。
[0005]现有纤维增强柔性复合管连接主要采用金属接头和熔接接头两种形式。金属接头即采用金属内管插入到管道内，其外部通过缠绕或者锥套将管道端部卡紧，金属接头之间采用螺纹连接或者法兰连接。熔接接头主要是指电容接头，将筒状接头内设置热塑性材料，并且预埋金属导线，两端对接管道插入接头后通电熔接管道保护层。
[0006]现有连接技术主要存在以下问题：（1）金属接头存在管道端部局部约束，承压后管道变形不协调，承压能力低；且管道增强层通过金属接头挤压以传递轴向力，挤压力过大容易对纤维造成损伤，过小则约束不足，实际应用中难以达到理想连接强度。（2）连接部位设置套筒并采用熔接方式连接，两端管道的保护层直接和接头熔合，增强层之间不能有效连接，管道轴向力作用下容易拉拔失效。
[0007]21世纪以来，管输行业大力推进“以塑代钢”战略发展方案，柔性复合管道以其优异的性能被列为重点发展方向，并向着高压力、大口径发展。油气输送领域，管道压力高，同时对大口径有着明确需求。目前长输管道主要采用钢制管道，最大口径达到1216mm，公称压力超过10MPa；现有柔性复合管连接技术难以适应高压力、大口径管道。
[0008]基于上述背景，研制新型纤维增强柔性复合管连接方法，满足大口径、高压力需求，具有现实意义。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的：为了克服现有纤维增强柔性复合管接头承压能力低，不适应大口
径、高压力管道的问题；从根本上解决柔性复合管道接头增强层传力不连续的问题。
[0010]为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案如下。
[0011]大口径高压纤维增强柔性复合管连接方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将待对接的纤维增强柔性复合管对中，然后熔接对接管道的内衬层；（2）顺着增强层纤维的旋向，将增强层逐层缠绕到对接区域，对接区域两边增强层的各层纤维相互交叠，对接区域两边增强层的同一层纤维旋向相同且相互接触；（3）接头部位外侧采用缠绕方式添加保护层，或者挤塑方式添加保护层，或者在连接部位外侧设置模具并采用注塑方式添加保护层。
[0012]步骤（1）之前，设置管道端部增强层缠绕距离比其内衬层长一定距离，所述距离为内衬层内直径的0.2倍以上。
[0013]步骤（1）之前，将对接部位的内衬层端部进行扩径。
[0014]步骤（1）之前，将内衬层端部连接部位加热软化，然后对其端部进行墩粗。
[0015]步骤（1）之后，步骤（2）之前，削去内衬层熔接区域外部的凸边。
[0016]步骤（2）中，增强层内层纤维交叠长度大，外层纤维交叠长度小，并且从内层向外层所述交叠长度逐渐减小。
[0017]步骤（2）中，缠绕增强层的纤维时涂抹粘接剂。
[0018]步骤（2）之后，步骤（3）之前，用纤维或纤维带对连接区域进行正反螺旋缠绕。
[0019]步骤（3）所述保护层选自橡胶、聚乙烯、尼龙、聚偏二氟乙烯、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醚酮酮或发泡聚乙烯中的一种或几种的混合物。
[0020]本专利技术具有的有益效果是：（1）本专利技术将增强层按照各层的旋向，均匀的交互缠绕，层间挤压力能够达到各层自紧效果，连接方便；（2）增强层多层交叠，有效增强接头部位增强层强度；（3）接头部位增强层柔性约束，能够避免金属接头造成增强层应力集中的问题，同时解决了熔接接头强度不足的问题；（4）本专利技术所述技术方案，能够将大口径高压纤维增强柔性复合管有效、高强度连接，满足油气管输及其他应用场合的需要。
附图说明
[0021]图1为纤维增强柔性复合管内衬层熔接后的示意图。
[0022]图2为纤维增强柔性复合管内衬层熔接后削去外侧凸边的示意图。
[0023]图3为纤维增强柔性复合管增强层缠绕示意图。
[0024]图4为纤维增强柔性复合管增强层多层交叠缠绕示意图。
[0025]图中：1.内衬层；2.增强层；3.保护层。
具体实施方式
[0026]本专利技术不受下述实施实例的限制，可以根据本专利技术的技术方案和实际情况来确定具体的实施方式。上、下、左、右、前、后、内、外等位置关系是依据说明书附图1和附图4的布局方向来确定的。
[0027]大口径高压纤维增强柔性复合管连接方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将待对接的纤维增强柔性复合管对中，然后熔接对接管道的内衬层1。如图1所示，采用内衬层1直接熔接的方式，有效避免内衬层1不连续的问题，防止增强层2与管内介
质接触。
[0028]（2）顺着增强层2纤维的旋向，将增强层2逐层缠绕到对接区域，对接区域两边增强层2的各层纤维相互交叠，对接区域两边增强层2的同一层纤维旋向相同且相互接触。如图3所示，多层纤维相互交叠，能直接传递纤维之间的拉力，保证了增强层2的连续性；同时避免了刚性接头对增强层2的纤维产生不利影响。
[0029]（3）接头部位外侧采用缠绕方式添加保护层3，或者挤塑方式添加保护层3，或者在连接部位外侧设置模具并采用注塑方式添加保护层3。接头部位外侧设置保护层3，将增强层2与外界环境隔绝，防止紫外线和外界介质损害增强层2。
[0030]步骤（1）之前，设置管道端部增强层2缠绕距离比其内衬层1长一定距离，所述距离为内衬层1内直径的0.2倍以上。在管道对接时，增强层2纤维越过原管道内衬层1并缠绕到其对接管道上，能够有效传递纤维所受载荷。
[0031]步骤（1）之前，将对接部位的内衬层1端部进行扩径。这样管道内衬层1对接后，其内侧凸边对管径影响较小，能够进行清管器通球。
[0032]步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.大口径高压纤维增强柔性复合管连接方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将待对接的纤维增强柔性复合管对中，然后熔接对接管道的内衬层；（2）顺着增强层纤维的旋向，将增强层逐层缠绕到对接区域，对接区域两边增强层的各层纤维相互交叠，对接区域两边增强层的同一层纤维旋向相同且相互接触；（3）接头部位外侧采用缠绕方式添加保护层，或者挤塑方式添加保护层，或者在连接部位外侧设置模具并采用注塑方式添加保护层。2.根据权利要求1所述大口径高压纤维增强柔性复合管连接方法，其特征在于：步骤（1）之前，设置管道端部增强层缠绕距离比其内衬层长一定距离，所述距离为内衬层内直径的0.2倍以上。3.根据权利要求1所述大口径高压纤维增强柔性复合管连接方法，其特征在于：步骤（1）之前，将对接部位的内衬层端部进行扩径。4.根据权利要求1所述大口径高压纤维增强柔性复合管连接方法，其特征在于：步骤（1）之前，将内衬层端部连接部位加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：何虹钢，陈怡圯，
申请(专利权)人：宜宾学院，
类型：发明
国别省市：