本发明涉及复合管连接,尤其涉及一种钢丝网复合管高压连接结构及方法。
背景技术:
1、钢丝网骨架塑料复合管是在聚乙烯实壁管基础上延伸出的产品,钢丝以一定的角度左右螺旋缠绕形成网状的增强层,可应用于环境恶劣的中高压流体输送领域。钢丝网骨架塑料复合管材从结构上分为外塑料层、内塑料层、钢丝复合层及封口环(管端密封件);当管材生产下线之后,需对管材两端面打磨平齐并热熔焊接封口环,以实现对管材端部钢丝复合层的防护,否则钢丝复合层与水等流体介质长期接触过程中,会造成钢丝复合层中的粘结树脂对钢丝、内塑料层、外塑料层粘接功能失效,影响管道的长期安全运行。但钢丝管管端封口过程中会存在较多人为操作等不可控因素,批量焊接过程中会存在钢丝管端面与封口环粘接强度稳定性及质量异常发生的概率,这种封口强度缺陷在低压流体输送过程中对复合管性能影响较小,但是在高压流体运行工况下,会加剧封口缺陷位置的破坏,进一步影响管道长期安全运行。
2、现有管道连接技术主要包括电熔连接和金属扣压连接;电熔连接是通过电加热,热量传到实现塑料与塑料之间的粘接,但这种连接强度无法承受较高压力,普遍在2.5mpa及以下压力,并且受限于人员焊接技术与焊接设备稳定性制约,可能会导致焊接处渗漏、虚焊、假焊等缺陷,进而引发管道失效。现有金属扣压连接大都在管道外层套合金属结构件并通过锁紧挤压设备将金属扣压连接件外径缩小,形成与管道外圆面紧密挤压配合;但是此种连接结构下管端封口环(管端密封件)直接与流体介质直接接触,一旦封口环与复合管端面焊接出现开裂、粘接不牢等缺陷时,就无法对管端复合层形成有效防护,介质进入钢丝复合层突破管道内/外塑料层形成泄漏。
3、例如:cn117146072a公开了一种复合管道用高压连接结构及方法,包括内衬套、套管和卡箍,通过内衬套的第一固定部与复合管端部内圆面焊接,复合管外圆面通过与倒刺结构机械锁紧套管;该方案通过铁皮内圆面与塑料内衬件之间的o型密封圈隔绝水等介质,一旦密封圈压缩量不均或者密封圈破坏,介质还是会与封口环、钢丝复合层直接接触,亦无法彻底规避风险。
4、cn113983252a公开了一种钢丝网增强复合管用高压连接结构及其制造方法,通过在钢丝层设置法兰,并通过哈夫节对法兰进行锁紧;其中凹面法兰/凸面法兰需与钢丝复合管中的钢丝层外漏段连接,这对于钢丝复合管这类产品来说,等同于将钢丝层直接暴漏于水等流体介质中,一旦钢丝复合管内层塑料在高压运行中出现蠕变,易出现密封垫圈密封失效,造成管道泄露。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种钢丝网复合管高压连接结构及方法,能够提高连接强度和连接密封性,使结构更加安装可靠。
2、为了实现上述目的,本发明是通过如下的技术方案来实现:
3、第一方面,本发明的实施例提供了一种钢丝网复合管高压连接结构,包括复合管、套管和内衬法兰结构件,所述套管一端具有限位台,套管内壁设有第一环向倒齿;所述套管套设于复合管外侧且限位台内表面与复合管端面抵接;
4、所述内衬法兰结构件由连接为一体的内衬与法兰盘构成,所述内衬插入复合管内圆面,法兰盘与限位台外表面抵接;
5、每两个内衬法兰结构件对接并通过连接组件固定,且两者之间设有密封垫圈。
6、作为进一步的实现方式,所述法兰盘内侧设有环形凹面,所述内衬与环形凹面配合;
7、所述内衬外周设有第二环向倒齿。
8、作为进一步的实现方式,所述法兰盘朝向内衬的一侧表面设有同轴指示槽,另一侧表面设有防水凹槽。
9、作为进一步的实现方式,所述内衬与复合管内圆面之间设有若干遇水膨胀密封圈。
10、作为进一步的实现方式,所述内衬外表面设有弧形凹槽,所述弧形凹槽设于第二环向倒齿两端。
11、作为进一步的实现方式,所述密封垫圈包括环形的垫圈主体,所述垫圈主体环向均匀布置多个抓耳。
12、作为进一步的实现方式,所述垫圈主体表面设有防水凸起。
13、作为进一步的实现方式,所述复合管包括从外向内依次设置的外层、复合层和内层,所述外层、复合层和内层的端部连接封口环。
