用于对管线中的管子进行现场镶衬聚合物衬套的方法技术

公开了一种方法，使用该方法通过把合成聚合物衬套牵引拉过对正了的减小直径滚子而使硬质管状合成聚合物衬套镶衬到管子中去。衬套被牵引拉过对正了的减小直径滚子后就可以使得衬套在直径减小应力作用下外径减小到比管子的内径还小，这样衬套在处于直径减小状态下很容易被牵拉进管子中，随后释放衬套上的应力，允许衬套膨胀直到与管子的内壁接触。驱动滚子的速度应足以保证在衬套上产生的拉应力小于聚合物的拉伸屈服极限。（*该技术在2007年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于管状结构镶衬的方法，特别涉及对管子进行诸如合成聚合材料管状衬套结构镶衬的方法。金属管子和镶衬过陶瓷和水泥材料的管子不能令人满意地运送带有锈蚀性或磨蚀性或兼有锈蚀和磨蚀两性的多种液体。既使涂覆了防锈和防磨材料的这种管子，在有液体通过的工作期间里，随着损坏危险的不断增加导致管子典型地损坏。如果这种损坏发生的话，管线中的液体将会泄漏，如果管线具有压力，并且管线中正在输送的是腐蚀性、氧化性或易燃性材料时，将会对环境和其它设施产生破坏性的危险。最起码管线的主人们也会面临着由于这种损坏而造成的一定量的液体漏失。为了克服这种故障提出了大量的建议，在新管线安装到整套设施上之前，把聚合物衬套镶衬到管线上，或者更困难地把聚合物衬套镶衬到地下管线系统上。D.H.Dawson的公告于1974年12月24日的美国专利3856905号上公开了一种方法，该方法是利用衬套管子在100℃时产生径向压缩使其直径小于原始状态，而且并不增加其长度，在此时把塑料管状衬套镶衬到管道中，同时把衬套的温度降低到室温，并定位在管线之内，再把其加热到大约100℃使衬套在管线内径向膨胀。为了克服衬套纵向伸长可提供一个刚性框架把衬套置于其内，或者在衬套穿过型模处操纵进料滚组件使其在相同的轴向速度下操纵滚子。D.H.Dawson及其它人公告于1976年5月25日的美国专利3959424号上，该专利公开了一种管线镶衬热塑性塑料衬套的方法。它包括在减小衬套的直径时基本不增加其长度，在管道内镶衬衬套并允许衬套在其热塑性记忆范围内恢复膨胀。J.F Lontz及其它人的加拿大专利575424号上公开了一种向金属管子中镶衬碳氟聚合物衬套的方法，被镶衬的聚合物衬套的直径比管子的直径大。把衬套冷却使其直径减小到比管子的直径略小一点，此时把衬套置于管子内，在释放衬套上的张力时随意地提高衬套的温度。G.R.Pope及其它人公告于1969年8月26日的美国专利3462825号上公开了一种方法，该方法是用冷拉法使氟化聚合物衬套通过一个渐缩的型模镶衬进管状元件中，随之释放该衬套使其膨胀并紧密地与元件的内壁相接触。该专利声称，壁厚的变化和通过型模的拉伸速度不影响该方法的效用。S.Muir公告于1984年5月16日的美国专利2084686B号中公开了一种方法，在该方法中，一个滚子以技术上众所周知的典型方式设置，用于把其外径比将要镶入的管子内径大的聚合物衬套外径滚压到比将要镶入的管子内径小的聚合物衬套外径。当聚合物衬套的孔径被滚压后，衬套长度将会增加，聚合物衬套可以被镶衬进管子里。在没有额外的力作用的情况下衬套显然保持其压缩后的直径状态;这里不存在所说的拉应力对衬套的作用。随后衬套被加热到100℃至120℃之间使之回复膨胀到聚合物衬套原始外径的90%或更大的量，因此使衬套与管子内壁完全接合地镶衬。该专利所公开的内容指出聚合物衬套的外径可以被滚压减小20%。J.R.Thompson公告于1987年6月24日的欧洲专利0226410号中公开了一种方法，在该方法中衬套的牵引端安装一个牵引头，而末端被约束，由此产生一使衬套变形的纵向力。衬套的直径必然相对于泊松比减小一定量，在衬套是聚乙烯的情况下泊松比为0.45，10厘米直径将产生大约4.5厘米的减小。