專利名稱：給地下管道加聚合物襯管的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及給地下管道加聚合物襯管的方法及設(shè)備。
這種方法可給地下天然氣管道、給水管道或污水管道等等加管襯。這些管道是用鑄鐵或鑄鋼制成的，特別是用于給排水時(shí)還可是石棉水泥或混凝土制的。在某些特殊情況下，可用瀝青或混凝土給鑄鐵管加管襯。
在英國(guó)燃?xì)鈱＠暾?qǐng)文件2186340號(hào)中描述了一種能用于地下天然氣管道、給水管道或污水管道的方法，在這種方法中，加熱一節(jié)合成樹(shù)脂襯管，把它拉過(guò)一拉模，再拉過(guò)要加襯的管道，然后對(duì)其加壓，使其膨脹而與要加襯的管道內(nèi)壁相接合。
在美國(guó)專利3462825號(hào)(Popeetal)中描述了一種給工廠里的柔性或剛性管道加管襯的方法。把一襯管拉過(guò)一拉模和管道，然后放松襯管，隨后襯管膨脹至與管道內(nèi)壁緊密接合。該管道尺寸較小，內(nèi)徑為2.06英寸(51.5毫米)，而該襯管外徑為2.3英寸(57.5毫米)。該襯管較薄，壁厚為0.07英寸(1.75毫米)，標(biāo)準(zhǔn)尺寸比率(SDR)為33。它是由碳氟化合物構(gòu)成的。一般情況下，該襯管的外徑要比加襯的管道的內(nèi)徑大10%到15%。
在英國(guó)專利說(shuō)明書(shū)807413號(hào)(TubovitSocietaPerAzioni)中，描述了一種在工廠里為金屬管道加管襯的方法，把加熱了的襯管拉過(guò)一拉模，拉入要加襯的管道，放松襯管，再加熱襯管。拉模的直徑與要加襯的管道相同或稍小一些。襯管是聚氯乙烯制的，比要加襯的管道僅僅大一點(diǎn)，且其壁厚為3毫米或更薄。在把該襯管拉細(xì)過(guò)程中，把它加熱到某一溫度，在這溫度下該襯管相當(dāng)柔軟，因此把它拉過(guò)要加襯的管道所需力非常小。
在英國(guó)專利GB-2186340中，第二個(gè)拉模的窄喉部直徑總是等于進(jìn)入管道內(nèi)的襯管直徑。由于這第二個(gè)拉模的影響，使在其之后沒(méi)有出現(xiàn)象在主拉模之后出現(xiàn)的模后膨脹。在美國(guó)專利US-3462825號(hào)和英國(guó)專利GB-807413號(hào)中，沒(méi)有出現(xiàn)模后膨脹。進(jìn)入要加襯的管道內(nèi)的襯管直徑等于模窄喉部的直徑。而根據(jù)本發(fā)明，在襯管穿過(guò)模后，其直徑出現(xiàn)增大，此種增大即模后膨脹。
根據(jù)本發(fā)明的用聚合物襯管給地下管道加襯的方法由以下步驟組成在不產(chǎn)生塑性變形的情況下把一節(jié)襯管拉過(guò)一拉模并以其縱向延長(zhǎng)來(lái)減小其直徑;再把它拉過(guò)要加襯的管道，以卸掉拉荷載讓該襯管恢復(fù)到至少等于要加襯的管道的最小的內(nèi)徑;該拉模有一中心縱向軸心線，此模由一入口、一窄喉部和一出口組成，它們都與所述軸心線相對(duì)稱。模腔從入口到窄喉部直徑逐漸減小而從窄喉部到出口直徑逐漸增大。襯管在進(jìn)入拉模前具有其最大直徑，在模內(nèi)時(shí)具有其最小直徑，而在經(jīng)過(guò)模后具有一個(gè)居中的直徑;所用拉力的大小應(yīng)能在襯管從模窄喉部出來(lái)后部分約束襯管的模后膨脹;在其最初與模入口相接觸之前襯管向里撓曲，然后在它連續(xù)不斷地?fù)锨ㄟ^(guò)與模窄喉部相對(duì)應(yīng)的襯管最小直徑之前，離開(kāi)入口;隨后再發(fā)生模后膨脹，產(chǎn)生所述居中直徑，以此直徑裝進(jìn)管道內(nèi)。
