專利名稱：帶檢測平面的電熔套筒的制作方法
技術領域：
本發明涉及塑料管道焊接技木，特別涉及帶檢測平面的新型電熔套筒。
背景技術：
近年來，我國能源結構和政策的調整以及西氣東輸等重要能源戰略計劃的進一歩實施，給我國的管道行業帶來巨大的發展空間。塑料管道和熱塑性增強塑料復合管以其優異的綜合力學性能在各行業中得到快速的發展和應用，其主要代表性產品有聚乙烯管、聚丙烯管、聚氯乙烯管、鋁塑復合管、鋼塑復合管、玻璃纖維增強塑料管等。電熔焊接是塑料管和復合管最主要的連接方式之一，尤其在某些復雜惡劣環境(如高壓、泥漿等)下使用的復合管道，電熔焊接幾乎是唯一適用的連接方法。對任何管道系統，管道接頭都是管道系統的薄弱環節。對于輸送石油、天然氣等能源介質的塑料管道或塑料復合管道，一旦發生管道接頭泄漏失效，將造成火災、爆炸等惡劣事故，直接危及到管道沿線人員的生命財產安全。因此，電熔接頭的安全性和可靠性受到越來越多的關注。美國西北太平洋國家實驗室Meven R. Doctor等在美國能源部的支持下，開發了基于超聲TOFD技術的塑料管道接頭超聲檢測方法，目前已開始進行工程驗證。與此同吋， 浙江大學鄭津洋等在科技部國家“十一五”、“十二五”科技支撐計劃的支持下，研發出一系列針對塑料管道電熔接頭的超聲檢測方法以及配套設備。實踐表明，采用超聲相控陣技術結合B掃描實時成像方法可以有效地檢測出電熔接頭內部的孔洞、熔合面夾雜、冷焊等缺陷。這些技術和裝備雖然己能夠滿足當前應用的各種電熔接頭的超聲檢測需求，然而在實際應用過程中仍存在ー些困難，其中最主要的困難是超聲檢測探頭與待檢測塑料管道的界面耦合問題。通常，超聲檢測技術人員的經驗是采用耦合劑來減小電熔套筒與探頭配合不緊密造成的界面聲反射。對于在金屬管道的超聲檢測，在表面涂抹耦合劑就可以使入射聲強度達到檢測要求。但是塑料管通常必須采用相控陣探頭，探頭與管材直徑的比例與金屬管道的探頭與直徑比要大，因此弧度的影響更加顯著，即使在表面涂抹耦合剤，仍然還會產生很大的界面聲反射，超聲波能量在界面損失較嚴重，影響檢測效果。眾所周知，塑料管材普遍具有粘弾性。當超聲波在塑料中傳播時，衰減相當嚴重。 因此，超聲探頭與待檢測塑料管道的界面耦合質量直接關系到超聲檢測效果。為了檢測適應不同管徑的聚乙烯管道接頭，鄭津洋等開發了具有不同弧度的特質超聲探頭，使得在超聲檢測過程中，超聲探頭始終能夠貼合管材表面，保證界面耦合效果。然而，具有曲面的超聲探頭不僅需要對聲場進行精確的設計計算，而且實際加工非常困難，加工費用昂貴。針對不同尺寸規格的塑料管道接頭需要特制超聲探頭，不僅增加了設備成本，而且也給現場檢測帶來很大不便。本文提出一種帶超聲檢測平面的新型電熔套筒結構，可彌補現有技術的不足，實現采用平面探頭就可以對電熔接頭進行有效檢測的目的。

發明內容
本發明要解決的技術問題是，提出ー種新型的塑料或塑料復合管道電熔套筒結構，結合現有的電熔接頭超聲檢測方法，實現采用普通平面探頭就可以對在役電熔接頭進行方便、準確檢測的目的。本發明采用的技術方案是提供ー種帶檢測平面的電熔套筒，包括管狀的主體，其特征在干，在主體的外壁面上設有N個長條狀矩形的檢測平面；檢測平面有兩條對稱軸，其長的對稱軸與電熔套筒的中心軸線平行，且檢測平面與電熔套筒的某共軸圓柱面相切。本發明中，所述檢測平面的切削深度d。ut根據下述方式確定式中，I 。為電熔套筒的外徑，Ij為檢測平面的寬度；檢測平面的寬度大于或等于對所述電容套筒進行檢測的超聲檢測探頭的寬度，故所述檢測平面的切削深度d。ut應滿足