14、第二方面,本发明的实施例还提供了一种钢丝网复合管高压连接方法,采用所述的钢丝网复合管高压连接结构,包括:
15、将套管套装于复合管端部外圆面,使限位台与复合管端面接触;
16、将待连接的复合管保持同轴,然后将内衬法兰结构件套装在两根复合管管端的内层,直至法兰盘端面与限位台接触;
17、旋转法兰盘,将同轴指示槽对齐复合管外壁的色线;
18、将已装配套管和内衬法兰结构件的复合管放置在锁紧设备中,通过锁紧设备的径向作用力使套管、复合管、内衬法兰结构件过盈配合,并使套管内的第一环向倒齿嵌入复合管外层、内衬外圆的第二环向倒齿嵌入复合管内层;
19、将密封垫圈放置在待连接复合管管端之间,拧紧内衬法兰结构件上的连接组件。
20、作为进一步的实现方式,将内衬插入法兰盘的环形凹面中,对配合位置的接缝处进行金属熔接焊形成内衬法兰结构件;将遇水膨胀密封圈套装在内衬的弧形凹槽中。
21、本发明的有益效果如下:
22、(1)本发明的内衬法兰结构件由内衬和法兰盘连接为一体,内衬插入复合管内,法兰盘与套管端部的限位台抵接,并且在套管内壁设有第一环向倒齿,同时在内衬外壁设置第二环向倒齿,能够保证内衬法兰结构件与复合管内圆面、套管与复合管外圆面的紧密配合,连接强度高;再加之遇水膨胀密封圈、密封垫圈,保证整个连接结构的密封性,规避复合层在封口环位置发生开裂异常时对管体失效、泄露的风险,使结构更加安装可靠。
23、(2)本发明内衬与复合管内壁之间的设置多道遇水膨胀胶圈,其装配过程中的压缩量及遇水膨胀可有效阻隔介质在高压力输送过程中,由内衬与复合管之间的缝隙直接与复合管端面封口处接触的可能性,可显著提升对复合管复合层的防护能力;同时内衬设置弧形凹槽,基本贴合o型遇水膨胀胶圈的弧度,使内衬插入复合管内壁安装时不会脱出,降低了安装难度,并且在扣紧时向四周均匀压缩,提升密封性能。
24、(3)本发明的套管端面设置限位台,能够保持套管端面、复合管端面位置的一致性,提高了安装的便利性;通过法兰盘设置的同轴指示槽与复合管外壁的色线对齐,可以保证复合管两端法兰盘上螺栓孔的同轴度,提高了施工现场的复合管道安装的便利性与施工效率。
25、(4)本发明待连接的两根复合管的内衬法兰结构件之间设置密封垫圈,法兰盘设有与密封垫圈防水凸起相适配的防水凹槽,能够增加复合管之间的连接紧密性和密封性。
1.一种钢丝网复合管高压连接结构,其特征在于,包括复合管、套管和内衬法兰结构件,所述套管一端具有限位台,套管内壁设有第一环向倒齿;所述套管套设于复合管外侧且限位台内表面与复合管端面抵接;
2.根据权利要求1所述的一种钢丝网复合管高压连接结构,其特征在于,所述法兰盘内侧设有环形凹面,所述内衬与环形凹面配合;
3.根据权利要求1或2所述的一种钢丝网复合管高压连接结构,其特征在于,所述法兰盘朝向内衬的一侧表面设有同轴指示槽,另一侧表面设有防水凹槽。
4.根据权利要求2所述的一种钢丝网复合管高压连接结构,其特征在于,所述内衬与复合管内圆面之间设有若干遇水膨胀密封圈。
5.根据权利要求4所述的一种钢丝网复合管高压连接结构,其特征在于,所述内衬外表面设有弧形凹槽,所述弧形凹槽设于第二环向倒齿两端。
6.根据权利要求1所述的一种钢丝网复合管高压连接结构,其特征在于,所述密封垫圈包括环形的垫圈主体,所述垫圈主体环向均匀布置多个抓耳。
7.根据权利要求6所述的一种钢丝网复合管高压连接结构,其特征在于,所述垫圈主体表面设有防水凸起。
8.根据权利要求1所述的一种钢丝网复合管高压连接结构,其特征在于,所述复合管包括从外向内依次设置的外层、复合层和内层,所述外层、复合层和内层的端部连接封口环。
9.一种钢丝网复合管高压连接方法,其特征在于,采用如权利要求1-8任一所述的钢丝网复合管高压连接结构,包括:
10.根据权利要求9所述的一种钢丝网复合管高压连接方法,其特征在于,将内衬插入法兰盘的环形凹面中,对配合位置的接缝处进行金属熔接焊形成内衬法兰结构件;将遇水膨胀密封圈套装在内衬的弧形凹槽中。