可以籠統(tǒng)地描述模窄喉部為處于連接模入口圓弧和連接模出口的圓弧之間的連續(xù)弧段之中。換言之，模窄喉部可以是由一個(gè)長(zhǎng)度不超過(guò)一厘米的短圓筒部段所組成，該部段由模入口處的圓弧和出口處的圓弧段連接而成。
最好模入口與模軸心線成12.5度的夾角。
根據(jù)本發(fā)明，用聚合物襯管給管道加襯的設(shè)備，由一個(gè)拉模、在管道前面用來(lái)固定拉模的裝置、拉伸裝置、和在管道后面用來(lái)固定拉伸裝置的裝置所組成。拉模有一中心縱向軸心線。拉模由一入口、一窄喉部和一出口組成，它們與所述軸心線相對(duì)稱。模腔直徑從入口到窄喉部逐漸減小而從窄喉部到出口直徑逐漸增大。襯管在進(jìn)入模之前有其最大直徑，在模內(nèi)具有其最小直徑，而在離開(kāi)模后具有居中的直徑。
可以籠統(tǒng)地描述模窄喉部為處于連接模入口圓弧和連接模出口的圓弧之間的連續(xù)弧段之中。
換言之，模窄喉部可以是由一個(gè)與模軸心線平行的、長(zhǎng)度不超過(guò)一厘米的短圓筒部段組成，該部段由模入口處的圓弧和出口處的圓弧段連接而成。
現(xiàn)將采用實(shí)施例的辦法，參照下面的附圖，描述一種給地下管道加襯的方法，這里

圖1為剖過(guò)地面的一垂直剖面，表示要加襯的管道和處于拔拉通過(guò)管道過(guò)程中的一襯管。
圖2為拉模的放大了的垂直局部剖面圖。
圖3為一改進(jìn)了的拉模的放大了的垂直局部剖面圖。
圖4為該拉模和當(dāng)襯管通過(guò)拉模時(shí)的放大了的垂直局部剖面圖。
圖5通過(guò)曲線表示當(dāng)襯管通過(guò)模時(shí)依據(jù)襯管的時(shí)間所標(biāo)繪的襯管直徑的變化。
圖6為靠近拉模的處于工作狀態(tài)的推進(jìn)裝置的透視圖。
圖7為所示拉模的垂直剖面圖，拉模由要加襯的管道的入口端與推進(jìn)裝置一起支撐著。
從現(xiàn)在開(kāi)始，襯管將被稱為“襯管”，要加襯的管道被稱為“管道”。
圖1表示地下管道，在本例中可能是如鑄鐵天然氣總管一類的管道，其兩端12、14暴露在兩開(kāi)挖處16、18。管道在20、22處繼續(xù)延伸，已被去掉了在開(kāi)挖處20、22兩處的兩段管道。最后，整個(gè)管道將被加管襯，而且把襯管連接起來(lái)形成一個(gè)連續(xù)的總管。
襯管30由聚乙烯制成，由一卷?yè)P(yáng)機(jī)32和纜繩34把它拉過(guò)拉模36和管道10。從模36出來(lái)之后，襯管30由一滾軸38導(dǎo)向，便于進(jìn)入管道10的端頭12。模36由釘入地面的構(gòu)件(圖中未示)所固定。在另一個(gè)位置的模40由與管道10的端頭12直接連接或與端頭12連接的構(gòu)件所支撐。卷?yè)P(yáng)機(jī)32也必須用釘入地面的或從管道端頭14來(lái)的構(gòu)件(圖中未示)來(lái)固定。
在如圖1所示的操作之前，用合適的通過(guò)管道的管道除垢器來(lái)清掃管道和檢查管道的內(nèi)尺寸，同時(shí)把管道內(nèi)的任何隆起物從管道內(nèi)清除掉。地面上的幾節(jié)襯管組成一根襯管，采用平頭熔接的方法端頭接端頭接合而成，去除每個(gè)接頭處內(nèi)表面熔珠或直接把襯管套接(當(dāng)尺寸大于180毫米可用此法)。把一拔拉用的錐頭套在襯管的前端。纜繩34被連到一根剛性拉桿的端頭，把剛性拉桿從端頭14推向管道另一端頭12直到纜繩端(在拉桿的牽引端)露出端頭12。脫開(kāi)纜繩34，把它送入模36與襯管上的錐頭相連。開(kāi)動(dòng)卷?yè)P(yáng)機(jī)32，在襯管小于10%的縱向延伸率，最好小于8%的縱向延伸率的情況下將襯管拉過(guò)模36。
