一種油田集輸用鋼塑復(fù)合管道制造與安裝的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及集輸管道的制造與安裝方法,是一種鋼塑復(fù)合管道的制造與安裝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]采用塑料內(nèi)襯的鋼塑復(fù)合管道具有高耐蝕和高承載以及流體阻力小、安全衛(wèi)生、使用壽命長等優(yōu)勢,已在油氣田等各集輸領(lǐng)域獲得較大應(yīng)用。鋼塑復(fù)合管道應(yīng)用的重要關(guān)鍵技術(shù)是如何發(fā)揮鋼塑結(jié)合的性能,既要保證足夠的強(qiáng)度,又要保證可靠地耐蝕性,特別是輸送高溫高壓力流體介質(zhì)的鋼塑復(fù)合管道,其內(nèi)襯塑料與鋼管的牢固結(jié)合和管口的密封技術(shù)尤為關(guān)鍵,許多文獻(xiàn)提出了有關(guān)制造及安裝鋼塑復(fù)合管的技術(shù)如:CN1169666C專利提出將涂膠聚乙烯塑料管材穿插進(jìn)鍍鋅鋼管后再加熱加壓使其粘合的制造鋼塑復(fù)合管的方法;CN1319732C專利公開了將超高分子量聚乙烯管材通過縮徑導(dǎo)入鋼管中后經(jīng)回復(fù)與鋼管緊密復(fù)合的復(fù)合管加工工藝;CN1963278專利申請?zhí)岢鰧⒁r于鋼管內(nèi)的超高分子量聚乙烯管兩端熱翻并與鋼管管口法蘭形成整體結(jié)構(gòu);CN1064439專利申請?zhí)岢鲈趶?fù)合管兩端的塑料法蘭及鋼管法蘭間加膠固緊固化。上述鋼塑復(fù)合管管道的連接方法多為法蘭連接或法蘭添加粘合劑連接,而這種密封結(jié)合是鋼塑復(fù)合管管道的薄弱部位,使鋼塑復(fù)合管的強(qiáng)度作用和防腐作用大大減弱,尤其是在通入高溫高壓力流體條件下容易在鋼塑復(fù)合管間的管口密封連接處發(fā)生流體泄露。
[0003]為此本發(fā)明提供一種鋼塑復(fù)合管道制造與安裝的方法,可避免鋼塑復(fù)合管間連接處發(fā)生流體泄露,內(nèi)襯的塑料管與鋼管結(jié)合牢固,可充分發(fā)揮鋼塑復(fù)合管在集輸流體中的強(qiáng)度作用、耐蝕作用和無泄漏密封作用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明提供的一種鋼塑復(fù)合管道制造與安裝的方法特征是先制備鋼塑復(fù)合管,然后在管道安裝中先將鋼塑復(fù)合管的塑料管熔焊連接后再連接鋼管,其具體步驟為:
O制備鋼塑復(fù)合管:將外徑等于或略大于鋼管內(nèi)徑的塑料管穿入鋼管,并在管口保留足夠的用于熔焊的塑料管頭;
2)把制備的鋼塑復(fù)合管運(yùn)至管道鋪設(shè)安裝現(xiàn)場,清理和切割塑料管頭端面,將兩鋼塑復(fù)合管的管口相對,調(diào)整其管口間距并使其同軸對接,然后用熱熔器熱熔兩對接的塑料管頭后快速軸向移動鋼塑復(fù)合管使兩熱熔的塑料管頭接觸擠壓粘合至兩鋼管端面間靠緊或留有含有熱熔塑料的間隙后靜置,待熱熔塑料完全凝固并降溫后即完成鋼塑復(fù)合管之間塑料管頭的恪焊;
3)在完成塑料管頭熔焊的兩鋼塑復(fù)合管之間,用機(jī)械方法或是用焊接方法將兩鋼管管口連接。
[0005]所述的鋼塑復(fù)合管包括鋼塑復(fù)合管件,鋼塑復(fù)合管件包括鋼塑復(fù)合三通、鋼塑復(fù)合彎頭等。
[0006]所述的鋼管可為無縫鋼管或?yàn)楹附愉摴?,其管口可以加工成垂直于鋼管軸向的端面,也可以預(yù)制有法蘭,還可以預(yù)制有焊接連接用套環(huán)。
