一种管道承插连接密封工艺的制作方法

本发明涉及大型管道的密封技术领域，特别涉及一种管道承插连接密封工艺。

背景技术：

在很多市政的管道工程中，多采用直径为几米以上的大型输水管道，这种大型输水管道在使用较长时间之后，无论是由于管道质量、施工质量不合格，还是外物撞击直接破坏，都会导致管道漏水，这种泄露会大量浪费水资源，因此，管道的安装及其密封工艺具有巨大的应用价值。

现检索到一篇公开号为CN104847984B的中国发明专利公开了一种管道承插连接工艺，该工艺为：一、清除第一管道承口处和第二管道插口处的异物，然后清洗和除锈直至所述承口和插口均光滑平整；二、将第二管道的插口插入第一管道的承口中，在承插口处形成环形缝隙，将嵌缝材料填充到环形缝隙内下部，夯实后在环形缝隙内下部形成下密封圈；三、将堵漏灵和水混合均匀，得到混合物料，将混合物料填充到环形缝隙内并夯实，直至将环形缝隙填满，再对承插口处进行保温养护处理，待混合物料凝固后在环形缝隙内形成上密封圈，即完成管道承插连接。

但是，在步骤三中，填充混合物料时，由于环形缝隙的两端是开口状态，因此，随着填充一定量的混合物料后，混合物料会从环形缝隙的两端开口不断漏出。因此，难以实现环形缝隙被填满以及夯实，使用一段时间之后，容易再次发生泄露事故。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种管道承插连接密封工艺，具有较佳密封效果的优点。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种管道承插连接密封工艺，包括以下步骤：步骤一、清理：清理第一管道的承口和第二管道的插口处的异物，并对承口的内壁和插口的外壁进行除锈以及清洗，直至承口的内壁和插口的外壁均光滑平整；步骤二、打磨：用电动手磨机沿承口的内壁和插口的外壁打磨出毛面；步骤三、加固：在承口的内壁和插口的外壁均涂刷若干次纳米微晶材料，并形成刚性密封加固层；步骤四、套橡胶圈：刚性密封加固层完全固化后，在插口的外壁套设两个金属橡胶密封圈，所述金属橡胶密封圈之间留有间隙，将插口插入承口内并使金属橡胶密封圈抵触于承口的内壁，并在金属橡胶密封圈之间形成灌浆空腔；步骤五、打孔：在承口的外壁钻若干个与灌浆空腔连通且直径为13-14mm的注浆孔；步骤六、灌浆：将高压灌浆机与注浆孔连通，并向灌浆空腔内注入弹性灌浆料，直至灌浆空腔内密实填充满弹性灌浆料；步骤七、二次加固：在承口的外壁涂刷纳米微晶材料，形成刚性加固层；步骤八、养护：用保温棉包裹承口的外壁24小时以上，直至弹性灌浆料充分反应和固化。