卷?yè)P(yáng)機(jī)的操作人員使卷?yè)P(yáng)機(jī)保持或近于保持恒速運(yùn)轉(zhuǎn)。襯管30的送進(jìn)速率可為約每分鐘3米。
拔拉完成后，允許襯管恢復(fù)到至少等于管道的最小內(nèi)徑。切斷襯管，留出足夠的襯管長(zhǎng)度以供將來(lái)連接之用。在模40所處工作位置上，一般采用可分開(kāi)的模。去掉襯管30上的纜繩34，襯管在被切斷時(shí)要留出足夠的長(zhǎng)度來(lái)適應(yīng)由于襯管恢復(fù)而引起的收縮。
本發(fā)明的一個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)在于即使由于各種原因而不得不中斷拉伸時(shí)也能給整段管道10加管襯。例如卷?yè)P(yáng)機(jī)可能出毛病，需要維修。這意味著纜繩34內(nèi)的拉力沒(méi)有了。又如當(dāng)需要修理時(shí)襯管30還正處于通過(guò)管道的半路上。以后又重新施加拉力，襯管30又重新朝前推進(jìn)通過(guò)管道10。這種緊急情況所需時(shí)間長(zhǎng)短是不一定的，比方說(shuō)，對(duì)地下天然氣管加襯時(shí)，應(yīng)考慮予定30分鐘時(shí)間。
在上述拔拉中斷過(guò)程中，該襯管的直徑會(huì)增加。若襯管的直徑增加到以至于與管道內(nèi)壁相接觸的地步，在重新開(kāi)始的拔拉操作中摩擦力會(huì)是如此之高而在不出現(xiàn)塑性變形時(shí)，會(huì)阻止襯管的移動(dòng)。
圖2更詳細(xì)地表示了拉模36。它有一模中軸心線50，軸心線50經(jīng)過(guò)模的中心和垂直于模平面。模一般是鋼的，但也可以是鑄鐵或燒結(jié)的聚四氟乙烯(Polyterafluoroethylene)的，由一圓形口52形成模的入口54，模還有一窄喉部58和一模出口59。所有這些都相對(duì)于模的中心縱向軸心線50相對(duì)稱。入口54最好做成一個(gè)與軸心線成10度至15度之間的夾角，在本例中，它與軸心線50所成夾俏 2.5度，該角用66表示。模窄喉部58處于連接模入口54的圓弧和連接模出口59的圓弧之間的連續(xù)弧段中。通過(guò)圓弧62，把入口54與模36的垂直平面64連接起來(lái)。
對(duì)于本實(shí)施例，襯管30為由杜邦有限公司〔Dupont(U.K)Ltd〕提供的牌號(hào)為PE-A的聚乙烯，它是由注冊(cè)商標(biāo)為“AldyA”的杜邦有限公司生產(chǎn)的材料制成。襯管30有一標(biāo)稱為215毫米的外徑且標(biāo)準(zhǔn)尺寸比率為26。為襯管30為標(biāo)稱孔徑為8英寸(203.2毫米)的離心灰鑄鐵主干管做管襯。由于鑄鐵壁厚的變化，該孔徑可在209.8毫米至218.4毫米之間變動(dòng)。相應(yīng)地，模36在其窄喉部58處的直徑為188.7毫米。襯管從模出來(lái)時(shí)在出口處的直徑為197.5毫米。卸去荷載，在1小時(shí)后襯管直徑增加到209.4毫米，在24小時(shí)后增加到210.9毫米。無(wú)潤(rùn)滑的模的窄喉部直徑最好小于最初的襯管直徑30的8-12%以使拉力荷載保持在一半屈服荷載之內(nèi)。然而，該窄喉部還可更小，如當(dāng)用110毫米的聚乙烯襯管給4英寸砂鑄鐵主干管加襯時(shí)，可以小于18%。
管道10的內(nèi)直徑可以為4英寸(101.6毫米)到12英寸(304.8毫米)或更大。對(duì)天然氣管道，一般尺寸為6英寸(152.4毫米)，8英寸(203.2毫米)，10英寸(254毫米)和12英寸。如上所述，這種鑄鐵管的最小內(nèi)徑變化很大。為減少此問(wèn)題，方便的辦法是有一套可用的、適合于要加襯的管道尺寸和型式兩者的拉模。如在管道12上對(duì)“B”類和“C”類管道使用285毫米拉模，對(duì)“D”類管道使用278毫米拉模。這些管道為離心灰鑄鐵管道。通常“B”類管用于天然氣管道，“D”類管用于給水管。