当衬套通过镶衬阶段时在衬套上保持有纵向力，当衬套被置于管子部分内之后衬套上的力被释放。大多数已知的方法是利用衬套的塑性记忆在塑性变形范围内改变热塑性衬套的直径以便使之能够镶衬到管子中去，这样或需要高的压力或需要加热或两者结合使用使衬套在合理的时间内镶衬。在Pope等人所公开的方法中，衬套通过一个渐缩的型模被拉伸，相对于衬套通过型模的运动方向产生一个相当大的阻力，如果把长度很大的衬套相当快速地镶衬到管子中，将需要比衬套材料拉伸屈服点高得多的力并且衬套的变形将不能回复。在已知技术中，要想在合成热塑性或热固性衬套材料的弹塑性范围内以加力滚压使之径向变形，需要在轴向或径向受力的条件下保持衬套处在变形状态，此时把衬套镶衬到管子中去，随释放衬套上的力使之径向膨胀紧紧地与管子内壁相接触而达到镶衬，人们发现应用已知技术做到这些有这样或那样的困难。因此本专利技术提供一种在管道中设置合成聚合物衬套的方法，所述的方法包括下列过程(1)提供一种合成聚合物衬套，该衬套的外径比管子的内径大0.5%～6%。(2)把所述的衬套对准通过最少一组起码有两个减小直径滚子，由此使所述衬套的外径处于直径减小的状态足以小于能使衬套毫不费力地穿入到管子的内径中去，此时衬套直径的减小其变形量小于该衬套聚合物材料弹塑性范围的上限，同时把衬套镶衬在管子之中。(3)在管子中固定所述的衬套，同时从存在的径向应力和轴向应力中选择一组应力施加在衬套上使其保持在直径减小状态。(4)释放所述的衬套中的应力，驱动至少一组所述的滚子使其速度足以保持所述的衬套在镶衬过程中其拉应力低于衬套的合成聚合材料的拉伸屈服极限值。本专利技术还提供一种在管子中设置合成聚合物衬套的方法，所述方法包括下列过程(1)提供一种合成聚合物衬套，该衬套的外径比管子的内径大0.5%～6%。(2)把所述的衬套在拉伸条件下对准通过至少一组减小直径滚子，由此使衬套在拉伸下产生的外径是以小于能使衬套任意地穿入的管子内径，此时衬套直径减小的变形量低于衬套聚合材料弹塑性范围的上限，同时把衬套牵入管子中。(3)在管子中固定衬套的同时保持衬套上的拉力。(4)释放衬套上的拉力，驱动至少一组所述的滚子使其速度足以保持所述的衬套在镶衬过程中其拉应力低于衬套的合成聚合材料的拉伸屈服极限值。本专利技术还提供一种用于在管线中镶衬管状合成聚合物衬套的设备，包括(1)用于在各种变化的控制速度下把所述衬套牵拉进管线的装置。(2)至少一组带有至少两个滚子的适应于把所述的衬套直径从5%减小到20%的滚子组，所述的滚子被正好对准所述的管子一端固定。(3)用于控制所述滚子线速度的装置，以此来保持作用于衬套上的拉应力不超过所述合成聚合材料的拉伸屈服极限值。衬套的合成聚合物可以是热塑性或热固性聚合物，所提供的聚合物应具有足够的强度以适应在周围的环境温度里进行镶衬操作时使衬套的直径减小从而增加其壁厚或增加其长度，而不产生破裂而形成“狗骨”型横截面。适用于本专利技术工艺方法的热塑性聚合物包括聚烯烃物，例如聚乙烯，聚丙烯或者聚丁烯;或聚酰胺物，例如尼龙6.6，硬质聚乙烯氯化物或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯聚合物。其中的聚合物指的是聚乙烯聚合物，最好的聚合物是乙烯均聚合物或乙烯共聚物，至少具有一个四至十个碳原子的α烯烃化合物。高密度聚乙烯是一种特别好的热塑性物质。任意地，衬套的合成聚合物可以是连续相聚烯烃混合物，在不连续相中不相容的热塑性聚合物和聚烯烃与不相容的热塑性聚合物的共存物。位于不连续相中的聚合物处是所谓的壁垒树脂，由此导致使衬套表现出改善了防渗透的壁垒。同样适用的是衬套包括两个不同的共挤压复合材料树脂层，例如衬套具有一个聚乙烯外层和一个所谓壁垒树脂的内层，由此衬套表现出增加了如以上讨论的抗渗透性。