CN110107759A - 一种超高分子量聚乙烯管材热熔对接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超高分子量聚乙烯管材热熔对接方法，包括准备步骤：切削及修整需要对接的两段管材的端口面；熔融加热步骤：对两段管材的端口面进行加热，直至两段管材的端口面变为熔融状态时停止加热；压缩和冷却步骤：持续施加压力使两段管材的端口面对接在一起，直至两段管材的端口面处温度值下降到冷却温度值时，撤销压力，两段管材完成对接。本发明通过对处理好两段管材的端口面进行加热，使其原来紧密排列的分子链融化，再持续施加压力挤压熔化的分子链直至接缝处熔融状态分子链温度下降并重新连接。通过本发明的热熔对接方法对管材进行连接，管材的连接处连接牢固可靠，密封性好。

Description

一种超高分子量聚乙烯管材热熔对接方法
技术领域
本发明涉及塑料管材加工技术领域，尤其涉及一种超高分子量聚乙烯管材热熔对接方法。
背景技术
超高分子量聚乙烯管材由于具备冲击韧性好、耐蚀性好、密闭性好、安装快捷、成本较低等优点，现被广泛用作为隧道逃生管材。目前超高分子量聚乙烯隧道逃生管材大部分采用连接件进行连接，例如用螺丝锁紧连接或者用法兰、套筒等连接方式锁紧连接。
然而，由于采用的连接件大部分为金属件，其容易因腐蚀生锈导致脱落或损坏而失去对管材的连接作用，并且连接件在管材内外壁的凸起容易造成刮伤情况，给逃生和维护人员带来安全隐患。
另外，由于采用连接件连接时，管材之间的连接处无法做到无缝连接，当出现掉顶、塌方、落石等安全事故时连接缝处易出现扭断、变形、弯曲、进水等情况给隧道施工人员应急逃离时造成不可预估隐患；为防止外部液体或气体从连接处进入对管道内逃生人员造成伤害，还需分别设置相应的连接件和密封件，导致两侧管道对接处结构复杂、施工操作费时费力。
综上所述，现有的超高分子量聚乙烯管材连接方式，由于需要辅助配件配合，难以兼顾可靠的固定连接和密封效果，给管材的实际使用带来安全隐患。
发明内容
本发明为解决现有的超高分子量聚乙烯管材连接方式难以兼顾可靠的固定连接和密封效果等问题，提供了一种超高分子量聚乙烯管材热熔对接方法。
为实现以上发明目的，而采用的技术手段是：
一种超高分子量聚乙烯管材热熔对接方法，包括以下步骤：
准备步骤：切削及修整需要对接的两段管材的端口面；
熔融加热步骤：对两段管材的端口面进行加热，直至两段管材的端口面变为熔融状态时停止加热；
压缩和冷却步骤：持续施加压力使两段管材的端口面对接在一起，直至两段管材的端口面处温度值下降到冷却温度值时，撤销压力，两段管材完成对接。
上述方案中，通过对处理好两段管材的端口面进行加热，使其原来紧密排列的分子链融化，即变为熔融状态，停止加热后再持续施加压力挤压熔化的分子链，在两段管材端口面的对接熔合区建立接缝压力，直至接缝处熔融状态分子链温度下降并重新连接，从而完成两段管材的热熔对接。
优选的，所述准备步骤具体包括：将需要对接的两段管材装夹于切削设备的同一轴线上，通过所述切削设备切削及修整对切两段管材的端口面，使得两段管材的端口面平直并与所述轴线垂直。一般管材端口面需要预留5-10mm的切削余量。
优选的，所述准备步骤和加热步骤之间还包括预加热步骤：将经过所述准备步骤后得到的两段管材装夹于加热设备内的同一轴线上，通过所述加热设备对两段管材的端口面进行预热，当所述两段管材的端口面处温度值达到预热温度值时，保持所述预热温度值预热一段时间后进行熔融加热步骤。在本优选方案中，对两段管材的端口面进行预加热，保证其内外预热均匀。
优选的，所述预加热步骤中保持所述预热温度值预热的时间为2分钟。
优选的，所述熔融加热步骤中，对两段管材的端口面进行加热直至两段管材的端口面温度值达到250℃，保持该温度值加热一段时间后两段管材的端口面变为熔融状态。在本优选方案中，两段管材的端口面处原来紧密排列的分子链融化进入熔融状态，形成管材的对接融合区。
优选的，所述熔融状态具体是所述两段管材的端口面的熔融长度为2-4mm。在本优选方案中，当端口面的熔融长度为2-4mm时能在下一步中起到更好的对接效果。
优选的，所述预热温度值为200℃。
优选的，所述持续施加压力的压力大小为6MPa。在本优选方案中，通过施加6MPa的稳定压力，使两段管材的端口面进入熔融状态后建立接缝压力。
优选的，所述持续施加压力的过程中，所述两段管材的端口面温度值为235℃～245℃。