在如圖3所示的改進(jìn)型中，模36有一個(gè)形成窄喉部58的短圓筒體部分。例如，一般該圓筒體部分為8毫米長(zhǎng)，在56處由弧段將其與模36入口54連接起來(lái)和在62處由弧段將其與模36出口59連接起來(lái)。窄喉部58的直徑為188.7毫米。
在上述多種情況下該出口59都是使當(dāng)襯管30離開(kāi)模36時(shí)，使該襯管與模相接觸的面積減小到最小。出口59有一弧形段，這就使窄喉部58成為模36與襯管30相接觸的最后一個(gè)點(diǎn)。
圖4表示當(dāng)襯管30通過(guò)拉模40時(shí)該襯管的情況。為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，假設(shè)該模40位于如圖1所示的兩個(gè)位置中的任一位置。能夠用固定件把模40相對(duì)于管道10的端頭12固定起來(lái)，這種固定件其中之一用70表示。如果該模位于如圖1所示的位置36時(shí)，圖4所示情況將仍完全相同。
如圖4中所示，襯管30與模40在其入口54處的表面72上接觸。為此，襯管壁74朝內(nèi)彎曲。繼續(xù)朝內(nèi)彎曲，壁74在區(qū)段76離開(kāi)模入口54。然后，該壁繼續(xù)彎曲，當(dāng)通過(guò)窄喉部58時(shí)襯管壁通過(guò)該模的最小直徑。然后襯管經(jīng)歷“模后膨脹”，直到在點(diǎn)80處達(dá)到最大直徑。在點(diǎn)80之后，壁74稍稍有點(diǎn)朝內(nèi)彎曲，達(dá)到在82處所示的直徑。
圖4也表示由纜繩34的拉力把襯管30拉入管道10的端頭12。
在襯管30通過(guò)模40后出現(xiàn)的直徑增大被稱作“模后膨脹”。襯管在80處的直徑與其最小直徑或在58處模窄喉部的直徑之差就是模后膨脹的確切數(shù)值。更實(shí)際的測(cè)量方法是，測(cè)量離該模40較遠(yuǎn)處的襯管直徑，如測(cè)量在82處的襯管直徑，把其在82處的直徑與其在58處的窄喉部直徑或其最小直徑的差值叫做模后膨脹值。
在選擇本發(fā)明的參數(shù)時(shí)，必須考慮該模后膨脹。因此在本發(fā)明里，加襯過(guò)程中襯管的直徑包括其模后膨脹，應(yīng)小于管道10的最小內(nèi)徑。
最好使拉力保持在襯管的屈服強(qiáng)度的一半左右，而且選定模36或40的尺寸以保證模后膨脹正好為所需的數(shù)值。最好使襯管能被拉進(jìn)這樣的管道10，該管道允許操作暫時(shí)停止，例如必要時(shí)停30分鐘，該種管道叫做帶有“間歇時(shí)間”的管道。
拉模用作以其外形和摩擦阻力來(lái)減小襯管斷面直徑的裝置。在襯管上所要做的最初是使其彎曲。襯管首先與模入口相接觸，然后襯管必須脫離模入口表面以在其通過(guò)窄喉部時(shí)能產(chǎn)生進(jìn)一步彎曲。由于受所加荷載的影響，在模的出口邊上襯管最后彎曲到其最終直徑。我們覺(jué)得襯管所受到的復(fù)雜的彎曲應(yīng)力是有助于完成本發(fā)明的主要特征。襯管在通過(guò)模的整個(gè)過(guò)程中其任一橫截面總是保持圓的，而且沒(méi)有出現(xiàn)流塑現(xiàn)象。
