CN103419329A - 二次注塑成型钢塑复合高抗压型pe电熔管件成型技术 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种二次注塑成型钢塑复合高抗压型PE电熔管件的成型技术，具体步骤是：（1）、将不锈钢套管经表面脱脂处理，然后放入模具一中，将套管加热到约100℃，然后用注塑机将PE热熔胶注入模具一中，完全包覆不锈钢套管；（2）、将组合件放入温度约105℃的烘箱中进行预热，取出放入模具二中，然后注塑成型PE主体部位；（3）、将加工后的组合件在自然状态下进行不少于半个月的状态调节；（4）、将组合件在其内表面以螺旋线的方式割开一道口子，同时将电阻丝埋设入口子内，然后压平内表面；（5）、将检查合格的产品在两端电极孔中安装铜电极。本发明大幅提高了塑料管件的承压能力，实现了管材的良好焊接性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种管件，尤其涉及一种主要用于2.5MPa高压的石油、燃气、给水等流体输送领域的聚乙烯（PE）管道类的连接，通过二次注塑成型加工的新型聚乙烯、钢套复合电熔管件。
背景技术
随着我国城镇化进展的快速推进，同时对能源和环保要求的不断提升，聚乙烯（PE）等塑料管道由于其优异的防腐、环保、施工简便、性能可靠等综合优势，大范围的替代传统的金属管道，在给、排水、燃气等流体输送管道领域得到了广泛应用。然而由于塑料管道的总体强度不如金属管道，因此金属管道通常仍常用于中高压力流体输送系统，而塑料管道则一般用于低压为主。
为了克服塑料管道耐压强度不如金属管道的缺点，尽量结合塑料和金属管道的优势，扩大塑料管道的应用范围，近年来国内外先后出现了各种形式的钢塑复合型管道，如PSP管，钢丝网骨架塑料复合管等管材产品，可满足2.5MPa高压流体输送的要求。而与之配套的塑料管件则由于结构和成型方式方面存在的局限性，很难达到与管材同样的压力等级，成为塑料高压管道大量推广应用的一个瓶颈。
发明内容
本发明主要是解决现有技术所存在的不足，从而开发一种可满足2.5MPa高压流体输送的要求、能与各种形式的钢塑复合型管道配套的二次注塑成型钢塑复合高抗压型聚乙烯（PE）电熔管件成型技术。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种二次注塑成型钢塑复合高抗压型PE电熔管件的成型技术，其特征在于：采用二次注塑成型的方式，用两副模具，先在高强度不锈钢套管内、外层注塑包覆一层热熔胶，然后再在其内、外部注塑管件的PE主体部分；对注塑成型后的管件毛坯内表面绕以电阻丝并装配电极，即为成品。
具体步骤是：
（1）、将按设计要求加工的不锈钢套管，经表面脱脂处理，然后放入模具一中，快速将不锈钢套管温度加高到约100℃，然后用注塑机将PE热熔胶注入模具一中，完全包覆不锈钢套管。加温采用24V电压温控仪器。由于钢套事先已经过加热处理，可获得与PE热熔胶之间良好的融合强度。
（2）、将经步骤（1）加工后的组合件放入设定温度约105℃的烘箱中进行预热，使组合件外表面热熔胶适度软化，取出放入模具二中，然后注塑成型PE主体部位。经过预加热的组合件可与外层PE料完美融合，从而使不锈钢套、PE热熔胶、PE原料三者形成一个整体。
（3）、将经步骤（1）、（2）加工后的组合件在自然状态下进行不少于半个月的状态调节，以消除内部应力，稳定尺寸；
（4）、将经步骤（1）、（2）、（3）加工后的组合件，在其内表面以螺旋线的方式割开一道口子，同时将电阻丝埋入口子内，然后压平内表面。采用改装的数控车床进行加工，首先对内径进行精加工，获得高精度的尺寸，消除内部氧化层，以提高焊接强度；第二步采用特制的刀具先将管件内表面以螺旋线的方式割开一道口子，同时将电阻丝埋设入管件内壁，并通过刀具上的一个压块结构，将埋好电阻丝的口子同步压平；第三道再次采用车刀进行第二次内表面车削处理，将管件内表面修平，并达到设计尺寸。