通过采用上述技术方案，步骤一中异物主要指泥土、污水以及石块，将承口和插口处的异物清理后，有利于施工人员快速将承口和插口处理至光滑平整状态，市政管道工程用的输水管道一般为钢管和玻璃钢夹砂管两种，因此，承口的内壁和插口的外壁通常附着有铁锈，将铁锈清除干净后，有利于后面施工人员在承口的内壁和插口的外壁涂刷纳米微晶材料；步骤二中将承口的内壁和插口的外壁打磨出毛面后，有利于增加摩擦系数，进而纳米微晶材料更加牢固附着于承口的内壁和插口的外壁；步骤三中的纳米微晶材料结构达到纳米级别，且形成纤维状分子结构，光泽柔和晶莹，色彩绚丽璀璨，质地坚硬细腻，不吸水防污染，耐酸碱抗风化，质地致密，抗冲击韧性强，因此，不仅增强了承口和插口的结构强度，在灌浆过程中可以承受更大的压力，而且具有一定的防渗水效果，使其密封效果更佳；步骤四中金属橡胶密封圈的材料为金属橡胶，金属橡胶是一种均质的弹性多孔材料，其不仅具备了橡胶的弹性，而且还具有金属的优良特性，可以-150-800℃的温度下工作，同时，还可以承压，在一定范围内具备了承压和密封的双重作用，因此，相邻的金属橡胶密封圈、承口的内壁和插口的外壁形成灌浆空腔，在灌浆过程中，金属橡胶密封圈对弹性灌浆料具有阻挡作用，相对于常见密封方法，本设计的弹性灌浆料难以从两端渗出，进而灌浆空腔内的弹性灌浆料可以填充得更佳密实，具有更佳地密封效果；步骤中的注浆孔的直径为13-14mm，与直径为几米的输水管道相比，注浆孔对承口的强度影响较小，而且灌浆完毕之后，弹性灌浆料不易从注浆孔内溢出，具有较佳的密封效果；步骤六中将弹性灌浆料注入灌浆空腔后，弹性灌浆料在承口的内壁和插口的外壁之间形成密实的防渗水层，具有较佳地密封效果；步骤七中对承口的外壁用纳米微晶材料做二次补强处理，并形成刚性加固层，有效增加承口的结构强度，增加了承插口处的牢固性；步骤八中养护时间需要24小时以上，以确保弹性灌浆料充分反应和固化，但是晚上的温度明显要比白天的温度低，保温棉有效减小了这种昼夜温差，有利于弹性灌浆料充分反应和固化。综上所述，本发明具有较佳密封效果的优点。

本发明的优选技术方案，步骤一中，所述第二管道为钢管。

通过采用上述技术方案，钢管相对于玻璃钢夹砂管具有更佳地结构强度，因此，有效增加了承插口的结构强度，有效较低了承插口被挤压损坏了可能性，安全性更高，使用时间更久。

本发明的优选技术方案，步骤二中，用电动手磨机在承口的边沿打磨出径向向内倾斜的斜面。

通过采用上述技术方案，斜面增加了承口的开口面积，有利于插口快速对准并插入承口，加快了安装效率。

本发明的优选技术方案，步骤三中，纳米微晶材料由纳米堵漏王和水混合而成。

通过采用上述技术方案，纳米堵漏王是指一种高性能、集无机、无碱、防水、防潮、抗裂、抗渗、堵漏于一体的堵漏材料，特性是:迅速凝固且密度和强度都远远高于现行高标号混凝土，它能在和水拌和后一分钟开始凝固,三至四分钟终凝,一天抗压强度便可达到25Mpa以上，因此，由纳米堵漏王和水形成的刚性密封加固层具有快速凝结和结构强度高的优点。

本发明的优选技术方案，步骤三中，涂刷纳米微晶材料的次数为6次，且分层涂刷处理。

通过采用上述技术方案，分层涂刷纳米微晶材料，有利于提高刚性密封加固层的密实程度，本发明采用6道分层涂刷的工艺，在提高密实程度的基础上，还有效避免了由于涂刷次数过多而导致刚性密封加固层过厚的问题，避免了材料浪费。

本发明的优选技术方案，步骤四中，在插口的外壁开有供金属橡胶密封圈卡嵌的凹槽。

通过采用上述技术方案，金属橡胶密封圈套于插口的外壁后，金属橡胶密封圈的横向自由度受到凹槽限制，进而在插口插入承口的过程中，金属橡胶密封圈不易由于摩擦力在插口的外壁上横向滑移。

本发明的优选技术方案，步骤五中，在注浆孔内插入高压止水针头。

通过采用上述技术方案，高压止水针头是利用环压紧固的原理。头部设有单向截止阀，可防止浆液在高压推挤下倒喷，避免了弹性灌浆料浪费，同时在灌浆过程中，可以适当增加一定的灌浆压力，以使灌浆空腔内的弹性灌浆料更加密实，具有更佳地密封效果。