圖5表示在卸荷后沿著橫座標(biāo)所標(biāo)繪的時(shí)間和沿著縱坐標(biāo)所標(biāo)繪的襯管30的直徑。襯管30有一用A表示的直徑，當(dāng)襯管30通過(guò)模36或模40的入口54時(shí)，該本都跣〉街礏，此值相當(dāng)于窄喉部58的直徑大小。在離開(kāi)58后，該直徑增加到值C，此值與圖4中直徑80相對(duì)應(yīng)。圖5中沒(méi)有表示到82時(shí)直徑的略微減小。在時(shí)間為“t”時(shí)，卸掉荷載。該直徑迅速地增加到直徑D，然后增加得相當(dāng)慢了。在過(guò)了約24小時(shí)后，增加到值E。在E處的直徑相當(dāng)于管道10的最小內(nèi)直徑。
直徑82(圖4中)的大小取決于模的窄喉部直徑B和把襯管拉過(guò)模的荷載大小。如果荷載非常小，直徑82將與直徑D非常接近。
理想的情況是在低于襯管材料的屈服強(qiáng)度的一半數(shù)值的荷載作用下，在襯管與管道內(nèi)壁間產(chǎn)生一個(gè)最大的間隙。在卸掉荷載后，產(chǎn)生一受控的恢復(fù)作用，使襯管慢慢與管道內(nèi)壁相接合。
若在把襯管拉進(jìn)管道之前對(duì)襯管預(yù)先加熱，所形成的襯管會(huì)是一個(gè)尖錐形，在與卷?yè)P(yáng)機(jī)連接處的直徑為最小，在模入口端的直徑為最大。此時(shí)沿襯管的縱向應(yīng)力也是變化的。在沒(méi)有采用加熱的情況下，拉入管道內(nèi)之后所形成的襯管的直徑沿襯管長(zhǎng)度分布是非常均勻的，而且縱向應(yīng)力也是均布的。兩種方法實(shí)際性能的不同，能用在較高溫度時(shí)在荷載作用下襯管的塑性變形來(lái)給與解釋。
如果出于各種原因，如卷?yè)P(yáng)機(jī)或纜繩出了毛病，而不得不停止拔拉和卸掉荷載，則襯管的恢復(fù)力將不會(huì)大到使襯管膨脹到與管道內(nèi)壁緊密配合。在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)毛病能在30分鐘內(nèi)修理好。因此模具設(shè)計(jì)和所需荷載將能夠提供一個(gè)在襯管與管道內(nèi)壁整個(gè)內(nèi)表面接合之前30分鐘的間歇時(shí)間(Window)，這一點(diǎn)應(yīng)預(yù)先優(yōu)先考慮。
在重新開(kāi)始拔拉時(shí)，襯管前端將不會(huì)減小到原有直徑C。所得到的減小僅僅是由于該材料的泊松比的結(jié)果。這一點(diǎn)在圖5中表示了。在X和Y之間的虛線表示了這種特性。后面的虛線Y至E表示在停歇修理好后又重新拔拉時(shí)的恢復(fù)特性。顯然，X是可以重新拔拉的最新點(diǎn)。在G處表示的間隙是避免與管道內(nèi)壁之間的高摩擦的最小允許值。在重新開(kāi)始拔拉時(shí)，通過(guò)模的襯管直徑為C。在操作完成后，襯管在其整個(gè)長(zhǎng)度方向上都恢復(fù)到應(yīng)有尺寸，即與管道內(nèi)壁直徑相同。
通常不預(yù)先加熱就把襯管穿過(guò)拉模。當(dāng)天氣冷時(shí)，可能需要預(yù)先給襯管加溫，使其溫度上升到如30℃。在這種情況下，要用加熱器設(shè)備，如象我們的英國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2186340A所表示的一樣。
當(dāng)管道如上所述被加管襯時(shí)，此種方法能保留管道的90%以上的送氣能力。例如，用SDR＝26的襯管給天然氣管道加襯，實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)于最大為315毫米的管道，該管道達(dá)到了其送氣能力的93.5%。
用一臺(tái)最好位于模后的推進(jìn)裝置時(shí)，能減少整個(gè)牽引力，特別是在襯管直徑為268毫米或315毫米和更大時(shí)。圖6表示了這種裝置的一個(gè)例子。它由固定到模或模支撐架上的支撐架100組成。支撐架100支撐一個(gè)在滾軸104上移動(dòng)的滑動(dòng)架102，由液壓油缸106使滑動(dòng)架前后移動(dòng)。滑動(dòng)架102支撐一塊固定的下夾板108和兩塊可動(dòng)夾板110。夾板110由裝在樞軸114上的臂112支承，可被液壓油缸116移動(dòng)。
