鋼絲焊接骨架增強聚乙烯復合管施工現(xiàn)場封口技術研究

李宏亮

摘 要：鋼絲焊接骨架增強聚乙烯復合管（GSG）制造過程是以纏繞并焊接成型的網(wǎng)狀鋼絲作為加強骨架，與塑料同步擠出成型，使骨架鑲嵌在國際通用塑料PE80、PE100級聚乙烯管壁中間復合而成新型管材。鋼網(wǎng)與聚乙烯最終形成立體交錯的網(wǎng)狀復合結構，鋼網(wǎng)承受介質(zhì)產(chǎn)生的絕大部分壓力，聚乙烯包裹鋼絲起到防腐密封作用。管材端面分別采取錐口、平口兩種封口形式，需要大型注塑成型設備，但在工程現(xiàn)場施工時，由于空間等限制無法應用大型設備，施工現(xiàn)場斷管封口一直是行業(yè)難題，本文通過對現(xiàn)有施工封口技術分析研究，介紹了一種新型高效、質(zhì)量穩(wěn)定的現(xiàn)場封口設備及技術方法。

關鍵詞：鋼絲焊接;復合管;施工封口

鋼絲焊接骨架增強聚乙烯復合管是一種集鋼材與熱塑性塑料兩種材料優(yōu)點于一身，有著優(yōu)良的綜合性能的新型復合管材產(chǎn)品，鋼塑兩種材料以結構復合方式復合。定長管材連接時主要采用配套的電熔套筒連接，其連接原理是在增強電熔套筒內(nèi)等距螺旋布置電熱絲，管材插入后，以專用電源給電熱絲供電，電流的熱效應使套筒內(nèi)壁--管材外壁一定厚度的塑料快速均勻熔化達到焊接的目的。連接處強度不低于管材本體。而施工中由于現(xiàn)場需要不同長度管材，管材截斷后斷面有鋼絲外露，為防止鋼絲為氧化生銹導致管材脫層，必須要對管材切割斷面進行封口。

目前，國內(nèi)鋼絲網(wǎng)骨架塑料復合管材斷面封口方法主要以塑料封口環(huán)進行封口，該封口方法首先需去除管材端面鋼絲，開具一定深度的環(huán)形凹槽，而后利用熱風槍將聚乙烯焊條熔接于管材端面。使用工具較多，如修邊刀、角磨機、手工焊條、熱風槍等，攜帶不便，工藝繁瑣且材料損耗較大，封口效率和合格率較低，最大缺點是封口后的管材堆放在露天場地上時間較長時封口環(huán)就會脫層進而脫落，當封口環(huán)脫落后鋼絲就會直接與管內(nèi)輸送介質(zhì)接觸，介質(zhì)會直接腐蝕鋼絲導致管材脫層，繼而導致承壓降低致管材爆裂，影響整條管線的正常使用;另外，受限于施工現(xiàn)場的技術和資源條件，管道施工過程中可能出現(xiàn)需要切斷管材但無法封口的情況，此時如在不封口的情況下直接焊接，將給工程質(zhì)量埋下巨大的隱患，故鋼絲焊接骨架增強聚乙烯復合管迫切需要一種操作簡易高效的封口方法和攜帶方便的封口設備。

1 研究內(nèi)容

1.1 鋼絲焊接骨架增強聚乙烯復合管端面封口問題

鋼絲焊接骨架增強聚乙烯復合管其生產(chǎn)工藝及管材結構決定了管材定長生產(chǎn)方式，施工斷管后需在現(xiàn)場進行端面鋼絲封閉，主要存在以下問題：

1.1.1 操作難度大

管材現(xiàn)場切斷時，先在端面開U形凹槽，槽深宜為（3-5）mm，寬度均勻，靠近內(nèi)壁的布料保留完整，管端經(jīng)、緯線打磨清除至U形槽底，不得與槽壁有連接之處。U形凹槽使用角磨機開槽，需要將端面、圓周鋼絲全部去除后形成U槽。操作人員需要經(jīng)過長時間練習，掌握端面鋼絲的去除技巧。如圖1所示。

1.1.2 效率低

開具環(huán)形凹槽及利用熱風槍進行焊接，都需要較長時間，熟練工人完成一個手工封口大約需25min左右。

1.1.3 質(zhì)量不穩(wěn)定

管材端面開槽受人員因素影響較大;熱風槍焊接時受環(huán)境因素、人員因素影響較大，封口質(zhì)量不易控制。

1.2 鋼絲焊接骨架增強聚乙烯復合管施工現(xiàn)場封口設備及技術研究

設計聚乙烯封口環(huán)及加熱模具組件，施工現(xiàn)場封口時，利用加熱模具組件分別對管材端面及封口環(huán)進行加熱，而后將封口環(huán)壓合于管材端面，將封口環(huán)與管材熔接，形成平口式管材封口。封口設備原理圖及成品圖如圖2、圖3所示。

2 具體實施方式

2.1 設計凹槽式聚乙烯封口環(huán)

封口環(huán)的設計要保證管材端面的鋼絲能進入封口環(huán)的凹槽內(nèi)，不會阻擋封口環(huán)與管材端面的熔接;環(huán)與管材壓合時，槽內(nèi)氣體易于排出;與管材端面純塑部分熔接良好;保證熔接后純塑段的長度。

2.2 設計加熱模具組件

加熱模具組件作用是分別對管材端面及封口環(huán)進行加熱。管端加熱模具加熱的同時要將管端進行塑形為錐形，使管材更易與封口環(huán)熔接;加熱組件即要保證對管材、封口環(huán)的加熱質(zhì)量，又要保證加熱完成時易于與封口環(huán)及管材進行分離;加熱組件對管材及封口環(huán)的加熱效率需一致，即管材和封口環(huán)要同時達到適宜熔接的狀態(tài)。加熱模具組件及封口環(huán)如圖4所示。

2.3 設計快速夾鉗

設計固定封口環(huán)用的快速夾鉗，利用大力鉗的原理，實現(xiàn)封口環(huán)的快速固定、取出功能，同時將夾鉗可安裝于定位架之上。

2.4 定位架設計

定位架主要用于安裝封口環(huán)固定模具，封口時起到固定管材與封口環(huán)作用。針對不同施工要求需分別設計液壓動力及機械動力支架。

2.5 施工方法介紹

使用過程：電熱板通電加熱后，復合管加熱模具、封口環(huán)加熱模具分別升溫。分別加熱純塑封口環(huán)和復合管端面后，撤走電加熱板組件，利用壓力將復合管和純塑封口環(huán)壓合，將復合管與封口環(huán)熔合。

3 熔合指標

①端面均勻取四點進行塑性撕裂試驗，塑性撕裂長度不小于75%;②連接性能試驗要求無破裂、無滲漏。

4 應用效果

①解決了GSG管施工現(xiàn)場封口的行業(yè)難題;②封口效率高，封口效率由手工封口的35分/口，提高至10分/口;③封口質(zhì)量好且穩(wěn)定，熔接面可保證100%塑性撕裂;④攻克了GSG管行業(yè)內(nèi)現(xiàn)場斷管施封口的難題。

5 結論

通過對鋼絲焊接骨架增強聚乙烯復合管施工現(xiàn)場封口設備、技術的研究，提高了管材安裝效率及工程安裝質(zhì)量，解決了GSG管現(xiàn)場施工的行業(yè)難題。促進了鋼絲焊接骨架增強聚乙烯復合管的應用和推廣，意義重大。

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