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大口径钢带螺旋波纹管连接的新工艺

2019-07-26

大口径钢带螺旋波纹管连接的新工艺

贵州钢带增强波纹管要说在我国,大口径钢带增强聚乙烯螺旋波纹管是一种值得推广的市政排污水管道。然而,在施工过程中采用常规四种焊接连接方法中的一种,或是并行采用其中两种或两种以上的连接方法,都不能很好地满足排污水管道的密封要求。为此,浙江双林塑料机械有限公司经过论证确定采用承插式电热熔连接可以解决这一难题,并为此特别开发了钢带管承插口制作机。

中国塑料管道委员会年会情况汇报中提出:“十二五”期间,我国塑料管道加工业还继续以聚氯乙烯(PVC)管道和聚乙烯(PE)管道为发展重点,并大力发展改性、复合、新型塑料管道以及塑料管道系统化的应用,大力推进大口径排水、排污用结构壁塑料管道的研究和应用,完善产品配套技术,通过改性方式提高塑料管材的综合性能,进一步实现塑料管道应用领域的扩展。

目前用于市政排水、排污的大口径管道大体分为三类:一类为纯塑料管道,有大口径聚乙烯缠绕结构壁管、大口径中空壁缠绕管和大口径波纹管;第二类为钢塑复合管道,有大口径钢带螺旋波纹管、聚乙烯塑钢缠绕排水管;第三类为传统水泥管道。

抛开水泥管不谈,因为这种传统管道具有使用寿命短、易渗漏和环保性差的缺点正逐步被新型管道所替代。仅从节省生产成本的角度来看,第二类的钢塑复合管道优于一类的纯塑料管。当然,根据目前国内外对第二类管材的使用情况来看,还很难对这类管材的使用寿命做出一个确切的定论。这是因为,这类管材有着钢材和塑料的双重物理性能,特别是由于两种材料的热膨胀系数相差很大,管子工作时在环境、传输介质及温度变化等诸多因素的综合影响下,会发生结合层的脱落。因此,欧洲的一些国家已严令禁止使用此类管材。而在我国,由于国情和其他一些条件的制约,第二类管道产品自开发以来一直沿用至今,并且制定了相应的行业标准。

这类管材还有一项不确定因素就是管道连接的可靠性,而管道连接的安全性是直接影响整个管网运作性能的关键环节。

钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的国家标准中介绍了针对螺旋形端口的四种常用连接方法,聚乙烯塑钢缠绕排水管的标准中也介绍了其中的两种方法以适应各种不同工程的需要。目前这些连接技术还在继续发展和完善中,贵州钢带增强波纹管还要说并没有一种方法能够真正做到全密封,无泄漏。

一种方法是热熔挤出焊接连接。如图1所示,热熔挤出焊接连接是使用带热风装置的挤出焊机将待焊的管材接口处聚乙烯部分用热风预热同时挤出熔融的聚乙烯料,把连接缝两侧的聚乙烯熔接起来。焊接时一般要求金属断开部位尽可能对齐,以减小接口间隙。这种挤出熔融料焊接一般应进行内外双面焊接。对于内径800mm以上的管材,工人可以进入管内焊接,但对于直径小于800mm的管材这种方法就难以实现了。这种连接方法的优点是比较方便和灵活;施工工具简单(只需焊枪和电源);材料成本低。缺点是焊枪的挤出压力有限,挤出的熔融料密实性不够,很难保证连接处密封不泄漏;使用人工较多,施工比较费时间;对操作人员的技能要求较高,难以确保焊接质量;劳动力成本不断上升,使得这种连接方法的总费用也在不断上升。

第二种方法是电热熔带焊接连接。如图2所示,电热熔带连接是行热风挤出焊接,然后再将电热熔带焊接在外层波谷连接处。这种方法是在热熔挤出焊接连接基础上进行的,所以连接处的密封性也更好,但是施工时间、总费用也会有所增加。有些资料中介绍这种方法需对管材波峰钢带断开处进行焊接连接;也有介绍在连接时电热熔带没有覆盖到的轴向接缝需用挤出熔料焊接,必要时在管道内再用挤出熔料焊接。笔者认为这种连接方法在理想状态,即管材的圆度保持很好的情况下使用是安全可靠的,但受钢材易发生变形的影响,这类管材在长期堆放和运输中,想保持管材具有很高的圆度是不可能实现的。故这种采用电热熔带焊接的连接方法其密封性也是不能保证的。

