钢骨架聚乙烯塑料复合管连接技术的改进

材料焊接成完整筒状或者固化骨架包覆在聚乙烯树脂内，另外一种是增强材料成连续带状缠绕在被增强的塑料内管上。钢骨架聚乙烯塑料复合管作为增强热塑性塑料复合管的一种，已在给水、化工、石油石化领域被广泛应用，并且不断地在发展和增长，国内外的实践与市场应用证明了其确实具有独特的优点。

钢骨架聚乙烯塑料复合管是一种集钢材与热塑性塑料两种材料优点于一身，有着优良的综合性能的新型复合管材产品，钢塑两种材料以结构复合方式复合。连接时主要采用配套的电熔套筒连接，其连接原理是在增强电熔套筒内等距螺旋布置电热丝，管材插入后，以专用电源给电热丝供电，电流的热效应使套筒内壁—管材外壁一定厚度的塑料快速均匀熔化达到焊接的目的。连接处强度不低于管材本体。而目前管材在施工中常遇到供热过量或特殊环境（溢水）下的连接，这样就存在管道输送量减小、连接不牢固的弊端。尤其是在油气输送过程中，维护维修耗费大量财力物力。因此，钢骨架聚乙烯塑料复合管连接技术亟待突破，研究管材连接机理，依据管道结构，对其生产过程进行革新是一个全新且非常有潜力的技术，使其拥有适宜的结构，适应供热过量和特殊环境下施工的特点，具有重大的意义。

2 研究内容

2.1 钢骨架聚乙烯塑料复合管连接问题

钢骨架聚乙烯塑料复合管其生产工艺及管材结构决定了管材定长生产方式，电熔连接为钢骨架聚乙烯复合管的主要连接方式，其连接主要存在以下问题：①电熔套筒为直通连接件，但在实际生产中由于增强电熔骨架的约束，电熔产品在脱模冷却后，纯塑部分收缩一定尺寸，形成了“鼓”型结构，造成了施工装配困难。同时在部分工程施工、管线碰头、换管抢修时很难保证焊接区域干燥无水，电熔装配后溢水的情况较普遍，造成电熔焊接不良，通常需要配合堵漏卡具完成抢修;②管材对接处为管材封口的纯塑部分，若加热后熔化过量，焊接时熔胀的聚乙烯向管材对接处流动，从而导致塑料向管材内部溢出，在管材内部产生类似于窗帘状的塑料薄层，造成管道缩径，积垢明显。

2.2 钢骨架聚乙烯塑料复合管连接改进

改进电熔注塑成型模具结构，降低管材与电熔装配难度，同时能够适应溢水焊接的需要;改进电熔线的布线方式，减少焊接时管材对接处的发热量，避免塑料溢出到管材内部（内壁冒料现象）;改进焊接工艺，配合改进后的电熔产品结构，实现电熔的溢水焊接。

2.2.1 改进电熔芯套结构

改进电熔芯套，实现结构上的三锥度（如图1）。3个锥度处电熔与管材封口配合为间隙配合，降低装配难度;箭头所示处管材与管材封口为过盈配合，此处配合紧密起密封作用，利于溢水焊接时的配合需要，阻止介质溢出。

图1电熔注塑成型模具示意圖

2.2.2 改进电熔线布线方式

在电熔芯套上制作沿圆周方向的加工纹理，增加电熔线与芯套间的摩擦力;电熔线缠绕在芯套上时，越过两管材对接的中间部分，使管材在焊接过程中，对接处发热量极小。

2.2.3 改进焊接工艺

采用四步焊接工艺适应装配及溢水焊接需要。即一次预热、加压二次预热、间隔、焊接。一次预热保证熔区处均匀升温（保证焊区温度在60-70℃左右）适度膨胀增加配合紧密度;二次预热主要目的是使熔焊区域的聚乙烯充分吸收热量并产生热胀效果，温度达到熔焊临界点（160-170℃左右），这样可大大增加熔焊区压力，这样不但能完全止住溢水，还能把熔焊区原有的水“挤出”熔焊区域，保证熔焊区域干燥。第三步间隔，使熔焊区温度充分传导。第四步，输入焊接电压进行焊接。

2.3 钢骨架聚乙烯塑料复合管连接指标

①电熔套筒3锥度的设计，产品成型后为直通件，使得管道连接装配时，不施加外力情况下，装配尺寸达到80%;②电熔套筒锥度。一要保证电熔骨架内壁塑料层有足够厚度，二要保证管材封口尺寸最稳定处，以保证过盈配合的稳定性;③四步焊接法的时间参数。保证熔焊质量，且能充分排出管材与电熔间存在的介质，不产生内壁冒料情况。

3 结论

通过对钢骨架聚乙烯塑料复合管连接技术改进的研究，提高了管材安装效率及工程维修效率，解决了溢水焊接的难题。促进了钢骨架塑料复合管的应用和推广，意义重大。

参考文献：

[1]孙红镱，马文琦.钢骨架塑料复合管技术[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2003.

[2]田忠等.钢骨架塑料复合管的研究进展及对策[J].化工机械，2008，35（5）.

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