一种提高管道轴向约束力的钢质环氧套筒

1.本实用新型属于管道修复技术领域，尤其涉及一种提高管道轴向约束力的钢质环氧套筒。


背景技术：

2.钢质环氧套筒修复技术是目前应用比较广泛的管道修复方法，环氧钢套筒是用两个钢套筒把管体缺陷部位包起来，在钢套筒端部用密封剂密封，然后向套筒与管道外周壁之间形成的环形空腔内注入环氧树脂胶，这种修复方法能承受较高的环向应力，可用于管道大面积各类损坏缺陷表面的修复，包括腐蚀、非延伸性开裂、轴向和环向各种凹陷或断裂以及和环焊缝有关的各种异常情形。
3.通过环氧钢套筒修复完成的管道在继续服役过程中仍然会受到管道结构自重、覆土荷载、流体重力等恒载以及交通荷载、地面堆载、温度荷载、管道内压、上浮荷载、地震荷载等活荷载，环氧钢套筒修复部位受到轴向应力后容易沿轴向扩展损伤。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于：为了解决环氧钢套筒修复部位受到轴向应力后容易沿轴向扩展损伤的问题，而提出的一种提高管道轴向约束力的钢质环氧套筒。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
6.一种提高管道轴向约束力的钢质环氧套筒，包括钢套筒、负泊松比材料层，所述负泊松比材料层圆周包覆在管道修复部位，所述钢套筒设置在所述负泊松比材料层的外周侧，所述钢套筒包括第一半弧板和第二半弧板，所述第一半弧板和所述第二半弧板通过法兰连接，所述钢套筒与管道外周壁形成环形空腔，所述负泊松比材料层位于所述环形空腔内，所述钢套筒的内壁设置有分隔板，所述钢套筒上设有灌注孔和出胶孔。
7.作为上述技术方案的进一步描述：
8.所述灌注孔和所述出胶孔设置在所述第一半弧板上。
9.作为上述技术方案的进一步描述：
10.所述第一半弧板的内壁设置有所述分隔板，所述第二半弧板的内壁也设置有所述分隔板，所述第一半弧板的所述分隔板和所述第二半弧板上的所述分隔板形成连续的螺旋片状，所述分隔板将所述环形空腔分隔成连续的螺旋空腔，所述灌注孔和所述出胶孔设置在所述连续螺旋空腔的两端，所述负泊松比材料层填充在所述连续螺旋空腔内，所述负泊松比材料层整体呈成连续的弹簧状。
11.作为上述技术方案的进一步描述：
12.所述第一半弧板和所述第二半弧板的拼接缝处设置有若干挡板，所述挡板设置在所述第一半弧板内壁。
13.作为上述技术方案的进一步描述：
14.还包括密封组件，所述密封组件设置在钢套筒轴向两端面，所述密封组件包括密
封胶条、锁紧环，所述密封胶条设置在所述钢套筒端面，所述锁紧环通过螺栓将所述密封胶条固定在所述钢套筒两端。
15.综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
16.(1)环形空腔内螺旋设置的负泊松比材料层在环氧树脂胶的粘合下与管道外周壁以及钢套筒粘合在一起整体能够对管道产生轴向约束，加入负泊松比材料层的钢质环氧套筒可以有效分担管道环焊缝承受的轴向载荷，约束环焊缝缺陷沿轴向扩展。
17.(2)螺旋片状的分隔板将环形空腔分隔成螺旋空腔，通过灌注孔向螺旋空腔内注入环氧树脂胶时，环氧树脂胶沿着螺旋空腔螺旋填充缝隙，环氧树脂胶能够将管道外周壁、负泊松比材料层以及钢套筒粘接在一起。
18.(3)挡板和密封胶条能够将钢套筒和管道之间的缝隙密封，避免注环氧树脂胶时溢出。
附图说明
19.图1为本实用新型的立体结构示意图；
20.图2为本实用新型的爆炸图；
21.图3为本实用新型的密封组件的截面图。
22.图例说明：1、钢套筒；2、负泊松比材料层；31、第一半弧板；32、第二半弧板；4、灌注孔；5、出胶孔；7、分隔板；8、挡板；9、密封胶条；10、锁紧环。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：
25.一种提高管道轴向约束力的钢质环氧套筒，包括钢套筒1、负泊松比材料层2，负泊松比材料层2通过环氧树脂胶粘在管道待修复区的外周壁，钢套筒1包括第一半弧板31和第二半弧板32，第一半弧板31和第二半弧板32通过法兰固定在管道修复的部位，第一半弧板31和第二半弧板安装好后，与管道外周壁形成环形空腔，第一半弧板31内周壁焊接固定有分隔板7，第二半弧板32的内周壁也焊接固定有分隔板7，第一半弧板31的分隔板7和第二半弧板32上的分隔板7形成连续的螺旋片状，因此将环形空腔分隔成连续的螺旋空腔，负泊松比材料层2位于螺旋空腔内，负泊松比材料层2整体成连续的弹簧状，第一半弧板31和第二半弧板32的拼接缝处设置有若干挡板8，挡板8设置在第一半弧板31的内壁，挡板8均焊接固定在第一半弧板31的内壁上，当第一半弧板31和第二半弧板32拼接后挡板8遮挡住拼接缝隙，钢套筒1上还设置有灌注孔4和出胶孔5，灌注孔4和出胶孔5均设置在第一半弧板31上，灌注孔4和出胶孔5设置在连续螺旋空腔的两端，从灌注孔4注入环氧树脂胶，环氧树脂胶进一步的填充负泊松比材料层2与钢套筒1之间的空隙，环氧树脂沿着连续的螺旋空腔注入，最后从出胶孔溢出。