用于本专利技术工艺方法的适于形成复合材料管材的热固性聚合物包括以公知的技术应用于管子硬质环氧树脂和聚酯热固性树脂。用于减小衬套直径的装置包括至少一组滚子，该滚子具有适当尺寸的凹形外表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在管线的管子中设置合成聚合材料衬套的方法，所述的方法其特征包括下列过程：（１）提供一种合成聚合物管状衬套，该衬套的外径比管线管子的内径大０．５％至６％。（２）把所述的衬套对准通过最少一组至少有两个减小直径滚子，由此使所述衬套的外 径处于直径减小的状态，小于足以能使衬套毫不费力地穿入到管子的内径中，此时衬套直径减小的变形量小于该衬套聚合物材料弹塑性范围的上限，同时把衬套镶衬于管子之中。（３）在管子中固定所述的衬套，同时从存在的径向应力和轴向应力中选择一组应力施加在 衬套上使其保持在直径减小状态。（４）释放所述的衬套中的应力，驱动至少一组所述的滚子使其速度足以保持所述的衬套在镶衬过程中其拉应力低于衬套的合成聚合材料的拉伸屈服极限值。

【技术特征摘要】
GB 1986-11-4 86.263541.一种在管线的管子中设置合成聚合材料衬套的方法，所述的方法其特征包括下列过程(1)提供一种合成聚合物管状衬套，该衬套的外径比管线管子的内径大0.5%至6%。(2)把所述的衬套对准通过最少一组至少有两个减小直径滚子，由此使所述衬套的外径处于直径减小的状态，小于足以能使衬套毫不费力地穿入到管子的内径中，此时衬套直径减小的变形量小于该衬套聚合物材料弹塑性范围的上限，同时把衬套镶衬于管子之中。(3)在管子中固定所述的衬套，同时从存在的径向应力和轴向应力中选择一组应力施加在衬套上使其保持在直径减小状态。(4)释放所述的衬套中的应力，驱动至少一组所述的滚子使其速度足以保持所述的衬套在镶衬过程中其拉应力低于衬套的合成聚合材料的拉伸屈服极限值。2.一种在管线管子中设置合成聚合材料衬套的方法，所述的方法其特征包括下列过程(1)提供一种合成聚合物管状衬套，该衬套的外径比管线管子的内径大0.5%至6%。(2)把所述的衬套在轴向拉力条件下对准通过至少一组至少二个减小直径滚子，由此使衬套在应力下产生外径小于足以能使衬套任意穿入管子内径，此时衬套直径减小的变形量低于衬套聚合材料弹塑性范围的上限，同时把衬套牵入管子中。(3)在管线的管子中固定衬套的同时保持衬套上的拉力。(4)释放衬套上的拉应力，驱动至少一组所述的滚子使其足以保持所述的衬套在镶衬过程中维持衬套处于直径减小状态所需拉应力并且使该拉应力小于衬套的合成聚合材料的拉伸屈服极限值。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是所述的衬套的外径比管子的内径大大约1.0%至3.0%。4.根据权利要求1至3所述的方法，其特征是所述的衬套通过多组减小直径滚子。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其特征是所述的减小直径滚子组包括至少三个滚子。6.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其特征是所述的滚子组包括两个单独的滚子，这两个滚子的滚压表面呈凹面状，从横截面看滚压表面基本上呈半园形。7.根据权利要求1至6中任意一项所述的方法，其特征是所述的每组滚子各包括四个滚子。8.根据权利要求7所述的方法，其特征是所述的减小直径滚子包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德鲁戴维怀曼，戴尔艾尔弗雷德尼尔勒，
申请(专利权)人：杜邦公司加拿大分公司，联合侵蚀顾问公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]