优选的，所述冷却温度值为50℃。在本优选方案中，两段管材的端口面温度值下降至50℃时，其融化的分子链重新紧密排列，从而将两段管材的端口面连接。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明通过在超高分子量聚乙烯管材的端口处使用热熔工艺进行闭合连接，使得两段管材热熔并在冷却后重新闭合成一个整体，连接处无需其它辅助配件配合或粘连剂，实现了管材的无缝连接，保证了管材连接的可靠性、冲击韧性、耐蚀性、密闭性，解决了现有的超高分子量聚乙烯管材连接方式难以兼顾可靠的固定连接和密封效果等问题。本发明的连接工艺操作简单，实用性强。
附图说明
图1为本发明准备步骤的示意图。
图2为本发明预加热步骤的示意图1。
图3为本发明预加热步骤的示意图2。
图4为通过本发明完成连接的管材示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
一种超高分子量聚乙烯管材热熔对接方法，包括以下步骤：
准备步骤：如图1所示，将需要对接的两段管材分别为第一管材1和第二管材2装夹于切削设备3的同一轴线上，通过所述切削设备3切削及修整对切两段管材的端口面，使得两段管材的端口面平直并与所述轴线垂直；
预加热步骤：如图2、3所示，将经过准备步骤后得到的第一管材1和第二管材2装夹于加热设备4内的同一轴线上，通过所述加热设备4对两段管材的端口面进行预热，当两段管材的端口面处温度值达到200℃的预热温度值时，保持该预热温度值继续预热2分钟后进行熔融加热步骤；其中在该步骤中，将第一管材1和第二管材2装夹后可以对其进行校对，确保两段管材装夹于加热设备4内的同一轴线上，以保证后续的对接效果；
熔融加热步骤：加热设备4适当提高温度对第一管材1和第二管材2的端口面进行加热，此时两段管材的端口面出现膨胀现象，直至两段管材的端口面温度值达到250℃，保持该温度值继续加热一段时间后两段管材的端口面变为熔融状态时，即两段管材的端口面的熔融长度为2-4mm时，停止加热；
压缩和冷却步骤：持续施加大小为6MPa的压力使第一管材1和第二管材2的端口面对接在一起，直至两段管材的端口面处温度值下降到50℃的冷却温度值时，撤销压力，移开加热设备4，两段管材完成对接，如图4所示，对接完成后的第一管材1和第二管材2闭合成一个整体。其中，在施加压力的过程中，所述两段管材的端口面温度值保持为235℃-245℃。
对于完成连接的管材，工作人员可以通过检查两段管材的连接处表面有无裂纹、卷边是否均匀、连接处是否有间隙能来初步判断这两段管材是否热熔对接连接合格。
附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超高分子量聚乙烯管材热熔对接方法，其特征在于，包括以下步骤：
准备步骤：切削及修整需要对接的两段管材的端口面；
熔融加热步骤：对两段管材的端口面进行加热，直至两段管材的端口面变为熔融状态时停止加热；
压缩和冷却步骤：持续施加压力使两段管材的端口面对接在一起，直至两段管材的端口面处温度值下降到冷却温度值时，撤销压力，两段管材完成对接。
2.根据权利要求1所述的热熔对接方法，其特征在于，所述准备步骤具体包括：将需要对接的两段管材装夹于切削设备的同一轴线上，通过所述切削设备切削及修整对切两段管材的端口面，使得两段管材的端口面平直并与所述轴线垂直。
3.根据权利要求1或2所述的热熔对接方法，其特征在于，所述准备步骤和加热步骤之间还包括预加热步骤：将经过所述准备步骤后得到的两段管材装夹于加热设备内的同一轴线上，通过所述加热设备对两段管材的端口面进行预热，当所述两段管材的端口面处温度值达到预热温度值时，保持所述预热温度值预热一段时间后进行熔融加热步骤。
4.根据权利要求3所述的热熔对接方法，其特征在于，所述预加热步骤中保持所述预热温度值预热的时间为2分钟。
5.根据权利要求4所述的热熔对接方法，其特征在于，所述熔融加热步骤中，对两段管材的端口面进行加热直至两段管材的端口面温度值达到250℃，保持该温度值加热一段时间后两段管材的端口面变为熔融状态。
6.根据权利要求5所述的热熔对接方法，其特征在于，所述熔融状态具体是所述两段管材的端口面的熔融长度为2-4mm。
7.根据权利要求5所述的热熔对接方法，其特征在于，所述预热温度值为200℃。
8.根据权利要求5所述的热熔对接方法，其特征在于，所述持续施加压力的压力大小为6MPa。
9.根据权利要求5所述的热熔对接方法，其特征在于，所述持续施加压力的过程中，所述两段管材的端口面温度值为235℃-245℃。
10.根据权利要求5所述的热熔对接方法，其特征在于，所述冷却温度值为50℃。
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