26.还包括密封组件，密封组件包括密封胶条9、锁紧环10，密封胶条9的截面均呈l形，
密封胶条9的一侧面紧贴管道外侧壁，一侧面紧贴钢套筒1的端面，锁紧环10是不锈钢环，锁紧环10的截面均呈l形，锁紧环10与密封胶条9适配，当钢套筒1安装在管道上之后使用密封胶条9沿管道一周缠绕在钢套筒1两端部，然后使用锁紧环10将密封胶条9固定锁紧，锁紧环10通过螺栓固定。
27.工作原理：首先确定管道需要加强轴向约束力的位置，然后将该位置刷一层环氧树脂胶，然后将负泊松比材料层2粘贴固定在管道周壁，再将钢套筒1安装在管道上，负泊松比材料层2与钢套筒1的螺旋空腔适配，安装好钢套筒1后使用密封胶条9和锁紧环10对钢套筒1两端进行密封，通过出胶孔对环形空腔抽真空，然后从灌注孔4向环形空腔内灌注环氧树脂胶，边抽真空边注胶，当出胶孔5溢出环氧树脂胶且流量与灌注孔4注胶流量相同时停止注环氧树脂胶，环氧树脂胶用来填充负泊松比材料层2与钢套筒1的空隙，经过一定时间的固化即安装完成。负泊松比材料层2与管道外周壁、钢套筒1内侧壁之间通过环氧树脂胶粘接在一起，管道受到轴向拉力时，负泊松比材料层2在轴向方向产生收缩力，以此来增加管道轴向的约束力，更大的约束力防止管道修复部位扩展损伤。
28.负泊松比材料层结构及负泊松比材料均为现有技术，在此不再赘述。
29.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种提高管道轴向约束力的钢质环氧套筒，其特征在于包括钢套筒(1)、负泊松比材料层(2)，所述负泊松比材料层(2)圆周包覆在管道修复部位，所述钢套筒(1)设置在所述负泊松比材料层(2)的外周侧，所述钢套筒(1)包括第一半弧板(31)和第二半弧板(32)，所述第一半弧板(31)和所述第二半弧板(32)通过法兰连接，所述钢套筒(1)与管道外周壁形成环形空腔，所述负泊松比材料层(2)位于所述环形空腔内，所述钢套筒(1)的内壁设置有分隔板(7)，所述钢套筒(1)上设有灌注孔(4)和出胶孔(5)。2.根据权利要求1所述的一种提高管道轴向约束力的钢质环氧套筒，其特征在于：所述灌注孔(4)和所述出胶孔(5)设置在所述第一半弧板(31)上。3.根据权利要求2所述的一种提高管道轴向约束力的钢质环氧套筒，其特征在于：所述第一半弧板(31)的内壁设置有所述分隔板(7)，所述第二半弧板(32)的内壁也设置有所述分隔板(7)，所述第一半弧板(31)的所述分隔板(7)和所述第二半弧板(32)上的所述分隔板(7)形成连续的螺旋片状，所述分隔板(7)将所述环形空腔分隔成连续的螺旋空腔，所述灌注孔(4)和所述出胶孔(5)设置在所述连续的螺旋空腔的两端，所述负泊松比材料层(2)填充在所述连续的螺旋空腔内，所述负泊松比材料层(2)整体呈成连续的弹簧状。4.根据权利要求3所述的一种提高管道轴向约束力的钢质环氧套筒，其特征在于：所述第一半弧板(31)和所述第二半弧板(32)的拼接缝处设置有若干挡板(8)，所述挡板(8)设置在所述第一半弧板(31)内壁。5.根据权利要求1所述的一种提高管道轴向约束力的钢质环氧套筒，其特征在于：还包括密封组件，所述密封组件设置在钢套筒(1)轴向两端面，所述密封组件包括密封胶条(9)、锁紧环(10)，所述密封胶条(9)设置在所述钢套筒(1)端面，所述锁紧环(10)通过螺栓将所述密封胶条(9)固定在所述钢套筒(1)两端。

技术总结
本实用新型公开了一种提高管道轴向约束力的钢质环氧套筒，包括钢套筒、负泊松比材料层，负泊松比材料层圆周包覆在管道修复部位，钢套筒设置在负泊松比材料层的外周侧，钢套筒包括第一半弧板和第二半弧板，第一半弧板和第二半弧板通过法兰连接，钢套筒与管道外周壁形成环形空腔，负泊松比材料层位于环形空腔内，钢套筒的内壁设置有分隔板，钢套筒上设有灌注孔和出胶孔。该实用新型解决了现有技术中环氧钢套筒修复部位受到轴向应力后容易沿轴向扩展损伤的问题。展损伤的问题。展损伤的问题。


技术研发人员：王汝恒 何莹 贾彬 张豫 朱立 陆剑锋
受保护的技术使用者：西南科技大学
技术研发日：2021.12.06
技术公布日：2022/5/16