[发明专利]法兰式大口径PE管道带压修复结构及其修复方法

说明书

技术领域

本发明涉及PE管道在运行状态下的破损修复，具体是一种法兰式大口径PE管道带压修复结构及其修复方法。

背景技术

PE材质管道尤其是大口径管道因其优良的耐腐蚀性、弹性塑性大、便于长距离铺设以及使用寿命长等优点，近年来正在被广泛应用。由于制造、安装和不可抗力等原因会导致管线破损乃至断裂，从而造成物料浪费、停产、环境污染甚至引发重大事故。

PE材料属于高分子惰性材料，很难与其他材料粘接，且弹性很大但刚度很低，随着管道运行压力的变化，管道直径、长度、厚度等几何尺寸都会发生动态改变。传统的管道带压修复技术包括钢带拉紧技术、化学粘合技术、注剂式密封技术以及套管式密封技术等，仅仅适用于刚度较大的金属与非金属管道，而不适用于PE管道，尤其是不适用于大口径PE管道。目前，PE管道发生破损时，常规的修复方法是将破损的管段割除换新，方法是用热熔机将新管道与原管道热熔对接；小口径PE管道可采用承插式热熔焊接的方法，但这些修复方法的前提是必须要将管道内的介质排空，而且热熔接口处不能有任何的污物、杂质、水滴乃至水蒸气，否则无法熔合。而对于地下敷设的管道、输送污染性介质的管道或长距离输送的管道而言，管道排空几乎不能实现，即使能够排空，难度也很大，需消耗大量的人力、物力和财力，且施工周期比较长，工作量大。以30km长的DN900浓海水PE管道破损事故为例，一次的经济损失就达300余万元。

发明内容

本发明旨在解决大口径PE管道破损带压修复的问题，提供一种能在PE管道运行的状态下，对PE管道任何形式、任何部位的破损进行带压修复的法兰式大口径PE管道带压修复结构及其修复方法。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种法兰式大口径PE管道带压修复结构，包括两个PE法兰、两个金属材质的活套法兰和两个金属材质的带颈法兰，所述的PE法兰为中部剖分带颈法兰，PE法兰内弧面及剖分面镶嵌有电磁绝缘加热线，PE法兰内部预埋测温探头，两个所述的PE法兰沿轴向分设于PE管道破损部位两侧，并通过电磁热熔与PE管道熔合为一体；所述的活套法兰和带颈法兰为轴向中部剖分结构，活套法兰套装于PE法兰颈部并通过其剖分面组对焊接为一体，带颈法兰套装于PE管道上并通过其剖分面组对焊接为一体，带颈法兰、活套法兰、PE法兰通过螺栓密封连接；两个所述带颈法兰之间的PE管道外部套装有轴向中部剖分结构的金属管材，所述金属管材通过其本体焊接以及其两端与带颈法兰颈部的焊接，在PE管道破损部位周围形成密封腔。

上述法兰式大口径PE管道带压修复结构的修复方法，按下述步骤进行：

（1）确定PE法兰与PE管道熔合面积，根据熔合面积确定PE法兰的几何尺寸、电磁绝缘加热线的布置方式、温控探头的数量及埋设位置，确定活套法兰、带颈法兰、金属管材的技术参数及数量，并对上述部件进行加工制作；

（2）完成电磁绝缘加热线及温控探头在PE法兰中的镶嵌、埋设工作；

（3）根据PE管道破损部位的大小、形状及泄漏情况，制作安装临时止漏或外引装置，消除泄漏介质对修复工作的影响；

（4）在PE管道上确定PE法兰的熔接位置，对该位置管道的表面进行预处理；

（5）安装PE法兰：精细调整PE法兰与PE管道的接触间隙及PE法兰密封端面的平面度，调整合格后用卡具进行固定；

（6）电磁绝缘加热线与电源控制器进行连接；温控探头与温控器进行连接；

（7）电磁热熔作业：给电源控制器送电，电源控制器的电压输出、电流输出全部归零；合上电源控制器的输出开关，缓慢调节电压、电流输出旋钮，当电流增加至6A时，保持5分钟的恒定，检查PE法兰与PE管道的接触部位有无异常，观察温控器的显示温度与校验温度是否一致；逐渐调高电源控制器的输出电压、电流值，控制合理的温升速度，以不超过15度/分钟为宜，当温度升高至熔合温度时断开电源控制器的输出开关；PE法兰与PE管道的电磁热熔作业结束；

（8）拆除电源控制器，待温度降至80℃时拆除温度控制器。

（9）安装组对两侧带颈法兰：以PE法兰的法兰密封面为基准调整两侧带颈法兰密封面的平面度，然后对剖分面进行焊接、打磨修整；安装密封垫片或在法兰密封面上涂抹密封胶，用螺栓将活套法兰、PE法兰、带颈法兰连接在一起，形成PE管道带压修复结构。

（10）安装组对金属管材：对称剖分的金属管材与两侧带颈法兰的颈部管段组对焊接，同时金属管材的剖分面组对焊接；至此完成对PE管道管体上破损部位的带压修复。