（5）、产品合格检查，然后将检查合格的产品在两端电极孔中安装电极。
本发明的技术方案还可以进一步完善：
作为优选，所述不锈钢套管采用孔网结构。在不影响强度的情况下，可与PE热熔胶之间更好的接触融合，防止钢套在受压的情况下，与PE热熔胶发生分层位移。
作为优选，所述电极外径上设有若干倒扣结构。该结构既可确保与电阻丝之间充分的接触面积，同时倒扣结构又可确保与管件电极孔内壁可靠的连接，避免电极脱落。
作为优选，所述管件两端设有观察孔。
作为优选，所述PE热熔胶经过接枝改性处理，其分子链一端亲PE，可与PE原料相融合，另一端亲金属，可与不锈钢套管相融合。从而实现将原本不能相容的不锈钢套和PE主体完美的融合在一起，形成一个稳定可靠的整体。
本发明的有益效果是：
1、采用增强型带孔网状不锈钢套管，作为提高管件整体耐压强度的主要部件；钢套设计成带孔网状，以最大限度的提高与PE热熔胶的融合性能，并使PE热熔胶填充网孔，大大提高两者结合的强度；
2、采用低电压电流套管预加热技术，从而使不锈钢和PE热熔胶之间的融合性能更好；
3、根据不锈钢和PE原料的特性，采用接枝改性PE热熔胶分子中一端亲PE原料，另一端亲不锈钢，从而将原本不能相容的PE料和不锈钢材料完美的融合为一个整体；
4、采用烘箱预加热的方式将PE热熔胶和钢套的组合件进行加热，并将PE热熔胶外表面轻微熔融，以确保与二次注塑的PE主体部分充分融合；
5、采用先进的后布丝方式对产品进行后期加工和布电阻丝处理，大幅提高了产品的尺寸精度，消除了氧化层，提高焊接强度；
6、采用具有多道倒扣结构的电极，确保安装可靠、电性能稳定。
综上所述，本发明具有独特的结构特点，采用经过特殊接枝改性的PE热熔胶，实现了不锈钢套和PE原料的融合，从而大幅提高了塑料管件的承压能力，突破了纯塑料管件耐压性能的瓶颈，并通过后布丝工艺将电阻丝埋入管件内表面，实现了管材的良好焊接性能。
附图说明
附图1是本发明的一种结构剖面图；
附图2是图1的剖面放大图；
附图3是不锈钢套管截面放大图。
附图标记说明：电极1，观察孔2，管件主体3，PE热熔胶4，不锈钢套管5，电阻丝6、电极保护套7。
具体实施方式
下面通过实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体说明。
实施例：
如图所示的二次注塑成型钢塑复合高抗压型PE电熔管件：
主要由电极1，观察孔2，管件主体3，PE热熔胶4，不锈钢套管5，电阻丝6，电极保护套7等部件组成。
其中，电极1与电阻丝6连接，并以过盈配合的方式装入管件主体3中，用来连接电熔焊机，将外来电源接入管件中，使其内表面的电阻丝发热，从而达到与管材焊接的功能。
观察孔2是管件主体3的一个小部件，其功能是在电熔焊接过程中，随着焊接熔融产生的熔压逐渐变大，观察孔2随着向外移动，以表征管件的焊接质量和状态。
管件主体3是整个产品的主要框架，将所有配件组合在一起，采用聚乙烯原料生产，是管件承受高压的重要受体。
PE热熔胶4为接枝改性PE材料，主要作用是作为中间媒介，将不锈钢套和外层PE主体融合成一个稳定的整体（见图2）。
不锈钢套5采用孔网结构，由高强度不锈钢板制成，且加工成网孔结构（见图3），以提高与PE热熔胶的融合强度，使整个管件承受高压的主要载体。
电阻丝6通过专用数控设备的特制刀具埋入管件内表面，在与管材连接时，通过外来的电源电流使电阻丝6发热，融化管件内表面和管材外表面的PE料，从而达到焊接连接的效果。
电极保护套7是管件主体3的一个部件，主要作用是保护储运及施工过程中，电极1不会受到外力伤害。
二次注塑成型钢塑复合高抗压型PE电熔管件的成型工艺：
采用二次注塑成型的方式，用两副模具，先在高强度不锈钢套管内、外层注塑包覆一层热熔胶，然后再在其内、外部注塑管件的PE主体部分；对注塑成型后的管件毛坯内表面绕以铜丝并装配电极，即为成品；
具体步骤是：
（1）、将按设计要求采用孔网结构加工的不锈钢套管5，经表面脱脂处理，然后放入模具一中，采用24V电压温控仪器，快速将不锈钢套管5温度加高到100℃，然后用注塑机将PE热熔胶4注入第一副模具中，使其完全包覆不锈钢套管5。