滑動(dòng)架102處于與其它部件有關(guān)的這樣的位置，在使用中，使夾板108、110從襯管30上脫開(kāi)，然后油缸106回程并把夾板108、110合上;油缸106再一次伸長(zhǎng)，朝著所示的箭頭方向把襯管30推向管道10。
推進(jìn)裝置的另一個(gè)位置在如圖7所示的模36或模40的出口方向上。在圖7中模位于位置40。由撐桿150把模支撐在現(xiàn)有鑄鐵管或其它管道的端頭上。推進(jìn)液壓缸用152表示?？劬o夾板用154表示。為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，沒(méi)有畫(huà)出操縱該夾板的液壓油缸。模40被分為，例如二半，當(dāng)完成把襯管30拉過(guò)管道10時(shí)，能把模從襯管30處移開(kāi)。
不管是否使用推進(jìn)裝置，可使用改進(jìn)的潤(rùn)滑劑來(lái)減小在襯管和管道之間的摩擦。該潤(rùn)滑劑可是水或水基潤(rùn)滑劑。
在拉模處使用潤(rùn)滑劑來(lái)減小摩擦可能是更可取的。潤(rùn)滑劑可是水或水基潤(rùn)滑劑。另外，可用如CASTROLD416(CASTROL是注冊(cè)商標(biāo))或一乙烯甘醇(monoethyleneglycol)一類非水潤(rùn)滑劑。把潤(rùn)滑劑用到與襯管30相接觸的模的內(nèi)表面。另外，也可用在襯管30的表面。
例如，該潤(rùn)滑劑可從包圍襯管30的環(huán)狀孔隙中注入。例如可用液體潤(rùn)滑劑的噴嘴頭或噴嘴口射到襯管上。另外，該環(huán)可有一謨氤墓芟嗄齪系耐顧⒒蠆磷印 考慮到由于將襯管拉過(guò)模子而引起的荷載，當(dāng)襯管進(jìn)入管道時(shí)潤(rùn)滑襯管而不把潤(rùn)滑劑加在模入口上可能更好。
可機(jī)加加工模的內(nèi)表面使其至少低于N7或N6的拋光度。最好拋光度為N5或N4或更低。
下面提供了用聚乙烯襯管給天然氣管道加襯的三個(gè)實(shí)例。該襯管的等級(jí)為X，在各種情況下被一般地稱作PE-X。該樹(shù)脂襯管的第三個(gè)生產(chǎn)廠為斯圖爾特和萊納特塑料廠(Stewarts&LloydsPlastics)，是維多里克塑料廠(VictaulicPLC)的分廠。在前兩個(gè)例子里，在30分鐘后所預(yù)期的管道孔徑比襯管直徑要小。因此，對(duì)各種維修來(lái)說(shuō)，包括在拔拉和卸掉荷載中的停歇，只要少于30分鐘都可以。當(dāng)然，在使用中預(yù)先適當(dāng)考慮該預(yù)期的孔徑，要使用適宜的較大鑄模。在實(shí)際中，目前，在加襯開(kāi)始前，已經(jīng)做了一系列的有適當(dāng)生鐵規(guī)格的模，能預(yù)先考慮正確的預(yù)期孔徑，選擇一個(gè)能提供如前所述的30分鐘“停歇”(Window)的模。在第三個(gè)實(shí)施例中，該管道為10英寸。發(fā)現(xiàn)在30分鐘后，該襯管(262毫米)該襯管直徑小于所預(yù)期的該管道孔徑(266毫米)。30分鐘停歇(Window)已被證明是可行的方案了。
提供這些例子的目的是表明本發(fā)明提供了襯管對(duì)管道內(nèi)壁的控制下的恢復(fù)作用。沒(méi)有需要采用加熱或加壓來(lái)達(dá)到使襯管緊貼管道內(nèi)壁。注意，預(yù)先能知道所預(yù)期的正確的孔徑和所選擇的能提供30分鐘停歇期以停止拉管進(jìn)行修理的模。
