中空壁缠绕管连接方法分析及改进研究

王秋腾

（广东永高塑业发展有限公司，广东 广州 510800）

1 现有连接方法分析

目前，现有技术所采用的连接方式主要有以下几种：

1.1 热熔挤出焊接

采用HDPE 给水管等同的连接方式，通过加热板加热需要对接的管材端头，把连接缝两端的聚乙烯材料熔融接成一体。接口平整；需用电；对内外径尺寸要求很高。下雨或积水无法施工；杂质清理不干净容易假焊。

1.2 热熔挤出焊接

热熔挤出焊接是采用专用热风挤出焊接工具，先将管材被连接两端加热，焊枪挤出熔融的聚乙烯料，把连接缝两端的聚乙烯材料熔融接成一体的连接方法。

这种连接方式对管材对接口平整度要求高，对焊材要求高，且受环境影响大，需要用电，刮风下雨，有积水等都可能造成假焊，另外，通常需要内外焊接，对800 以下的小口径管材很难实现；

1.3 电热熔带焊接

电热熔带焊接方法是利用镶嵌在连接处接触面的电热元件通电后产生的高温连接方法。此种方式依然没有解决上述问题，另外，下雨或积水无法施工；杂质清理不干净容易假焊。内壁和结构层无法密封，如管材外壁有破损，内壁起不到作用，容易漏水。

1.4 热收缩管 (带) 连接方法

热收缩管 (带) 连接是采用纤维增强聚乙烯热收缩带做内层，热收缩管做外层，热收缩管内表面涂有热熔胶，经加热后与的将相邻管端贴合紧箍连成一体的连接方法。该办法的优点是不需要使用电源，但需要喷枪，采用煤气，户外安装受环境影响，在本质上依然没有解决以上两种方式存在的问题。

1.5 双向套筒胶圈承插连接

制作带双向承口的套筒管件，可以采用注塑件，也可以采用滚塑件，将管材插入套筒两头。管材外径尺寸要求高；管材外表面平整性要求高；管材管件分开。受管材外径和表面平整性约束，闭水试样通过概率较低；内壁和结构层无法密封，仍然会出现上述的问题。

1.6 单头胶圈承插连接

在管材一头进行扩口或在管材一端在线注塑扩口头或预制件安装，胶圈放置于另外一头管材直管段上，安装时管材直管套入扩口即可实现连接。但对管材外径尺寸要求高；管材外表面平整性要求高；受管材外径和表面平整性约束；内壁和结构层无密封，还会出现漏水。优点是，柔性连接，抗沉降能力好。

1.7 预制承插口电熔承插连接

在管材两头分别加装承插口预制件，其中承插口预制件采用车制或注塑或滚塑等办法制作而成，预制件分别人工焊接分别固定在管材两端，先将插口套入承口，再通过承口或插口上的电热元件通电后产生的高温融化承插口接触面而实现连接。

2 改进研究方向

针对上述连接方式，各有优缺点，也都有在使用，但以上连接方法在实际工程安装过程中，除了胶圈承插类连接，大多数前提条件是沟渠不能有水，否则是无法进行连接作业的。因此有必要开发一些新的连接方式，尽可能减少缺点，采纳优点。综合目前市场的需求情况，我们改进研究方向主要考虑：

1） 能够快速连接；2） 不用明火或电；下雨天也能安装；3） 管件预管件焊接强度高，抗沉降能力好；4） 中空壁缠绕管纵向回缩率很大，一般2%～3%，所用连接方式必须能够解决回缩问题；5） 连接件加工工艺简单，需要考虑成本。

3 研究成果论述

针对上面所描述的问题以及提出的一些改进研究方向，作者及其所在的团队一直将此项技术开发工作做为首要的任务，经过一年多的研究和开发，在2019 年成功开发了一种胶圈承插式连接结构和连接方法技术。该技术已申报了相关的发明专利。通过实际应用，成功解决了一直困扰缠绕管连接安装的多项难题。

其技术方案如下：在中空结构壁缠绕管管材两端管壁上开轴向孔，利用注塑机在管材两端分别进行注塑承插口，注塑后，熔融状态物料流入轴向孔内相差突出部，突出部的末端形成有防拔脱部，该防拔脱部嵌入中空管的空腔内，其中，插口的外侧壁上设有用于安装环形胶圈的胶圈槽。胶圈槽的宽度大于或等于30mm。管材端面的轴向孔的数量为至少3 个。 采用上述结构后，管材连接接头和现有技术相比所具有的优点是：

1） 双头承插式中空结构壁缠绕管的承口（或插口） 与管材之间设有防拔脱结构，大幅度提高接头耐拔脱力，连接牢固，可靠性好；2） 承口（或插口） 与管材两端的中空腔能形成良好的密封，防止水在管材中空结构中流通，即管材内外壁真正实现双层隔水，即使有单层由于回填或其他原因造成破碎，也不会出现漏水；3） 双头承插式结构适用于任何等级的管材的接头制作及不同等级管材转换连接安装；双头结构有效避免中空结构壁缠绕管材由于外壁（尤其是熔胶部位） 不平整导致的漏水；4） 管材安装时采用胶圈柔性连接，与其他刚性连接的接口相比，接口有较好的抗沉降性能，地面晃动时接口不松脱，不易破碎；双头承插式结构可以在工地上快速连接，对施工环境要求不高；5） 管材接头不需要预制件，生产成本较低。

4 结语

承插式连接由于其连接可靠性及连接的快速性备受用户的喜爱，在国家GB/T19472.2 标准中也将电熔承插和胶圈承插连接方式作为首选的连接方式。根据两者的优缺点，不断优化了连接方式，我们只是针对不同的地质要求给予客户更多更好的选择。我们认为改进型胶圈承插连接方式才是更好的选择，更加适合施工，本文提出的连接结构及办法在多个市政排水工程的施工中成功应用，获得良好的市场反应，为其它类似的管道设计施工提供了宝贵的经验。