注塑管件連接技術的開發范文

本站小編為你精心準備了注塑管件連接技術的開發參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

《煤礦現代化雜志》2014年第四期

1傳統熱熔法蘭連接的缺陷

熱熔法蘭連接是在生產車間內把聚乙烯塑料法蘭放置在熱熔機頂端，使聚乙烯法蘭尾端對準雙向熱熔器的陽模，后再安放半成品管材與熱熔器的陰模對齊，確保聚乙烯法蘭與管材在同一軸線上，同時通電加熱，聚乙烯法蘭內表面與管材端部外表面同時加熱5～8min后，脫開陰陽模熱熔器，立即通過液壓油缸將管材插入聚乙烯法蘭內徑，在室溫下冷卻5min成型。加工另一端法蘭前，在塑料法蘭后套上鐵法蘭盤，通過螺栓緊固法蘭盤實現管路系統的鋪設。熱熔法蘭連接存在以下幾個方面的不足：（1）同時給管端外表面和聚乙烯塑料法蘭內表面加熱，由于無法觀測塑料的熔融狀態，無法準確判斷塑料熔融狀態是否能夠滿足法蘭與管材的連接強度。（2）復合管管端有鋼絲，同樣在熱熔前需經行管材封口處理，封口工序相對復雜，且封口的安全性能無法從根本上得以保證，可能影響到管材的整體安全性能。（3）熱熔法蘭承壓能力低，只能在煤礦管道系統1.6MPa以下地方使用，無法大面積推廣[5]。有鑒于此，在電熔法蘭和熱熔法蘭諸多缺陷的基礎上，注塑管件連接技術是生產車間在鋼絲網骨架聚乙烯復合管端通過注塑機直接注塑聚乙烯法蘭，在法蘭后面背套一個鋼制鐵法蘭盤，通過螺栓緊固連接鐵法蘭實現整個管路系統的連接。這種管件具有承壓能力高，安裝無需橡膠密封墊，連接簡單方便，安全可靠，綜合成本大幅下降等優點。

2復合管直接注塑管件技術

礦用鋼塑復合管注塑管件連接技術是在復合管端直接注塑聚乙烯塑料法蘭，在塑料法蘭后面背套一個鋼制鐵法蘭盤，通過螺栓連接鐵法蘭實現整個管路系統的連接（如圖1所示）。整個管路連接符合煤礦井下安裝的實際需要，安裝簡單方便，安全可靠，切實可行。

2.1復合管直接注塑管件技術原理管件詳細技術原理如下：復合管切割模口后，將復合管的管端100mm插入加熱器對管材外表面和管材切割端面進行加熱5min，使之達到110℃～120℃出現微熔狀態；取出加熱管材，從管材內徑方向插入模芯，通過滾動支架把管材送入注塑法蘭模具中，模具合模，開啟注塑，冷卻成型。進而開啟具，注塑法蘭脫模，將管材連帶法蘭一起斜放入水池中進行冷卻，待塑料法蘭冷卻后，裝上兩片鋼制鐵法蘭，同樣原理注塑管材另一端法蘭。在管端法蘭冷卻過程中可以先注塑其它法蘭，提高工效。

2.2復合管直接注塑管件的性能特征復合管直接注塑法蘭去除了焊接管件工藝管材必須封口這一工序，消除了封口不嚴引起介質進入腐蝕鋼絲網金屬骨架導致管道系統失效的致命影響，具有承壓能力高，密封性能安全可靠的特性。復合管直接注塑法蘭技術的實現，改變了傳統復合管法蘭只能通過焊接方式才能實現，該技術填補了同類行業的技術空白，達到國內領先水平，對于推動整個行業的發展具有指導作用。注塑管件連接技術與傳統的機械連接方式電熔法蘭和熱熔法蘭技術相比主要有以下優點：（1）去掉了復合管管端鋼絲封口工序，簡化操作，降低管件加工成本。消除了因封口不嚴引起介質進入腐蝕鋼絲網金屬骨架導致管道系統失效的致命影響。（2）與電熔及熱熔法蘭相比，在注塑過程中，熔融料通過注塑機高壓送入模具中使之與管材連接，不會出現焊接空洞等缺陷，提高了塑料的密實性，確保了管件的安全。（3）承壓能力高，以Φ110管為例，管件地面試驗承壓能力可以達到5.0MPa。而焊接法蘭目前只能達到1.6MPa。（4）安裝過程中無需橡膠密封墊，連接簡單方便，安全可靠。由于法蘭面采用聚乙烯柔性材料，螺栓緊固過程就能將兩法蘭壓緊實現密封連接，簡單快捷，安全高效。（5）管件綜合成本大幅下降。與電熔、熱熔焊接法蘭相比，管件綜合成本下降30%左右。