第三种方法是热收缩管(带)连接。如图3所示,热收缩管(带)连接是通过对热收缩管(带)进行火焰加热,使其收缩,而后其内表面的热熔胶与管材外表面粘接成一体。热收缩管(带)冷却固化后即可形成恒定的包紧力。采用此种连接方式时,应与内(或)外热熔挤出焊接组合使用。如果内侧不焊接,应采取加堵塞等方法防止雨污水进入波形钢肋的空腔,以避免腐蚀钢肋。由此可见,这种连接也是建立在热熔挤出焊接基础上,而不是单独进行的。若单用热收缩管(带)连接方法连接可行,其优点还是比较多的,比如连接比较容易;施工工具简单(只需火焰喷枪);虽然用于制作热收缩管(带)的电子加速器设备成本较高,但其材料成本还是可以接受的。

第四种方法是卡箍连接。如图4所示,卡箍连接是通过金属卡箍将待接管材连接并固定,同时采用弹性密封圈和阻水泡沫进行密封。其优点是连接方便和灵活;对于现场条件适应性强;施工工具简单(只需手工工具);人工费用少。卡箍加密封带的连接方法用于排雨水管肯定可以满足密封要求,但是不能保证满足排污水管的密封要求。

鉴于钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的连接比较麻烦(外周是螺旋的波纹形,管端的断面也是螺旋面),采用上述四种方法连接都不能很好满足排污水管的密封要求,有关专家曾建议:将钢带增强聚乙烯螺旋波纹管应用到排污水管领域时应考虑两种或两种以上连接方法并行来确保密封的可靠性。但是,贵州钢带增强波纹管告诉你多种方法并行会使施工成本大幅提高,而且还是不能保证连接处的零泄漏。因此,解决好钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的连接问题是该种管材能否得到顺利推广的关键。

浙江双林塑料机械有限公司依据多年从事塑料管材及生产设备研发的丰富经验,应市场之所需,通过开发出钢带管承插口制作机,终于攻克了钢带增强聚乙烯螺旋波纹管不能可靠连接的难题。采用这种钢带管承插口制作机,可将钢带管的连接方式变成承插式电热熔连接,或是带弹性密封圈的承插连接。之所以考虑将钢带管的连接方式定为这两种方法,是因为它们作为目前塑料排水、排污管优异的连接方法,可为管道带来优异的长期性能和抗损性能(如抗不均匀沉降、抗地震等)。

用于聚乙烯缠绕结构壁管材的承插式电热熔连接是目前安全的管道连接方式。这种连接方式承插口完全熔合,接口处刚度和强度与管材本体一致,属于本体连接,具有接口密封性好、管道系统更便于现场施工安装、施工周期短、降低劳动强度,以及提高安全可靠性等优点。带弹性密封圈的承插连接是埋地排水管常用的连接方法,这种连接方法已成熟运用几十年,其密封性优越,具有现场承插施工方便、密封安全和闭水试验简单等特点,已成为用户欢迎、习惯的连接方法。

由于钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的外面是螺旋形的波纹(如图5所示),显然不能像聚乙烯缠绕结构壁管材一样直接采用承插式电热熔连接,也不能像双壁波纹管那样直接采用带弹性密封圈的承插连接。而且,钢带增强聚乙烯螺旋波纹管的优势是采用效率高的连续成型在线制造工艺,若想在线制作出带承插口的管材势必降低其生产速度,得不偿失。因此我们考虑采用离线法加工钢带聚乙烯螺旋波纹管的承插口。这种方法是利用聚乙烯可热熔焊接的特点,运用缠绕成型工艺,通过热熔焊接及往复缠绕的方法在钢带聚乙烯螺旋波纹管两端制作出可连接的承插口。其具体的工序为:钢带管成品下线——吊装到承插口制造机装夹(本产品)——模具加温——连接部位加温——启动挤出主机挤出聚乙烯热料——缠绕在模具上——冷却——切削端部——脱模——从承插口机上卸下来——检验——入库。通过更换模具,还可实现标准中规定的不同直径钢带聚乙烯管材承插口的制作。

贵州钢带增强波纹管后要说采用钢带管承插口制作机制作的带承插口的钢带聚乙烯螺旋波纹管如图6所示。经检测,这种承插口连接处的环刚度可达到8~16等不同级别,强度则大于钢带管本体层压壁的拉伸强度。


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