1
dCUt 乏、-jK --^J0
(2)
式中，R。為電熔套筒的外徑，Ijo為檢測探頭的寬度； 所述切削深度d。ut還應同時滿足下述條件
當電熔套筒與配用管材均由相同MRS分級的聚乙烯制造吋，dcut彡t-e ； 當電熔套筒的原料為PE100等級的聚乙烯，而管材原料為PE80吋，dcut く t-0. 8e ； 當電熔套筒的原料為PE80等級的聚乙烯，而管材原料為PE100吋，
dcut く t-e/0. 8 ；所述t為電熔套筒主體的壁厚，e為電熔套筒的配用管材的壁厚。由于檢測平面的寬度必須大于或等于檢測探頭的寬度1ル故N存在最大值Nm 為小于或等于Nmax的自然數。不同的檢測探頭寬度I^1對應不同的檢測平面最大值
N Ν χ =
π
arcsin
(I \
1JO
(3) 每ー個N都對應ー個最大切削深度d:。假設檢測平面之間都是兩兩相接的，則有切削深度最大值《
,max ‘cut
Jmax - ρ
uCUt _ 八O
I
則切削深度dcut需要滿足dcut < dZT，即
d <R
.1
.71、
1J-sinV
(4)
綜上所述，檢測平面的切削深度d。ut根據下述方式確定
權利要求
1.ー種帶檢測平面的電熔套筒，包括管狀的主體，其特征在干，在主體的外壁面上設有 N個長條狀矩形的檢測平面；檢測平面有兩條對稱軸，其長的對稱軸與電熔套筒的中心軸線平行，且檢測平面與電熔套筒的某共軸圓柱面相切。
2.根據權利要求1所述的電熔套筒，其特征在干，所述檢測平面的切削深度d。ut根據下述方式確定
3.根據權利要求1所述的電熔套筒，其特征在干，所述檢測平面的數量N根據以下方式確定設所述電熔套筒的公稱直徑為D，參照標準《GB 15558. 2-2005燃氣用埋地聚乙烯(P^ 管道系統第2部分管件》，將DN90電熔套筒的檢測平面數量作為計數依據，令其檢測平面為χ個，χ為小于或等于Nmax的自然數； 當D小于等于90mm時，N。= χ ；當D等于90匪的整數倍吋，が。=^7X ；當D大于90mm而非其整數倍吋，N依據N。的大小從下中選取，而が。=—gr +1
4.根據權利要求1至3任意ー項中所述的電熔套筒，其特征在干，所述檢測平面的寬度大于或等于對所述電容套筒進行檢測的超聲檢測探頭的寬度，檢測平面的長度大于或等于所述超聲檢測探頭的長度且小于或等于電熔套筒的軸向長度。
全文摘要
本發明涉及塑料管道焊接技術，旨在提供一種帶檢測平面的電熔套筒。該電熔套筒包括管狀的主體，在主體的外壁面上設有N個長條狀矩形的檢測平面；檢測平面有兩條對稱軸，其長的對稱軸與電熔套筒的中心軸線平行，且檢測平面與電熔套筒的某共軸圓柱面相切。本發明能夠結合現有的電熔接頭超聲檢測方法，實現采用普通平面探頭就可以對在役電熔接頭進行方便、準確檢測的目的。采用本發明的電熔套筒焊制的電熔接頭焊接界面附近超聲檢測結果十分清晰，沒有多余雜波，金屬絲的多次回波信號也十分清晰、整齊。
文檔編號F16L47/03GK102537572SQ20121000707
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月11日 優先權日2012年1月11日
發明者師俊, 施建峰, 鄭津洋, 郭偉燦 申請人:浙江大學