熱熔型靜電導除聚合物輸油管彎管接頭及製備方法與流程

2023-05-10 13:27:57

本發明屬於聚合物輸油管連接技術領域，涉及一種聚合物輸油管連接用管件接頭，具體地說是一種熱熔型靜電導除聚合物輸油管彎管接頭。

技術背景

聚合物輸油管以其質量輕、耐腐蝕、摩擦係數小、安裝維修方便和便於洩漏檢測等特點，已成為輸油管市場上的主流產品而且該產品市場前景十分廣闊。然而，採用聚合物輸油管輸送油品時，在油管內壁由於摩擦、撞擊等原因極易產生靜電荷而存在安全隱患，實現靜電導除成為聚合物輸油管及其連接用管件接頭的核心關鍵問題。

為實現靜電導除，聚合物輸油管至少為三層結構，即外層的強度層、內層的導電層以及將外層和內層連接在一起的粘結層。目前，與之適配的管件接頭自身不具有靜電導除功能，往往需要通過增加內部導電套管並依靠其徑向凸起結構來實現靜電導除。通過增加導電套管實現靜電導除，較好地解決了聚合物輸油管直管連接問題，但是其存在著在聚合物輸油管以一定角度即彎管連接時實現難度較大等問題。專利cn106439315a（以止口端面周向鍵軸嚮導通實現靜電導除的聚合物輸油管接頭）公開了在管件接頭內部增加一個導電環並以粘結的方式與管件接頭外層相連接的靜電導除型聚合物輸油管管件接頭，該專利所述管件接頭自身具有靜電導除功能且創造性提出了以導電環兩端周向鍵結構實現軸向靜電導除；然而，其仍未有效地解決聚合物輸油管以一定角度即彎管連接時實現難度較大的問題，而且該管件接頭以粘結方式實現與輸油管連接其連接可靠性方面也尚不夠理想。

可見，目前尚未有一種適於聚合物輸油管以一定角度即彎管連接且能夠滿足熱熔連接的靜電導除型聚合物輸油管管件接頭可供使用，一定程度上制約了聚合物輸油管在石油輸送領域中的更廣泛應用。

技術實現要素：

本發明的目的是針對「目前尚未有一種適於聚合物輸油管以一定角度即彎管連接且能夠滿足熱熔連接的靜電導除型聚合物輸油管管件接頭」的問題，發明一種可根據實際工況需要實現輸油管道任意角度連接的熱熔型靜電導除聚合物輸油管彎管接頭及製備方法。

本發明的技術方案之一是：

一種熱熔型靜電導除聚合物輸油管彎管接頭，其特徵是：它由靜電導除型聚合物輸油內管彎頭1、熱熔型聚合物外層套管2和填充物3組成，熱熔型聚合物外層套管2由二段組成，所述的靜電導除型聚合物輸油內管彎頭1至少包括三層結構，即強度層1-1、粘結層1-2和導電層1-3；二段熱熔型聚合物外層套管2分別與靜電導除型聚合物輸油內管彎頭1的二個彎端相連，二段熱熔型聚合物外層套管2的結合面通過粘接相連，填充物3位於靜電導除型聚合物輸油內管彎頭1弧面外側與熱熔型聚合物外層套管2轉角內側之間；靜電導除型聚合物輸油內管彎頭1通過分別布置在二段熱熔型聚合物外層套管2上的對應的熱熔密封組件與熱熔型聚合物外層套管2採用熱熔連接，填充物3由分別布置在二段熱熔型聚合物外層套管2上的對應的填充物注入口注入。

本發明的技術方案之二是：

一種熱熔型靜電導除聚合物輸油管彎管接頭的製備方法，其特徵是它包括以下步驟：

第一步，截取一段待連接聚合物輸油管，根據輸油管布放連接需要將截取的待連接聚合物輸油管折彎成所需角度φ，即獲得靜電導除型聚合物輸油內管彎頭1；

第二步，注塑成形熱熔型聚合物外層套管預製件2a，所述熱熔型聚合物外層套管預製件2a為一中空圓柱形聚合物管，在其左端外壁布置有熱熔密封組件2-4，2-6和填充物注入口2-8，在其右端外壁布置有熱熔密封組件2-5，2-7和填充物注入口2-9；以熱熔型聚合物外層套管預製件2a的垂直方向對稱軸為軸線，所述左端外壁上的熱熔密封組件2-4，2-6和填充物注入口2-8旋轉180°後分別與右端外壁上的熱熔密封組件2-5，2-7和填充物注入口2-9完全重合；