2.3復合管直接注塑管件研究的主要內容

2.3.1設計管件法蘭連接結構聚乙烯塑料法蘭是在鋼絲網骨架聚乙烯復合管體上設計一個塑料法蘭結構，塑料法蘭后面背套一個鋼制鐵法蘭盤，通過螺栓連接鐵法蘭實現整個管路系統的連接。整個管路連接符合煤礦井下安裝的實際需要，安裝簡單方便，安全可靠，切實可行。鋼制鐵法蘭盤規格見表1。

2.3.2原材料選擇復合管注塑管件選用高密度聚乙烯（HDPE）,這種HDPE一般是呈乳白色的球形或圓柱形顆粒，其流動性是用熔體指數予以表示，即在溫度為190℃,負荷為2160g下，10min內熔體通過孔徑為2.1mm，長度為8mm孔的克數。成型加工之前不必進行干燥處理，對于那些因包裝不嚴、貯藏不當而引起水分過量的顆粒，可在70℃～80℃溫度下干燥1～2h。

2.3.3復合管注塑管件成型條件注塑成型的基本原理：注塑機利用PE塑膠加熱到一定溫度后,能熔融成液體的性質,把熔融液體用高壓注射到密閉的模腔內,經過冷卻定型,開模后頂出得到所需的塑體產品。因此，復合管注塑制品法蘭的質量主要取決于以下幾個注塑工藝條件的控制。（1）料筒溫度：料筒溫度主要是與PE的密度高低和熔體流動速率大小有關，另外還與注塑機的類型和性能，一級塑件的形狀有關。由于HDPE為結晶型聚合物，在熔融時晶粒要吸收一定熱量，因此料筒溫度應高于它的熔點10°。HDPE的料筒溫度控制在220℃，溫度在料筒上的分布情況則要求加料段宜低些，以免出現物料附于螺桿上，進而造成加料不暢。（2）模具溫度：模溫對塑件的結晶狀況有較大影響，模溫高，熔體結晶度高，強度高，但收縮率也會增大。通常HDPE的溫度應控制在60℃～70℃。保壓時間長短應根據流道、澆品的大小，制品的壁厚而定。（3）注塑壓力：提高注塑壓力有利于熔料的充模，由于HDPE的流動性很好，因此除薄壁細長制品外，應該精良選擇較低的注射壓力。對塑料法蘭注塑制品而言，注射壓力為30～40MPa。

2.3.4小批量生產，試驗室試驗試驗原理：試驗室采用靜液壓耐壓試驗，即對給定的塑料復合管，在給定的時間內，使其承受規定的恒內壓作用，觀察管材是否發生破壞作用。試驗壓力值和試驗時間由管材的產品標準確定。表2復合管注塑管件試驗表

3復合管推廣應用前景

就煤礦行業而言，據煤炭科學研究總院上海分院統計，2008年，全國的聚乙烯瓦斯管用量接近6000t，各煤礦集團基本屬于個別試用階段，整個市場處于培育、推廣開發過程中。近年來，全國的聚乙烯瓦斯管用量快速增長，以各煤礦集團的下屬公司或聯營公司為主的聚乙烯瓦斯管生產企業迅速增加，各煤礦集團進入全面應用階段。各煤礦集團已漸漸認識了聚乙烯瓦斯管的優越性，整個市場處于迅速擴大過程中。據煤炭科學研究總院上海分院預測：按照目前中國煤炭的產量，要杜絕煤礦瓦斯爆炸的安全事故，中國每年需要十萬噸聚乙烯瓦斯管。因此，預計5~10年，聚乙烯礦用管的市場仍處于快速增長期。鋼絲網骨架聚乙烯復合管集鋼、塑兩種管材的優點于一身，具有十分優越的綜合性能：承載能力強、耐腐蝕性好、優良的耐磨性、性能價格比高等。隨著鋼塑復合管直接注塑法蘭連接技術的攻破，徹底解決了塑料管路系統跑、冒、漏、滴等不良現象，保證了復合管在煤礦井下得以全力推廣，且在安裝過程中不用裝橡膠密封墊，安裝快速方便，安全可靠，既可大大降低工人勞動強度，又可縮短施工周期。管材2012年4月份在平煤等各個礦井作為供排水、壓風、瓦斯抽放使用效果良好，受到用戶單位和井下工人的一致好評，具有很好的社會效益和推廣價值。

4結論

鋼塑復合管注塑法蘭管件結構設計合理，生產加工過程中去除封口這一工序，徹底杜絕了由于封口不嚴，引起介質進入腐蝕鋼絲網金屬骨架導致管道系統失效的致命缺陷，具有承壓能力高，密封安全可靠，耐腐蝕性強，重量輕，安裝快捷方便等特點。工業性試驗的成功應用，說明了鋼塑復合管注塑管件連接技術在煤礦井下管道系統中值得大力推廣。復合管注塑法蘭技術的成功開發，改變了傳統鋼塑復合管管件只能通過焊接方式才能實現的現象，該技術填補了同類行業的技術空白，對于推動整個行業的發展具有指導作用。

作者：索祝偉孫運國單位：平煤股份有限公司十一礦