本发明的优选技术方案，步骤五中，注浆孔的数量为6个，且均匀环绕布置于承口的外壁。

通过采用上述技术方案，通过6个均匀布置的注浆孔实现多点注浆，有效减小了弹性灌浆料难以填充满灌浆空腔的可能性；同时，注浆孔的数量多于6个时，不利于保证承口的结构强度，因此，6个注浆孔有效确保了承插口处的牢固性。

本发明的优选技术方案，步骤六中，为保证弹性灌浆料填满灌浆空腔，灌浆压力设为1.5Mpa-3.0Mpa。

通过采用上述技术方案，在灌浆过程中，由于弹性灌浆料与承口的内壁和插口的外壁之间具有一定的摩擦力，在灌浆压力小于1.5Mpa的情况下，难以确保弹性灌浆料在灌浆空腔内填充密实；由于金属橡胶密封圈具有一定的形变能力，在灌浆压力大于3.0Mpa的情况下，金属橡胶密封圈容易发生形变，进而灌浆空腔不具密封性，同样难以确保弹性灌浆料在灌浆空腔内填充密实。因此，本发明中的灌浆压力设为1.5Mpa-3.0Mpa，有效增加弹性灌浆料在灌浆空腔内的密实程度，增加密封效果。

本发明的优选技术方案，步骤七中，所述刚性加固层的厚度为8-12mm。

通过采用上述技术方案，当刚性加固层的厚度小于8mm时，由于过薄，对承口的加固效果不够明显；当刚性加固层的厚度大于12mm时，由于承口的直径较大，进而承口的圆周较长，使用的材料相应较多，成本过高。因此，本发明的刚性加固层的厚度为8-12mm，不仅具有加强结构强度的效果，还有效节约了成本。

综上所述，本发明具有以下有益效果：刚性密封加固层附着于承口的内壁和插口的外壁，不仅具有加强结构强度的效果，同时有效防止了承口和插口生锈，因此，延长了承插口的使用寿命；金属橡胶密封圈不仅具有密封灌浆空腔的作用，同时，金属橡胶密封圈还具有防渗水效果，进一步提高了本发明的密封效果。

附图说明

图1是采用本发明后管道连接结构示意图；

图2是图1中A处的放大图；

图3是本发明的工艺流程图。

附图标记：1、第一管道；11、承口；111、注浆孔；112、斜面；2、第二管道；21、插口；211、凹槽；3、刚性密封加固层；4、金属橡胶密封圈；5、保温棉；6、高压止水针头；7、刚性加固层；8、灌浆空腔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

采用本发明以下实施例后形成的管道连接结构如图1和图2所示。

实施例：一种管道承插连接密封工艺，包括以下步骤：

关闭管道水阀，在确定管道漏水点后，施工人员、设备以及材料迅速进入漏水现场，设备包括起重机、发电机、水泵、电钻、切割机、电动手磨机以及高压灌浆机等，在管道漏水点处挖掘好基坑，并在基坑的四周安装钢板桩，钢板桩有效防止基坑坍塌，以便施工人员安全施工。

用水泵排出基坑内的污水和污泥，并取出基坑内的石块，用切割机切除或者直接取出已经损坏的管道，并保留完好的第一管道1，在第一管道1的内部用沙包以及速凝堵漏剂砌筑挡水围堰，以确保第一管道1内的积水不会流出并妨碍施工人员施工。

根据第一管道1的直径和损坏管道的长度定制相应的第二管道2，第二管道2具体为钢管，钢管具有较佳结构强度，且第二管道2的插口21的外壁开有两个间距为800mm的凹槽211，其他实施例中凹槽211可以为3个、4个甚至更多，凹槽211呈圆环形状。同时承口11的长度大于插口21的长度，以便插口21能顺利插进承口11里。