[0007]所述的外徑等于或略大于鋼管內(nèi)徑的塑料管的外徑比鋼管內(nèi)徑大O?5%。
[0008]所述的將外徑等于或略大于鋼管內(nèi)徑的塑料管穿入鋼管是將塑料管在10?60°C溫度下進(jìn)行縮徑變形,使其外徑比鋼管內(nèi)徑小0.5?10%,然后將縮徑變形的塑料管穿入鋼管后靜置5?48小時。
[0009]所述的把經(jīng)冷縮徑變形的塑料管穿入鋼管后靜置是指在常溫下靜置。
[0010]所述的把經(jīng)冷縮徑變形的塑料管穿入鋼管后靜置是指在加熱中靜置,其加熱溫度為20?100°C。由此可提高縮徑變形塑料管的恢復(fù)速度尤其是可提高在冬季的加工效率。
[0011]所述的塑料管穿入鋼管是將溫度< 30°C的塑料管快速穿入80?150°C的鋼管中,隨后對鋼管進(jìn)行冷卻。
[0012]所述的塑料管穿入鋼管是把常溫下外徑比鋼管內(nèi)徑大O?2%的的塑料管降溫至-20?-30°C,然后快速穿入80?100°C的鋼管中,隨后對鋼管進(jìn)行冷卻。
[0013]所述的對鋼管進(jìn)行冷卻是指對鋼管進(jìn)行自然冷卻或是對鋼管進(jìn)行快速冷卻,其快速冷卻方式為風(fēng)冷或是水冷。
[0014]所述的塑料管頭是指從鋼塑復(fù)合管的鋼管管口露出的塑料管頭,其露出長度可根據(jù)塑料管直徑和壁厚設(shè)定為5?50mm。
[0015]所述的切割塑料管頭端面是將塑料管頭的端面加工為垂直于鋼塑復(fù)合管軸向的平面。
[0016]所述的切割塑料管頭端面是將塑料管頭端面加工為內(nèi)圓線和外圓線低而中部高的凸起面或是將塑料管頭端面加工為端面內(nèi)圓線高而外圓線低的楔形管口端面。由此可有效減少熱熔塑料管頭在粘合中夾入的氣泡。
[0017]所述的用熱熔器熱熔兩對接的塑料管頭是用盤形熱熔器來熱熔塑料管頭的端面。
[0018]所述的用熱熔器熱熔塑料管頭是用外徑稍小于塑料管內(nèi)徑的內(nèi)置圓形熱熔器來加熱兩對接的塑料管頭的內(nèi)圓表面使其熱熔,再把兩對接的熱熔塑料管頭接觸擠壓粘合后,再將內(nèi)置圓形熱熔器移出。內(nèi)置圓形熱熔器的形狀可為環(huán)狀也可為圓棒狀,由此可使熔焊接頭的內(nèi)圓表面平整無凸臺,從而可進(jìn)一步降低流體的流動阻力。
[0019]所述的用熱熔器熱熔兩對接的塑料管頭是先采用盤形熱熔器熱熔塑料管頭端面,再在兩對接的熱熔塑料管頭接觸擠壓粘合前將內(nèi)置圓形熱熔器移至熱熔塑料管頭處進(jìn)行補(bǔ)充加熱或保溫。由此也可使熔焊接頭內(nèi)圓表面達(dá)到平整無凸臺的效果。
[0020]所述的用機(jī)械方法將其兩鋼管管口連接是通過管口預(yù)制法蘭進(jìn)行連接或者采用套入管箍連接或者采用卡箍連接。
[0021]所述的套入管箍連接可采用是采用內(nèi)徑大于鋼管外徑的鋼制管箍套在兩鋼管管口處,再用高分子粘合劑充填連接。該連接方法根據(jù)輸送高壓力流體的管道主要承受較大的徑向載荷和較小的軸向載荷得出,即套在鋼管上的管箍只需承受來自管接頭處外露的已粘合的塑料管頭傳遞的徑向壓力,而管道可能出現(xiàn)的軸向移動可由埋入的泥石土固定,管與管件的連接處可用法蘭連接或打粧固定。
[0022]所述的用焊接方法將兩鋼管管口連接是將預(yù)制在兩鋼管管口上的套環(huán)進(jìn)行焊接連接,并在兩套環(huán)之間充填高分子粘合劑。用該方法可以減少焊接熱傳遞給塑料管,避免塑料管受熱損傷。