第三步，以熱熔型聚合物外層套管預製件2a的水平對稱軸和垂直對稱軸交點為頂點且與熱熔型聚合物外層套管預製件2a水平對稱軸夾角為φ=1/2ф的a-a剖面為切割面，以切割面為中心先在熱熔型聚合物外層套管預製件2a外壁加工出h×h，h的尺寸為熱熔型聚合物外層套管預製件2a壁厚的1/3-1/5截面為方形的環形槽，再沿切割面將熱熔型聚合物外層套管預製件2a切割成結構完全相同的熱熔型聚合物外層套管中間件2b，2c；熱熔型聚合物外層套管中間件2b、2c的長度應大於對應的靜電導除型聚合物輸油內管彎頭1的直管部分的長度；熱熔密封組件2-6用於與靜電導除型聚合物輸油內管彎頭1的一端的直管部分連接用，熱熔密封組件2-4用於與需要進行連接的一根靜電導除型聚合物輸油直管相連；同樣地，熱熔密封組件2-7用於與靜電導除型聚合物輸油內管彎頭1的另一端的直管部分連接用，熱熔密封組件2-5用於與需要進行連接的另一根靜電導除型聚合物輸油直管相連；

第四步，將熱熔型聚合物外層套管中間件2b，2c短邊半周垂直於切割面去稜邊，以便連接時與靜電導除型聚合物輸油內管彎頭1彎角處不幹涉；

第五步，將已去稜邊的熱熔型聚合物外層套管中間件2b，2c，套入靜電導除型聚合物輸油內管彎頭1的兩端，對接組成熱熔型聚合物外層套管2，並通過布置在熱熔型聚合物外層套管2上的熱熔密封組件2-6，2-7與靜電導除型聚合物輸油內管彎頭1熱熔連接在一起；

第六步，在方形環形槽中塗覆粘結劑，再由布置在熱熔型聚合物外層套管2上的填充物注入口2-8，2-9注入填充物3，即可獲得熱熔型靜電導除聚合物輸油管彎管接頭。

將截取的待連接聚合物輸油管折彎成所需角度φ，其值為1°-179°的任何角度，最好為30°、45°、60°、75°、90°、105°、120°、135°、150°中間一個。

熱熔密封組件2-4，2-5，2-6，2-7均由兩個熱熔杆2-2和一個熱熔絲2-3組成，熱熔絲2-3的兩端分別連接一個熱熔杆2-2，且連接好的熱熔密封組件2-4，2-5，2-6，2-7在熱熔型聚合物外層套管預製件2a注塑成形時以嵌件與管壁2-1製作為一體。

熱熔型聚合物外層套管2上的填充物注入口2-8，2-9為一圓柱形通孔，且其既可注塑時成形也可注塑成形後再進行加工成形。

在方形環形槽中塗覆粘結劑，且粘結劑最好為玻璃膠。

填充物3為膨脹型聚合物填縫劑，如聚氨酯發泡劑，其固化後為多孔結構且易於實現填滿整個縫隙，從而保持熱熔型靜電導除聚合物輸油管彎管接頭對接處強度。

本發明的有益效果：

（1）本發明所述熱熔型靜電導除聚合物輸油管彎管接頭，其不僅自身具有靜電導除功能，而且有效地解決聚合物輸油管以一定角度即彎管連接時實現難度較大的問題。

（2）本發明所述熱熔型靜電導除聚合物輸油管彎管接頭，結構設計合理，可實現模塊化加工，尤其是便於現場施工根據不同連接需要可現場組裝成所需角度，具有很好的工程適應性；

（3）本發明所述熱熔型靜電導除聚合物輸油管彎管接頭，採用熱熔連接、組裝縫隙中填充有填充物等手段，保證了輸油管連接的可靠性以及輸油管線的使用壽命。

附圖說明

圖1本發明所述熱熔型靜電導除聚合物輸油管彎管接頭結構示意圖。

圖2三層結構待連接聚合物輸油管結構及其折彎示意圖。

圖3熱熔型聚合物外層套管預製件結構示意圖。

圖4熱熔型聚合物外層套管中間件結構示意圖。

圖中：1-靜電導除型聚合物輸油內管彎頭，2-熱熔型聚合物外層套管，3-填充物；1-1為強度層，1-2為粘結層，1-3為導電層；2-1為管壁，2-2為熱熔杆，2-3為熱熔絲，2-4、2-5、2-6、2-7為熱熔密封組件，2-8、2-9為填充物注入口；2a為熱熔型聚合物外層套管預製件，2b、2c為熱熔型聚合物外層套管中間件。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步的說明。