襯管的原始直徑110mm110mm268mm模的直徑95mm90mm242mm管道直徑預(yù)期的孔徑107mm102mm266mm襯管材料PE-XPE-XPE-X襯管生產(chǎn)廠家UPONORWAVINStewarts&
Lloyds襯管的SDR261726拉力1.0噸1.4噸3.75噸拔拉速度2米/分2米/分3米/分襯管直徑包括模后膨脹平均直徑98mm94mm252mm松開(kāi)荷載后102mm100mm258mm30分鐘后107mm103mm262mm1小時(shí)后107mm103mm263mm24小時(shí)后109mm105mm與管道緊貼
權(quán)利要求
1.一種給地下管道加聚合物襯管的方法，其特征是由下述步驟組成在不產(chǎn)生塑性變形的情況下把一節(jié)襯管拉過(guò)一拉模并以其縱向延長(zhǎng)來(lái)減少其直徑；再把它拉過(guò)要加襯的管道，以卸掉拉荷載讓該襯管恢復(fù)到至少等于要加襯的管道的最小內(nèi)徑；該拉模有一中心縱向軸心線，此模由一入口、一窄喉部和一出口組成，它們都與所述軸心線相對(duì)稱。模腔從入口到窄喉部直徑逐漸減小而從窄喉部到出口直徑逐漸增大。襯管在進(jìn)入拉模前具有其最大直徑，在模內(nèi)時(shí)具有其最小直徑，而在經(jīng)過(guò)模后具有一個(gè)居中的直徑；所用拉力的大小應(yīng)能在襯管從模窄喉部出來(lái)后部分約束襯管的模后膨脹；在其最初與模入口相接觸之前襯管向里彎曲，然后在它連續(xù)不斷地彎曲通過(guò)與模窄喉部相對(duì)應(yīng)的襯管最小直徑之前，離開(kāi)入口；隨后再發(fā)生模后膨脹，產(chǎn)生所述居中直徑，以此直徑裝進(jìn)管道內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是模窄喉部處于連接模入口的圓弧和連接模出口的圓弧之間的連續(xù)弧段中。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述模窄喉部由一個(gè)長(zhǎng)度不超過(guò)1厘米的短圓筒體部段所組成，該部段由模入口處的圓弧和出口處的圓弧段連接而成。
4.如前任一權(quán)利要求所述的方法，其特征是模入口與模軸心線的夾角為12.5度。
5.如前任一權(quán)利要求所述的方法，其特征是沒(méi)有對(duì)襯管加熱，除非可能由襯管與模之間摩擦而引起的熱量。
6.如前任一權(quán)利要求所述的方法，其特征是由扣住襯管的推進(jìn)裝置把襯管推進(jìn)管道內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征是由位于模后的推進(jìn)裝置將襯管推進(jìn)管道內(nèi)。
8.用聚合物襯管給管道加襯的設(shè)備，其特征是由一個(gè)拉模、在管道前面用來(lái)固定拉模的裝置、拉伸裝置、和在管道后面用來(lái)固定拉伸裝置的裝置構(gòu)成該設(shè)備。拉模有一中心縱向軸心線，拉模由一入口、一窄喉部和一出口組成，它們與所述軸心線相對(duì)稱，模腔直徑從入口到窄喉部逐漸減小而從窄喉部到出口逐漸增大，襯管在進(jìn)入模之前有其最大直徑，在模內(nèi)有其最小直徑，而后離開(kāi)模后具有居中的直徑。
9.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征是模窄喉部處于連接模入口的圓弧和連接模出口的圓弧之間的連續(xù)弧段中。
10.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征是模窄喉部由一個(gè)長(zhǎng)度不超過(guò)1厘米的短圓筒體部段所組成，該部段由模入口處的圓弧和出口處的圓弧段連接而成。