[0023]所述的塑料管的材料為聚乙烯(PE),包括高密聚乙烯(HDPE)、低密聚乙烯(LDPE)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)或是它們的共混物。
[0024]本發(fā)明所述的鋼塑復(fù)合管道適用的流體輸送為氣體或液體或含有固體顆粒的液體或是它們的混合體的流體輸送。
[0025]本發(fā)明未涉及鋼塑復(fù)合管外表面防腐技術(shù)措施,在鋼塑復(fù)合管道安裝施工中可按用戶要求采用公知技術(shù)的外表面防腐技術(shù)措施。
[0026]本發(fā)明的積極效果是:
O安裝的鋼塑復(fù)合管道可以做到管道全程無縫隙、無薄弱部位,內(nèi)襯的塑料管與鋼管結(jié)合牢固,可為高溫、高壓力、高腐蝕性流體提供更加安全可靠的遠(yuǎn)程輸送;
2)可減少鋼塑復(fù)合管道的集輸維護(hù),提高集輸效率,明顯提高其管道的使用壽命;
3)制造難度低,管道安裝方便。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明制備的鋼塑復(fù)合管示意圖。
[0028]圖2為本發(fā)明制備的鋼塑復(fù)合三通示意圖。
[0029]圖3為本發(fā)明制備的鋼塑復(fù)合彎頭示意圖。
[0030]圖4為本發(fā)明的塑料管頭對接示意圖。
[0031]圖5為本發(fā)明用內(nèi)置圓形熱熔器熔焊塑料管頭示意圖。
[0032]圖6為本發(fā)明鋼管管口套入管箍連接示意圖。
[0033]圖7為本發(fā)明鋼管管口法蘭連接示意圖。
[0034]圖8為本發(fā)明鋼管管口焊接連接示意圖。
[0035]圖9為本發(fā)明鋼管管口采用卡箍連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述,其中所述構(gòu)件名稱可能與其通用名詞不符,僅作為對本發(fā)明實(shí)施描述之用;另外,所描述的實(shí)施例不對本發(fā)明做任何形式的限定。
[0037]實(shí)施例
選用材料:⑴選取外徑Φ 114mm、內(nèi)徑Φ97ι?πι (壁厚8.5mm)、長度9500mm的無縫鋼管及相同內(nèi)徑的三通、彎頭等管件,包括在管口預(yù)制有法蘭和焊接連接用套環(huán)的無縫鋼管,三通、彎頭的管口預(yù)制有法蘭或焊接連接用套環(huán);⑵塑料管選用外徑Φ102的高密聚乙烯(HDPE),約比鋼管內(nèi)徑大5%,壁厚9mm ;⑶鋼制管箍選取外徑Φ 133mm、內(nèi)徑Φ 121mm (壁厚6mm)、長度320mm的無縫鋼管環(huán)氧樹脂粘合劑等。
[0038]步驟
I)鋼塑復(fù)合管制備:參照圖1將截為9560mm長的高密聚乙烯管1,加溫至45°C保溫10分鐘后用縮徑機(jī)縮徑至外徑95mm(縮徑約7%),再快速穿入鋼管2中,并從鋼管2的管口 21露出長度約30mm的塑料管頭11,然后在常溫(約20 V )下靜置約48小時后即完成鋼塑復(fù)合管制備,其中:
參照圖l_a將鋼塑復(fù)合管的鋼管管口 21的端面22加工成垂直于鋼管軸向的端面; 參照圖l_b可在鋼塑復(fù)合管的鋼管管口 21上預(yù)制有法蘭23 ;
參照圖Ι-c可在鋼塑復(fù)合管的鋼管管口 21上預(yù)制有套環(huán)24,在套環(huán)24的外圓處可加工焊接坡口 25。
[0039]2)鋼塑復(fù)合管件制備:鋼塑復(fù)合管件用高密聚乙烯管和縮徑尺寸及加工工序與上述相同,其中:
參照圖2制備鋼塑復(fù)合三通,可在鋼制三通4的管口 41上焊接法蘭42或焊接用于焊接連