[发明专利]一种热塑性管道扩张装置

说明书

本发明涉及一种热塑性管道扩张装置，属于管道施工领域。其技术方案：基座整体为圆盘型，基座径向安装油缸，基座轴向固定转筒，转筒内腔与油缸腔体之间通过基座空腔连通；滑套安装到转筒外；油缸包括缸体和活塞杆，缸体与基座连接，活塞杆安装顶靴；拉杆一端与顶靴铰接，拉杆另一端与滑套铰接；转筒伸出端的端部安装转接头，所述转接头连接液压管道。本发明通过机械结构约束多个顶靴同步扩张，防止热塑性管道偏斜破损，有利于扩径后的管道尺寸达到设计需求；通过设置油缸或者滑套的不同位置限位，可以实现不同管径的管道扩径操作，设备适应性强。

技术领域

本发明涉及管道施工领域，更具体地说，涉及热塑性管道扩径施工。

背景技术

聚氯乙烯管、聚乙烯管、聚丙烯管、聚甲醛管等具有成本低、耐腐蚀、便于施工等优势，广泛应用于油气输送、城市燃气、自来水管网等领域。目前上述管道主要采用热熔对接的方式连接，即通过加热软化后将管道端部挤压在一起。该类型连接方式施工较为简单，但是因为聚合物材料本身特性的限制，热熔连接部位轴向强度较低；并且管道挤压部位留下凸出的环状残留，限制了清管器通过，造成管道难以进行清管施工。该类连接方式，连接部位凸出的环状残留，不利于在管道外层设置缠绕层。另外，由于管道两段夹具结构的限制，对于大口径的薄壁管道，难以采用热熔对接的方式连接。

柔性复合管道因其耐温优、柔韧性好、重量轻、成本低、抗腐蚀性和抗渗透能力突出，广泛应用于石油化工行业。该管道由内而外主要由内衬层、增强层和保护层组成。内衬层，也称之为传输层，通常由交联聚乙烯或者聚乙烯组成，具有抗小分子渗透性能；增强层由涤纶纤维、玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维等纤维材质交错缠绕形成，硫化氢应力开裂风险较低，承压能力强；保护层由交联聚乙烯或者聚乙烯组成，耐温性能优良。

复合材料管道的连接方法通常有机械压紧方式和非机械压紧方式两大类。机械压紧方式的原理是把复合管的各层依靠机械作用压紧到接头件上，实现密封的同时实现轴向负载的传递。机械压紧连接，需要将一个金属管件的宝塔式接头插入复合管道内部；然后再管道外套一个金属套，通过拧紧金属套将管道压紧。但是，高压柔性复合材料管由于具有增强层，采用机械式压紧方式容易破坏增强层结构。尤其是针对于承压能力更高的、增强层为脆性较大复合材料的柔性复合管，增强层一旦破坏，将会造成负载的传递减弱，压力承受能力降低，容易发生泄漏事故。非机械压紧方式是采用分层连接的方式，将复合管道逐层连接。其中内衬层主要采用热熔对接的方式连接，即管道端部加热软化后挤压在一起实现连接效果。但是此类连接方式同样存在连接强度低、凸出的环状残留的问题。

基于上述技术背景，有相关学者提出了热塑性管道扩径连接方法；即管道一端加热软化后进行扩径操作，然后套入待连接管道，通过电热丝等继续加热，实现两段管道的对接。这样的连接方式强度高，并且管内不存在凸出的环状残留，有利于管道清管作业。通过调研，目前管道扩径主要有以下专利技术。

专利CN204661780U公布了一种管道扩径装置，包括内管、扩管部、液氮供应装置、液氮收集装置和管道，液氮供应装置与内管的一端连接，所述的液氮收集装置与内管的另一端连接，扩管部设置在内管的两端之间，所述的扩管部包括金属管、翅片和绝缘体，翅片设置在金属管上，所述翅片之间的金属管外部设置绝缘体；内管包括软管和绝缘体，所述绝缘体设置在软管外部；内管与扩径部之间通过接头连接，所述的内管装入到管道内，当扩径部放置到管道内需扩径的部位，管道内充满水，启动液氮供应装置将液氮通过内管一端输入，经过内管、扩径部再经过内管流入到液氮收集装置。该方案需要对施工管段内充满水；需要将液氮通过内管输送到扩径部位，并通过内管输送到管道出口进行收集。因此不具备充水、排水条件的管道难以使用该方案。