中空壁纏繞管連接方法分析及改進研究

王秋騰

（廣東永高塑業發展有限公司，廣東 廣州 510800）

1 現有連接方法分析

目前，現有技術所采用的連接方式主要有以下幾種：

1.1 熱熔擠出焊接

采用HDPE 給水管等同的連接方式，通過加熱板加熱需要對接的管材端頭，把連接縫兩端的聚乙烯材料熔融接成一體。接口平整；需用電；對內外徑尺寸要求很高。下雨或積水無法施工；雜質清理不干凈容易假焊。

1.2 熱熔擠出焊接

熱熔擠出焊接是采用專用熱風擠出焊接工具，先將管材被連接兩端加熱，焊槍擠出熔融的聚乙烯料，把連接縫兩端的聚乙烯材料熔融接成一體的連接方法。

這種連接方式對管材對接口平整度要求高，對焊材要求高，且受環境影響大，需要用電，刮風下雨，有積水等都可能造成假焊，另外，通常需要內外焊接，對800 以下的小口徑管材很難實現；

1.3 電熱熔帶焊接

電熱熔帶焊接方法是利用鑲嵌在連接處接觸面的電熱元件通電后產生的高溫連接方法。此種方式依然沒有解決上述問題，另外，下雨或積水無法施工；雜質清理不干凈容易假焊。內壁和結構層無法密封，如管材外壁有破損，內壁起不到作用，容易漏水。

1.4 熱收縮管 (帶) 連接方法

熱收縮管 (帶) 連接是采用纖維增強聚乙烯熱收縮帶做內層，熱收縮管做外層，熱收縮管內表面涂有熱熔膠，經加熱后與的將相鄰管端貼合緊箍連成一體的連接方法。該辦法的優點是不需要使用電源，但需要噴槍，采用煤氣，戶外安裝受環境影響，在本質上依然沒有解決以上兩種方式存在的問題。

1.5 雙向套筒膠圈承插連接

制作帶雙向承口的套筒管件，可以采用注塑件，也可以采用滾塑件，將管材插入套筒兩頭。管材外徑尺寸要求高；管材外表面平整性要求高；管材管件分開。受管材外徑和表面平整性約束，閉水試樣通過概率較低；內壁和結構層無法密封，仍然會出現上述的問題。

1.6 單頭膠圈承插連接

在管材一頭進行擴口或在管材一端在線注塑擴口頭或預制件安裝，膠圈放置于另外一頭管材直管段上，安裝時管材直管套入擴口即可實現連接。但對管材外徑尺寸要求高；管材外表面平整性要求高；受管材外徑和表面平整性約束；內壁和結構層無密封，還會出現漏水。優點是，柔性連接，抗沉降能力好。

1.7 預制承插口電熔承插連接

在管材兩頭分別加裝承插口預制件，其中承插口預制件采用車制或注塑或滾塑等辦法制作而成，預制件分別人工焊接分別固定在管材兩端，先將插口套入承口，再通過承口或插口上的電熱元件通電后產生的高溫融化承插口接觸面而實現連接。

2 改進研究方向

針對上述連接方式，各有優缺點，也都有在使用，但以上連接方法在實際工程安裝過程中，除了膠圈承插類連接，大多數前提條件是溝渠不能有水，否則是無法進行連接作業的。因此有必要開發一些新的連接方式，盡可能減少缺點，采納優點。綜合目前市場的需求情況，我們改進研究方向主要考慮：

1） 能夠快速連接；2） 不用明火或電；下雨天也能安裝；3） 管件預管件焊接強度高，抗沉降能力好；4） 中空壁纏繞管縱向回縮率很大，一般2%～3%，所用連接方式必須能夠解決回縮問題；5） 連接件加工工藝簡單，需要考慮成本。

3 研究成果論述

針對上面所描述的問題以及提出的一些改進研究方向，作者及其所在的團隊一直將此項技術開發工作做為首要的任務，經過一年多的研究和開發，在2019 年成功開發了一種膠圈承插式連接結構和連接方法技術。該技術已申報了相關的發明專利。通過實際應用，成功解決了一直困擾纏繞管連接安裝的多項難題。

其技術方案如下：在中空結構壁纏繞管管材兩端管壁上開軸向孔，利用注塑機在管材兩端分別進行注塑承插口，注塑后，熔融狀態物料流入軸向孔內相差突出部，突出部的末端形成有防拔脫部，該防拔脫部嵌入中空管的空腔內，其中，插口的外側壁上設有用于安裝環形膠圈的膠圈槽。膠圈槽的寬度大于或等于30mm。管材端面的軸向孔的數量為至少3 個。 采用上述結構后，管材連接接頭和現有技術相比所具有的優點是：

1） 雙頭承插式中空結構壁纏繞管的承口（或插口） 與管材之間設有防拔脫結構，大幅度提高接頭耐拔脫力，連接牢固，可靠性好；2） 承口（或插口） 與管材兩端的中空腔能形成良好的密封，防止水在管材中空結構中流通，即管材內外壁真正實現雙層隔水，即使有單層由于回填或其他原因造成破碎，也不會出現漏水；3） 雙頭承插式結構適用于任何等級的管材的接頭制作及不同等級管材轉換連接安裝；雙頭結構有效避免中空結構壁纏繞管材由于外壁（尤其是熔膠部位） 不平整導致的漏水；4） 管材安裝時采用膠圈柔性連接，與其他剛性連接的接口相比，接口有較好的抗沉降性能，地面晃動時接口不松脫，不易破碎；雙頭承插式結構可以在工地上快速連接，對施工環境要求不高；5） 管材接頭不需要預制件，生產成本較低。

4 結語

承插式連接由于其連接可靠性及連接的快速性備受用戶的喜愛，在國家GB/T19472.2 標準中也將電熔承插和膠圈承插連接方式作為首選的連接方式。根據兩者的優缺點，不斷優化了連接方式，我們只是針對不同的地質要求給予客戶更多更好的選擇。我們認為改進型膠圈承插連接方式才是更好的選擇，更加適合施工，本文提出的連接結構及辦法在多個市政排水工程的施工中成功應用，獲得良好的市場反應，為其它類似的管道設計施工提供了寶貴的經驗。