如圖1-4所示。

圖1所示為一90°熱熔型靜電導除聚合物輸油管彎管接頭。

一種熱熔型靜電導除聚合物輸油管彎管接頭，它由靜電導除型聚合物輸油內管彎頭1、熱熔型聚合物外層套管2和填充物3組成；其中，靜電導除型聚合物輸油內管彎頭1通過布置在熱熔型聚合物外層套管2上的熱熔密封組件2-6、2-7與熱熔型聚合物外層套管2採用熱熔連接，填充物3由布置在熱熔型聚合物外層套管2上的填充物注入口2-8、2-9注入，填充物3最好為膨脹型聚合物填縫劑如聚氨酯發泡劑，其固化後為多孔結構且易於實現填滿整個縫隙，從而保持熱熔型靜電導除聚合物輸油管彎管接頭對接處強度；上述的熱熔型靜電導除聚合物輸油管彎管接頭由如下步驟製備而成：

第一步，截取一段待連接聚合物輸油管其至少包括三層結構，即強度層1-1、粘結層1-2和導電層1-3，如圖2所示，將截取的待連接聚合物輸油管折彎成所需角度φ，即φ=90˚，即可獲得靜電導除型聚合物輸油內管彎頭1；具體實施時，φ的值可為1°-179°的任一角度，最好為30°、45°、60°、75°、90°、105°、120°、135°、150°中間一個。

第二步，注塑成形熱熔型聚合物外層套管預製件2a（圖3），其特徵是所述熱熔型聚合物外層套管預製件2a為一中空圓柱形聚合物管，在其左端外壁布置有熱熔密封組件2-4、2-6和填充物注入口2-8，在其右端外壁布置有熱熔密封組件2-5、2-7和填充物注入口2-9，以熱熔型聚合物外層套管預製件2a的垂直方向對稱軸為軸線，左端外壁上的熱熔密封組件2-4、2-6和填充物注入口2-8旋轉180°後分別與右端外壁上的熱熔密封組件2-5、2-7和填充物注入口2-9完全重合；熱熔密封組件2-4、2-5、2-6、2-7，其特徵是其均由兩個熱熔杆2-2和熱熔絲2-3組成，熱熔絲2-3的兩端分別連接一個熱熔杆2-2，且連接好的熱熔密封組件2-4、2-5、2-6、2-7在熱熔型聚合物外層套管預製件2a注塑成形時以嵌件與管壁2-1製作為一體。熱熔型聚合物外層套管2上的填充物注入口2-8、2-9，最好為一圓柱形通孔，且既可在注塑時成形也可在注塑成形後再進行加工成形。

第三步，以熱熔型聚合物外層套管預製件2a的水平對稱軸和垂直對稱軸交點為頂點且與熱熔型聚合物外層套管預製件2a水平對稱軸夾角為φ=（1/2）ф的a-a剖面為切割面，即φ=45˚，以切割面為中心先在熱熔型聚合物外層套管預製件2a外壁加工出h×hh的尺寸為熱熔型聚合物外層套管預製件2a壁厚的（1/3-1/5）截面為方形的環形槽（方形環形槽主要用於熱熔型聚合物外層套管2連接成形時塗覆粘結劑（如玻璃膠）以便將2b、2c連接成一體），再沿切割面將熱熔型聚合物外層套管預製件2a切割成結構完全相同的熱熔型聚合物外層套管中間件2b和2c（圖4，最後成形時再用玻璃膠將二者連接成一體）；熱熔型聚合物外層套管中間件2b、2c的長度應大於對應的靜電導除型聚合物輸油內管彎頭1的直管部分的長度；熱熔密封組件2-6用於與靜電導除型聚合物輸油內管彎頭1的一端的直管部分連接用，熱熔密封組件2-4用於與需要進行連接的一根靜電導除型聚合物輸油直管相連，同樣地，熱熔密封組件2-7用於與靜電導除型聚合物輸油內管彎頭1的另一端的直管部分連接用，熱熔密封組件2-5用於與需要進行連接的另一根靜電導除型聚合物輸油直管相連；

第四步，將熱熔型聚合物外層套管中間件2b和2c短邊半周垂直於切割面去稜邊，以便連接時與靜電導除型聚合物輸油內管1彎角處不幹涉；

第五步，將已去稜邊的熱熔型聚合物外層套管中間件2b和2c，套入靜電導除型聚合物輸油內管1兩端，對接組成熱熔型聚合物外層套管2，並通過布置在熱熔型聚合物外層套管2上的熱熔密封組件2-6、2-7與靜電導除型聚合物輸油內管1熱熔連接在一起；

第六步，在方形環形槽中塗覆粘結劑，再由布置在熱熔型聚合物外層套管2上的填充物注入口2-8、2-9注入填充物3，即可獲得熱熔型靜電導除聚合物輸油管彎管接頭。

本發明未涉及部分均與現有技術相同或可採用現有技術加以實現。