由于不锈钢套管5事先已经过加热处理，可获得与PE热熔胶4之间良好的融合强度；
不锈钢套管5采用孔网结构，可以在不影响强度的情况下，与PE热熔胶4之间更好的接触融合，防止钢套管在受压的情况下，与PE热熔胶4发生分层位移。
所述PE热熔胶4系经过接枝改性处理，其分子链一端亲PE，可与PE原料相融合，另一端亲金属，可与不锈钢套管5相融合，从而实现将原本不能相容的不锈钢套和PE主体完美的融合在一起，形成一个稳定可靠的整体。
（2）、将经步骤（1）加工后的组合件放入温度设定为105℃的烘箱中进行预热，当组合件外表面热熔胶适度软化后，取出放入第二副模具中，然后注塑成型PE管件主体部位。经过预加热的组合件可与外层PE料完美融合，从而使不锈钢套管5、PE热熔胶4、管件主体3三者形成一个整体。
（3）、将经步骤（1）、（2）加工后的组合件在自然状态下进行不少于半个月的状态调节，以消除内部应力，稳定尺寸；
（4）、将经步骤（1）、（2）、（3）加工后的组合件，采用改装的数控车床进行加工，首先对内径进行精加工，获得高精度的尺寸，消除内部氧化层，以提高焊接强度；第二步采用特制的刀具先将管件内表面以螺旋线的方式割开一道口子，同时将电阻丝6（本实施例采用铜材作为电阻丝）埋设入管件内壁，并通过刀具上的一个压块结构，将埋好电阻丝的口子同步压平；第三道再次采用车刀进行第二次内表面车削处理，将管件内表面修平，并达到设计尺寸。
（5）、产品合格检查；
将检查合格的产品在两端电极孔中安装采用有三段倒扣结构电极1（本实施例采用铜材作为电极），该结构既可确保与电阻丝之间充分的接触面积，同时可以倒扣结构又可确保与管件电极孔内壁可靠的连接，避免电极脱落。
Claims (6)
1. 一种二次注塑成型钢塑复合高抗压型PE电熔管件的成型技术，其特征在于：采用二次注塑成型的方式，先在高强度不锈钢套管内、外层注塑包覆一层热熔胶，然后再在其内、外部注塑管件的PE主体部分；对注塑成型后的管件毛坯内表面绕以电阻丝并装配铜电极，即为成品；
具体步骤是：
（1）、将按设计要求加工的不锈钢套管，经表面脱脂处理，然后放入模具一中，快速将不锈钢套管加热到约100℃，然后用注塑机将PE热熔胶注入模具一中，使其完全包覆不锈钢套管；
（2）、将经步骤（1）加工后的组合件放入设定温度约105℃的烘箱中进行预热，使组合件外表面热熔胶适度软化，取出放入模具二中，然后注塑成型PE主体部位；
（3）、将经步骤（1）、（2）加工后的组合件在自然状态下进行不少于半个月的状态调节，以消除内部应力，稳定尺寸；
（4）、将经步骤（1）、（2）、（3）加工后的组合件，在其内表面以螺旋线的方式割开一道口子，同时将电阻丝埋入口子内，然后压平内表面；
（5）、产品合格检查，然后将检查合格的产品在两端电极孔中安装电极。
2.根据权利要求1所述的二次注塑成型钢塑复合高抗压型PE电熔管件的成型技术，其特征在于：所述不锈钢套管采用孔网结构。
3.根据权利要求1或2所述的二次注塑成型钢塑复合高抗压型PE电熔管件的成型技术，其特征在于：步骤（4）以螺旋线的方式割开一道口子前，先对组合件内径进行精加工，消除内表面氧化层，以提高焊接强度。
4.根据权利要求1或2所述的二次注塑成型钢塑复合高抗压型PE电熔管件的成型技术，其特征在于：步骤（4）压平内表面后，对内表面进行车削处理，以将管件内表面修平并达到设计尺寸。
5.根据权利要求1或2所述的二次注塑成型钢塑复合高抗压型PE电熔管件的成型技术，其特征在于：所述电极外径上设有若干倒扣结构。
6.根据权利要求1或2所述的二次注塑成型钢塑复合高抗压型PE电熔管件的成型技术，其特征在于：所述PE热熔胶经过接枝改性处理，其分子链一端亲PE，可与PE原料相融合，另一端亲金属，可与不锈钢套管相融合。
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