[发明专利]一种考虑电阻丝布线区域长度的聚乙烯电熔管件

摘要

本发明涉及聚乙烯管电熔管件，旨在提供一种考虑电阻丝布线区域长度的聚乙烯电熔管件。该聚乙烯电熔管件包括圆筒状管体，在管体内壁上嵌入电阻丝，并以接线柱连接电阻丝两端；以电阻丝呈连续螺旋状布线的区域为电熔焊接过程中的加热区，未设电阻丝或电阻丝仅起连通作用的部分为非加热区；以加热区沿管体轴线方向的尺寸作为电阻丝布线区域长度。本发明考虑电熔管件与管材焊接界面上应力分布不均匀的现象，以焊接界面实际最大Mises应力为约束条件设计电阻丝布线区域长度，根据实际工况计算不同管道工作压力下满足强度要求的电熔管件最小电阻丝布线区域长度。能够降低电熔管件长度，节约电熔管件的制造成本，并有效保证电熔接头的强度。

主权项

1.一种考虑电阻丝布线区域长度的聚乙烯电熔管件，包括圆筒状管体，在管体内壁上嵌入电阻丝；在管体两端的外表面各设一个接线柱，分别连接至电阻丝两端；以电阻丝呈连续螺旋状布线的区域为电熔焊接过程中的加热区，未设电阻丝或电阻丝仅起连通作用的部分为非加热区；其特征在于，以加热区沿管体轴线方向的尺寸作为电阻丝布线区域长度l，其数值由以下步骤获得：(1)根据下式计算套接于电熔管件内管材的最大工作压力MOP，单位MPa：其中，MRS为管材的最小要求强度，根据GB/T 18075‑2001得到；C为设计系数，按照设计标准取值；SDR为标准尺寸比，即管材外径与壁厚之比，通过管材型号获得；(2)根据下式计算焊接后电熔接头受到的轴向力F，单位N：其中，D_i为管材内径，单位mm，通过管材型号获得；(3)根据下式计算焊接界面上的平均切应力τ_m，单位MPa：其中，D_o为管材外径，单位mm，通过管材型号获得；l为电阻丝布线区域长度，单位mm；(4)根据下式计算焊接界面上的最大Mises应力(σ_Mises)_max，单位MPa：(σ_Mises)_max＝M_k×τ_m                (4)其中，M_k为端部应力集中系数，即电熔管件与管材焊接界面上的Mises应力最大值(σ_Mises)_max与平均切应力τ_m之比；(5)根据下式计算电熔接头的许用应力[σ]：其中，C为设计系数，按照等强度设计，电熔接头设计系数与管材的设计系数相等；C_σ为管材环向应力与管材内壁Mises应力之间的转换系数，表示管材内壁处Mises应力与环向应力之比；(6)根据下式计算电熔接头在强度要求下的极限载荷状态为：(σ_Mises)_max＝[σ]                  (6)即：τ_m·M_k(l)＝[σ]                  (7)将公式(7)化简为一个一元分式方程，求解得到满足电熔接头强度要求的最小电阻丝布线区域长度l的数值。