专利名称：带检测平面的电熔套筒的制作方法
技术领域：
本发明涉及塑料管道焊接技木，特别涉及带检测平面的新型电熔套筒。
背景技术：
近年来，我国能源结构和政策的调整以及西气东输等重要能源战略计划的进一歩实施，给我国的管道行业带来巨大的发展空间。塑料管道和热塑性增强塑料复合管以其优异的综合力学性能在各行业中得到快速的发展和应用，其主要代表性产品有聚乙烯管、聚丙烯管、聚氯乙烯管、铝塑复合管、钢塑复合管、玻璃纤维增强塑料管等。电熔焊接是塑料管和复合管最主要的连接方式之一，尤其在某些复杂恶劣环境(如高压、泥浆等)下使用的复合管道，电熔焊接几乎是唯一适用的连接方法。对任何管道系统，管道接头都是管道系统的薄弱环节。对于输送石油、天然气等能源介质的塑料管道或塑料复合管道，一旦发生管道接头泄漏失效，将造成火灾、爆炸等恶劣事故，直接危及到管道沿线人员的生命财产安全。因此，电熔接头的安全性和可靠性受到越来越多的关注。美国西北太平洋国家实验室Meven R. Doctor等在美国能源部的支持下，开发了基于超声TOFD技术的塑料管道接头超声检测方法，目前已开始进行工程验证。与此同吋， 浙江大学郑津洋等在科技部国家“十一五”、“十二五”科技支撑计划的支持下，研发出一系列针对塑料管道电熔接头的超声检测方法以及配套设备。实践表明，采用超声相控阵技术结合B扫描实时成像方法可以有效地检测出电熔接头内部的孔洞、熔合面夹杂、冷焊等缺陷。这些技术和装备虽然己能够满足当前应用的各种电熔接头的超声检测需求，然而在实际应用过程中仍存在ー些困难，其中最主要的困难是超声检测探头与待检测塑料管道的界面耦合问题。通常，超声检测技术人员的经验是采用耦合剂来减小电熔套筒与探头配合不紧密造成的界面声反射。对于在金属管道的超声检测，在表面涂抹耦合剂就可以使入射声強度达到检测要求。但是塑料管通常必须采用相控阵探头，探头与管材直径的比例与金属管道的探头与直径比要大，因此弧度的影响更加显著，即使在表面涂抹耦合剤，仍然还会产生很大的界面声反射，超声波能量在界面损失较严重，影响检测效果。众所周知，塑料管材普遍具有粘弾性。当超声波在塑料中传播时，衰减相当严重。 因此，超声探头与待检测塑料管道的界面耦合质量直接关系到超声检测效果。为了检测适应不同管径的聚乙烯管道接头，郑津洋等开发了具有不同弧度的特质超声探头，使得在超声检测过程中，超声探头始终能够贴合管材表面，保证界面耦合效果。然而，具有曲面的超声探头不仅需要对声场进行精确的设计计算，而且实际加工非常困难，加工费用昂贵。针对不同尺寸规格的塑料管道接头需要特制超声探头，不仅增加了设备成本，而且也给现场检测带来很大不便。本文提出一种带超声检测平面的新型电熔套筒结构，可弥补现有技术的不足，实现采用平面探头就可以对电熔接头进行有效检测的目的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提出ー种新型的塑料或塑料复合管道电熔套筒结构，结合现有的电熔接头超声检测方法，实现采用普通平面探头就可以对在役电熔接头进行方便、准确检测的目的。本发明采用的技术方案是提供ー种带检测平面的电熔套筒，包括管状的主体，其特征在干，在主体的外壁面上设有N个长条状矩形的检测平面；检测平面有两条对称轴，其长的对称轴与电熔套筒的中心轴线平行，且检测平面与电熔套筒的某共轴圆柱面相切。本发明中，所述检测平面的切削深度d。ut根据下述方式确定式中，I 。为电熔套筒的外径，Ij为检测平面的宽度；检测平面的宽度大于或等于对所述电容套筒进行检测的超声检测探头的宽度，故所述检测平面的切削深度d。ut应满足
1
dCUt 乏、-jK --^J0
(2)
式中，R。为电熔套筒的外径，Ijo为检测探头的宽度； 所述切削深度d。ut还应同时满足下述条件
当电熔套筒与配用管材均由相同MRS分级的聚乙烯制造吋，dcut彡t-e ； 当电熔套筒的原料为PE100等级的聚乙烯，而管材原料为PE80吋，dcut く t-0. 8e ； 当电熔套筒的原料为PE80等级的聚乙烯，而管材原料为PE100吋，
dcut く t-e/0. 8 ；所述t为电熔套筒主体的壁厚，e为电熔套筒的配用管材的壁厚。由于检测平面的宽度必须大于或等于检测探头的宽度1ル故N存在最大值Nm 为小于或等于Nmax的自然数。不同的检测探头宽度I^1对应不同的检测平面最大值
N Ν χ =
π
arcsin
(I \
1JO
(3) 每ー个N都对应ー个最大切削深度d:。假设检测平面之间都是两两相接的，则有切削深度最大值《
,max ‘cut
Jmax - ρ
uCUt _ 八O
I
则切削深度dcut需要满足dcut < dZT，即
d <R
.1
.71、
1J-sinV
(4)
综上所述，检测平面的切削深度d。ut根据下述方式确定
权利要求
1.ー种带检测平面的电熔套筒，包括管状的主体，其特征在干，在主体的外壁面上设有 N个长条状矩形的检测平面；检测平面有两条对称轴，其长的对称轴与电熔套筒的中心轴线平行，且检测平面与电熔套筒的某共轴圆柱面相切。
2.根据权利要求1所述的电熔套筒，其特征在干，所述检测平面的切削深度d。ut根据下述方式确定
3.根据权利要求1所述的电熔套筒，其特征在干，所述检测平面的数量N根据以下方式确定设所述电熔套筒的公称直径为D，參照标准《GB 15558. 2-2005燃气用埋地聚乙烯(P^ 管道系统第2部分管件》，将DN90电熔套筒的检测平面数量作为计数依据，令其检测平面为χ个，χ为小于或等于Nmax的自然数； 当D小于等于90mm时，N。= χ ；当D等于90匪的整数倍吋，が。=^7X ；当D大于90mm而非其整数倍吋，N依据N。的大小从下中选取，而が。=—gr +1
4.根据权利要求1至3任意ー项中所述的电熔套筒，其特征在干，所述检测平面的宽度大于或等于对所述电容套筒进行检测的超声检测探头的宽度，检测平面的长度大于或等于所述超声检测探头的长度且小于或等于电熔套筒的轴向长度。
全文摘要
本发明涉及塑料管道焊接技术，旨在提供一种带检测平面的电熔套筒。该电熔套筒包括管状的主体，在主体的外壁面上设有N个长条状矩形的检测平面；检测平面有两条对称轴，其长的对称轴与电熔套筒的中心轴线平行，且检测平面与电熔套筒的某共轴圆柱面相切。本发明能够结合现有的电熔接头超声检测方法，实现采用普通平面探头就可以对在役电熔接头进行方便、准确检测的目的。采用本发明的电熔套筒焊制的电熔接头焊接界面附近超声检测结果十分清晰，没有多余杂波，金属丝的多次回波信号也十分清晰、整齐。
文档编号F16L47/03GK102537572SQ20121000707
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月11日 优先权日2012年1月11日
发明者师俊, 施建峰, 郑津洋, 郭伟灿 申请人:浙江大学