钢骨架塑料复合管电熔套筒生产方式研究

2022-07-22杨钧淼

全面腐蚀控制 2022年6期

杨钧淼

（大庆油田昆仑集团有限公司管业分公司，黑龙江大庆 163000）

0 引言

钢骨架聚乙烯塑料复合管（如图1所示）是一种内部由钢丝焊接成网后，外部包覆聚乙烯挤出成型的一种复合型管材。它很好的结合了金属管材的刚性及塑料管材的韧性，是一种具有双面防腐的新型耐压管道。复合管主要依靠电熔套筒连接[1]（如图2所示），约占总连接数的95%。

图1 钢骨架聚乙烯塑料复合管

图2 电熔套筒透视图

1 现有技术背景及存在的主要问题

电熔套筒内部拥有一个钢板冲孔后焊接而成的管状钢骨架，为保证钢骨架在电熔套筒注塑成型时位置不偏移，需要在注塑成型过程中对钢骨架进行定位，行业内常用定位方式是在骨架上安装一个定位柱（如图4所示），而后插入到模具内，辅以塑料定位钉实现骨架定位（如图3所示），主要存在以下问题：

（1）增加了钢骨架制作成本、工艺复杂。现有的定位方式，以合模分型面为界，定位点正好位于注料口的镜像位置。骨架在生产时需要单独在定位点处制作一个特殊冲孔，并焊接一个带螺纹的钢制件用于安装一个定位用的钢柱（如图3所示）；

（2）生产操作过程复杂。钢定位柱需人工安装，并且在电熔套筒冷却成型后需要人工拆卸，并填补定位柱处的孔洞；同时因为安装时电熔芯套模具的存在（如图3所示），操作者无法看到定位柱及它所要安装至的孔洞，导致安装操作困难；

（3）需要使用较多塑料定位钉辅助定位。过多的塑料定位钉会影响聚乙烯充模速度，影响料流，导致产品外观不佳（如图3黑色圆钉）。

2 技术改进原理及主要改进方案

图3 原定位方式示图

图4 原定位点与注料口位置关系

改进原有在骨架上安装一个定位柱插入到模具进行定位的方式，在模具分型面处安装两套结构，分别伸出两个由弹簧控制的可移动的钢柱，实现定位功能时两个定位柱插入到骨架冲孔内防止骨架移动。当熔融聚乙烯充满模腔的瞬间，模腔内部聚乙烯压力会达到一个最大值，此时会将定位柱顶回至机构内部，以此实现骨架的自动定位。

2.1 改进定位柱位置

原有定位柱位置在注料孔的相对侧，改进后的定位位置在注料孔的上下两侧（如图5所示）。

2.2 单点定位改进为多点定位

原有定位柱依靠单点定位，注塑过程中聚乙烯从与定位柱相对的位置注料孔处进行充模，此时定位柱处相当于一个支点，充模塑料从力臂最长处对骨架进行推移。改进后的定位柱在分型面位置，上下位置分别有两个定位柱进行定位（如图5所示）。

图5 改进后分型面4点定位

2.3 定位方式改进

原定位柱拧紧于钢骨架本体进行定位，需在骨架特定位置单独加工一处定位柱孔，并焊接定位柱底座。改进后定位柱直接插入到钢骨架中的分料孔进行定位（如图6所示）。

图6 定位柱插入骨架定位

2.4 定位柱自动回退设计

图7 保压阶段定位柱自动回退设计

原定柱在电熔管件取出模具后，需要人工拧下定位柱，并用手持式挤出机填充定位柱孔（如图2箭头所指）操作繁琐。改进后的弹簧结构定位装置，在聚乙烯充模过程中，不会对定位柱产生较大压力导致定位柱回退，能保证定位柱起到定位骨架的作用。在保压阶段定位柱在熔融聚乙烯充满模腔，此时模腔内部压力达到峰值，定位柱在压力的作用下实现自动回退。并且模腔内部始终处于保压、冷却的状态，能够保证定位柱不会在弹簧力的作用下再次回到模腔内部，导致产品出现孔洞。