用钢刷清理第一管道1的承口11和第二管道2的插口21处的异物，并对承口11的内壁和插口21的外壁进行除锈以及清洗，直至承口11的内壁和插口21的外壁均光滑平整。

用电动手磨机进一步打磨承口11的内壁和插口21的外壁，不仅进一步清理了承口11的内壁和插口21的外壁的铁锈，同时打磨出毛面，增加承口11的内壁和插口21的外壁的摩擦系数。再用电动手磨机打磨承口11的边沿，进而形成径向向内倾斜的斜面112，斜面112增加了承口11的开口面积，有利于插口21快速对准并插入承口11，加快了安装效率。

将纳米堵漏王和水按照重量比为1:0.5的比例充分混合并形成纳米微晶材料，再在承口11的内壁和插口21的外壁分层反复涂刷6次纳米微晶材料，进而在承口11的内壁和插口21的外壁形成刚性密封加固层3，刚性密封加固层3有效增加承口11和插口21的结构强度，同时还具有防锈作用。

等刚性密封加固层3完全固化之后，将两个金属橡胶密封圈4套于插口21的外壁，并卡进凹槽211里，再通过起重机吊起第二管道2，并将第二管道2两端的插口21依次插入承口11内，在插入过程中，可以在承口11的内壁和插口21的外壁涂抹少量的凡士林，以实现快速插合的目的，凹槽211有效防止金属橡胶密封圈4插口21的外壁上横向滑移，同时金属橡胶密封圈4的外壁抵触于承口11的内壁（由于刚性密封加固层3的厚度相对于直径为几米的承口11相比较小，宏观角度上金属橡胶密封圈4是抵触于承口11内壁的），进而两个金属橡胶密封圈4、承口11的内壁和插口21的外壁围成灌浆空腔8。

再通过电钻在承口11的外壁钻6个直径为14mm的注浆孔111，其他实施例中，注浆孔111的数量可适当减少或者增加，注浆孔111的直径可以为13mm或者13.5mm，注浆孔111均匀布置于承口11的外壁，且注浆孔111与灌浆空腔8连通，再向每个注浆孔111孔内插入高压止水针头6，市场上大部分高压止水针头6的直径为13mm，且是利用环压紧固的原理，头部设有单向截止阀，可防止浆液在高压推挤下倒喷，避免了弹性灌浆料浪费，同时在灌浆过程中，可以适当增加一定的灌浆压力，以使灌浆空腔8内的弹性灌浆料更加密实，具有更佳地密封效果。

在高压灌浆机内加入弹性灌浆料的原料后，待其充分混合后形成用于密封灌浆空腔8的弹性灌浆料，将高压灌浆机的注浆嘴对准并固定于高压止水针头6的进口，由下至上依次向灌浆空腔8内注入弹性灌浆料，同时将灌浆压力设置为2Mpa, 其他实施例中，灌浆压力可以为1.5Mpa、1.8Mpa、2.2Mpa、2.5Mpa、2.8Mpa或者3.0Mpa，直至弹性灌浆料填充满灌浆空腔8。

再在承口11的外壁反复涂刷多次纳米微晶材料，并在承口11的外壁形成厚度为10mm的刚性加固层7，其他实施例中，刚性加固层7的厚度为8mm、9mm、11mm或者12mm，刚性加固层7有效加强了承口11的结构强度。

待刚性加固层7完全固化后，用保温棉5包裹承口11的外壁24小时，直至灌浆空腔8内的弹性灌浆料充分反应和固化，保温棉5有效避免了昼夜温差过大对弹性灌浆料的影响，以使固化后的弹性灌浆料具有更佳地密封效果。

拆除保温棉5后，依次撤除钢板桩以及其他设备，并向基坑填入回填土，且分层夯实。

本实施例仅介绍在管道工程中发生漏水事故后的二次密封处理方案，在其他实施中可以在安装管道的过程就使用该密封工艺，但是始终包括了清理→打磨→加固→套橡胶圈→打孔→灌浆→二次加固→养护八个步骤，以使管道承插口具有更佳的密封效果。