[发明专利]一种双向增强电熔管件及其安装方法

说明书

一种双向增强电熔管件及其安装方法，包括：管件本体，所述管件本体的沿轴向方向上形成管件中部和位于两侧的两个管件承压部，所述管件中部具有不小于所述管件承压部的壁厚，所述管件承压部沿径向方向上靠近所述管件中部的一侧具有大于所述管件本体两端部的厚度；所述管件本体还包括双向增强件，所述双向增强件具有压紧部与夹紧装置，所述压紧部具有与所述管件承压部外表面相适配的内表面；所述夹紧装置用于在夹紧时，使得所述双向增强件对所述管件本体在轴向和径向两个方向上施加压力。本发明通过双向增强电熔管件的设计，实现了电熔接头的环向和径向的双向增强，可以起到防止端部鼓胀失效，有效地提升了电熔接头的可靠性。

技术领域

本发明涉及热塑性塑料电熔管件领域，具体涉及一种双向增强电熔管件及其安装方法。

背景技术

在塑料管道的连接技术中，电熔焊接具备设备投资相对较低、维修费用相对较低、操作方便、焊口可靠性高等优点，是目前较为常用的管道连接技术。电熔管件焊接的工作原理是将电熔焊机与电熔关键的接线柱相连，利用电熔管件内的电阻丝通电时产生的热量及膨胀力将管材的外壁面与电熔管件熔融连接在一起。随着塑料及其复合管道不断朝着高压方向发展，管道的整体的承压能力亟需提高。据美国PPDCC(Plastic Pipe DatabaseCommittee)对管道系统失效原因的分析，约53%的管道失效发生在管件处。

经发明人团队研究发现，聚乙烯电熔接头服役过程中主要承受内压、轴向力，在该工况下，根据位置接头失效模式可以分为一下三类：电熔套筒失效、熔接区失效以及端部管材失效。进一步细分的话，电熔套筒失效可以分为沿电熔套筒壁贯穿裂纹失效和电熔套筒强度失效；其中沿电熔套筒壁贯穿裂纹失效的主要由聚乙烯材料的慢速裂纹扩展引起的，裂纹扩展的角度与轴向夹角集中在70~75°。熔接区失效可以分为拔脱失效和泄漏失效；其中拔脱失效是指管材从电熔套筒中沿轴向拔脱出来而引起的失效，泄漏失效多是由于焊接时存在冷焊、夹氧化皮等缺陷所致。端部管材失效可以分为接头端部鼓胀失效和管材强度失效；其中接头端部鼓胀失效是针对于RTP管电熔接头，经过长时间承载后，管材在接头附近出现鼓胀变形、破裂的失效形式。

目前，为了提高电熔管件的结构强度，主要采用以下两种方式：在电熔管件内置钢材增强层和在电熔管件中设置纤维增强层，但是均存在一些难以克服的缺点。如中国专利申请“一种钢丝焊接增强型电熔管件”（CN 215258475U）中增强材料金属钢是极性材料，而基体材料聚乙烯和聚丙烯等塑料基体大多是非极性材料，虽然通过钢丝替代钢板增强，一定程度上提高了增强材料和基体材料的粘结效果，但是依旧容易产生界面失效，导致两种材料无法协同承载，降低了内置钢材的电熔管件的增强效果，同时该电熔管件加工工艺复杂，制造成本较高，难以推广应用。再如中国专利申请“一种纤维增强型电熔管件”（CN202302521U）中电熔管件外壁缠绕增强纤维，可以提高管件的承压能力，同时操作简单、生产成本较低，但是难以达到高压管件的输送要求；以及中国专利申请“一种中高压内衬纤维浸制PE复合增强电熔管件”（CN 203671067U）中电熔管件嵌入纤维增强层，既增加整体性也增加了管件的承压能力提高了中高压管材的可靠性，但是仍存在制造工艺复杂、成本过高等问题。除此之外，如中国专利申请“一种纤维增强电熔法兰接头”（CN 214466942U）在一定程度上解决了上述的难题，但是在该纤维增强电熔法兰接头无法防止整体熔焊区的环向膨胀。

因此，需要设计一种双向增强电熔管件，实现电熔接头的环向和径向的双向增强，防止端部鼓胀失效，有效地提升电熔接头的可靠性。

发明内容

本发明需要解决的问题是，为了克服现有技术中的不足，针对热塑性塑料电熔管件领域，提供一种新型双向增强电熔管件及其安装方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的解决方案为：

本发明提供一种双向增强电熔管件，其特征在于，包括：管件本体和双向增强件；