11.如權(quán)利要求8至10中任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征是模入口與模軸心線成一個(gè)12.5度的夾角。
12.如權(quán)利要求8至11中任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征是該設(shè)備配置了推進(jìn)裝置，用以把襯管推進(jìn)管道。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征是該推進(jìn)裝置由多塊夾板組成，平行于模軸心線的驅(qū)動(dòng)裝置使上述夾板往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而另外一個(gè)可運(yùn)轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置能使夾板扣緊和松開(kāi)襯管。
14.如權(quán)利要求8至13中任一權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征是由管道的入口端支撐住模。
15.如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征是該設(shè)備配置了推進(jìn)裝置，該推進(jìn)裝置配備了多塊在模和管道入口端之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)的夾板。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述特征基本如附圖1、2和4所述。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述特征基本上如前面按照附圖1、2和4所述的方法，但又做了如附圖3的改進(jìn)。
18.如權(quán)利要求16或17所述的方法，其特征是所述特征基本上如附圖6所述。
19.如權(quán)利要求16或17所述的方法，其特征是所述特征基本上如附圖7所述。
20.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征是所述特征基本上如附圖1、2和4所述。
21.如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其特征是所述特征基本上如附圖1、2和4所述，但又做了如附圖3的改進(jìn)。
22.如權(quán)利要求20或21所述的設(shè)備，其特征是所述特征基本上如圖6所述。
23.如權(quán)利要求20或21所述的設(shè)備，其特征是所述特征基本上如圖7所述。
全文摘要
給地下管道加聚合物管襯的方法和設(shè)備。把一切SDR為33或更小的聚乙烯襯管30拉過(guò)模子36和管道10，允許襯管恢復(fù)到與管道內(nèi)壁相接合。所用拉力等于襯管的屈服強(qiáng)度的一半或更小。該模有一入口、一窄喉部和一出口，模腔直徑從入口到窄喉部漸小而從窄喉部到出口漸大。襯管在進(jìn)入模前直徑最大、在模內(nèi)最小，在離開(kāi)后為居中。襯管通過(guò)窄喉部之后經(jīng)歷模后膨脹產(chǎn)生所述居中直徑。模的窄喉部為連續(xù)弧段中連接入口的圓弧與連接出口的圓弧之間的連接部段。
文檔編號(hào)F16K1/36GK1037955SQ8810299
公開(kāi)日1989年12月13日 申請(qǐng)日期1988年5月24日 優(yōu)先權(quán)日1988年5月24日
發(fā)明者布德恩·愛(ài)德華·麥圭爾 申請(qǐng)人:英國(guó)氣體公司