李宏亮

摘 要：鋼絲焊接骨架增強(qiáng)聚乙烯復(fù)合管（GSG）制造過(guò)程是以纏繞并焊接成型的網(wǎng)狀鋼絲作為加強(qiáng)骨架，與塑料同步擠出成型，使骨架鑲嵌在國(guó)際通用塑料PE80、PE100級(jí)聚乙烯管壁中間復(fù)合而成新型管材。鋼網(wǎng)與聚乙烯最終形成立體交錯(cuò)的網(wǎng)狀復(fù)合結(jié)構(gòu)，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(shè)備，但在工程現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，由于空間等限制無(wú)法應(yīng)用大型設(shè)備，施工現(xiàn)場(chǎng)斷管封口一直是行業(yè)難題，本文通過(guò)對(duì)現(xiàn)有施工封口技術(shù)分析研究，介紹了一種新型高效、質(zhì)量穩(wěn)定的現(xiàn)場(chǎng)封口設(shè)備及技術(shù)方法。

關(guān)鍵詞：鋼絲焊接;復(fù)合管;施工封口

鋼絲焊接骨架增強(qiáng)聚乙烯復(fù)合管是一種集鋼材與熱塑性塑料兩種材料優(yōu)點(diǎn)于一身，有著優(yōu)良的綜合性能的新型復(fù)合管材產(chǎn)品，鋼塑兩種材料以結(jié)構(gòu)復(fù)合方式復(fù)合。定長(zhǎng)管材連接時(shí)主要采用配套的電熔套筒連接，其連接原理是在增強(qiáng)電熔套筒內(nèi)等距螺旋布置電熱絲，管材插入后，以專(zhuān)用電源給電熱絲供電，電流的熱效應(yīng)使套筒內(nèi)壁--管材外壁一定厚度的塑料快速均勻熔化達(dá)到焊接的目的。連接處強(qiáng)度不低于管材本體。而施工中由于現(xiàn)場(chǎng)需要不同長(zhǎng)度管材，管材截?cái)嗪髷嗝嬗袖摻z外露，為防止鋼絲為氧化生銹導(dǎo)致管材脫層，必須要對(duì)管材切割斷面進(jìn)行封口。

目前，國(guó)內(nèi)鋼絲網(wǎng)骨架塑料復(fù)合管材斷面封口方法主要以塑料封口環(huán)進(jìn)行封口，該封口方法首先需去除管材端面鋼絲，開(kāi)具一定深度的環(huán)形凹槽，而后利用熱風(fēng)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(jī)、手工焊條、熱風(fēng)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(diǎn)是封口后的管材堆放在露天場(chǎng)地上時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)封口環(huán)就會(huì)脫層進(jìn)而脫落，當(dāng)封口環(huán)脫落后鋼絲就會(huì)直接與管內(nèi)輸送介質(zhì)接觸，介質(zhì)會(huì)直接腐蝕鋼絲導(dǎo)致管材脫層，繼而導(dǎo)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(chǎng)的技術(shù)和資源條件，管道施工過(guò)程中可能出現(xiàn)需要切斷管材但無(wú)法封口的情況，此時(shí)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(qiáng)聚乙烯復(fù)合管迫切需要一種操作簡(jiǎn)易高效的封口方法和攜帶方便的封口設(shè)備。

1 研究?jī)?nèi)容

1.1 鋼絲焊接骨架增強(qiáng)聚乙烯復(fù)合管端面封口問(wèn)題

鋼絲焊接骨架增強(qiáng)聚乙烯復(fù)合管其生產(chǎn)工藝及管材結(jié)構(gòu)決定了管材定長(zhǎng)生產(chǎn)方式，施工斷管后需在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行端面鋼絲封閉，主要存在以下問(wèn)題：

1.1.1 操作難度大

管材現(xiàn)場(chǎng)切斷時(shí)，先在端面開(kāi)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(jī)開(kāi)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(guò)長(zhǎng)時(shí)間練習(xí)，掌握端面鋼絲的去除技巧。如圖1所示。

1.1.2 效率低

開(kāi)具環(huán)形凹槽及利用熱風(fēng)槍進(jìn)行焊接，都需要較長(zhǎng)時(shí)間，熟練工人完成一個(gè)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(kāi)槽受人員因素影響較大;熱風(fēng)槍焊接時(shí)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(qiáng)聚乙烯復(fù)合管施工現(xiàn)場(chǎng)封口設(shè)備及技術(shù)研究

設(shè)計(jì)聚乙烯封口環(huán)及加熱模具組件，施工現(xiàn)場(chǎng)封口時(shí)，利用加熱模具組件分別對(duì)管材端面及封口環(huán)進(jìn)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(shè)備原理圖及成品圖如圖2、圖3所示。

2 具體實(shí)施方式

2.1 設(shè)計(jì)凹槽式聚乙烯封口環(huán)

封口環(huán)的設(shè)計(jì)要保證管材端面的鋼絲能進(jìn)入封口環(huán)的凹槽內(nèi)，不會(huì)阻擋封口環(huán)與管材端面的熔接;環(huán)與管材壓合時(shí)，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(zhǎng)度。

2.2 設(shè)計(jì)加熱模具組件

加熱模具組件作用是分別對(duì)管材端面及封口環(huán)進(jìn)行加熱。管端加熱模具加熱的同時(shí)要將管端進(jìn)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(duì)管材、封口環(huán)的加熱質(zhì)量，又要保證加熱完成時(shí)易于與封口環(huán)及管材進(jìn)行分離;加熱組件對(duì)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(shí)達(dá)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(shè)計(jì)快速夾鉗

設(shè)計(jì)固定封口環(huán)用的快速夾鉗，利用大力鉗的原理，實(shí)現(xiàn)封口環(huán)的快速固定、取出功能，同時(shí)將夾鉗可安裝于定位架之上。

2.4 定位架設(shè)計(jì)

定位架主要用于安裝封口環(huán)固定模具，封口時(shí)起到固定管材與封口環(huán)作用。針對(duì)不同施工要求需分別設(shè)計(jì)液壓動(dòng)力及機(jī)械動(dòng)力支架。

2.5 施工方法介紹

使用過(guò)程：電熱板通電加熱后，復(fù)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(fù)合管端面后，撤走電加熱板組件，利用壓力將復(fù)合管和純塑封口環(huán)壓合，將復(fù)合管與封口環(huán)熔合。

3 熔合指標(biāo)

①端面均勻取四點(diǎn)進(jìn)行塑性撕裂試驗(yàn)，塑性撕裂長(zhǎng)度不小于75%;②連接性能試驗(yàn)要求無(wú)破裂、無(wú)滲漏。

4 應(yīng)用效果

①解決了GSG管施工現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)斷管施封口的難題。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)鋼絲焊接骨架增強(qiáng)聚乙烯復(fù)合管施工現(xiàn)場(chǎng)封口設(shè)備、技術(shù)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(chǎng)施工的行業(yè)難題。促進(jìn)了鋼絲焊接骨架增強(qiáng)聚乙烯復(fù)合管的應(yīng)用和推廣，意義重大。

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