CN117704179B - 大口径聚乙烯电熔管件及制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了大口径聚乙烯电熔管件及制作方法，属于电熔管件技术领域，用于直径315mm以上管材的承插式电熔焊接，包括管体，管体的内部两端均设有多圈电热丝绕组，相邻电热丝绕组之间设有管件限位用凸台；在管件相应的位置对应电热丝绕组末端设有嵌入的电极，电极通电后，电热丝绕组发热完成聚乙烯电熔管件与对应管材的电热熔焊接；电极对应的定位通孔的侧面有观察盲孔，观察盲孔嵌设有固定座，固定座的外表面不突出管体设置，固定座内设有顶杆，焊接完成后，基于焊接过程中热胀原理，顶杆向外凸出管体设置，作为焊接完成的判定标准。本发明大大提升了大口径聚乙烯管材熔接的效率，自动电熔焊接，节省人力，降低成本，节约工时。

Description

大口径聚乙烯电熔管件及制作方法

技术领域

本发明属于涉及电熔管件技术领域，尤其涉及大口径给水或燃气用聚乙烯电熔管件生产与加工制造。

背景技术

电熔管件是一种通过电加热方式来热熔连接管材的塑料管材配件。电熔管件的结构主要包括塑料管体、布设于管体内壁的电热丝以及电极，其焊接原理是通过电热丝通电产生热量使管件及管材接触电加热区域的树脂熔融，实现管材与管件熔接。

传统的电熔管件的制作方法采用注塑成型的方式，需要预先制作金属模具并制定相应工艺方案，针对小型电熔管件可以制作一出多模加快生产进度，而对于大型电熔管件不仅需要制作大型的金属模具而且需要根据注塑量、压力等需求采购大型或者超大型注塑机，带来了成本的增加与操作的复杂性。电熔管件的直径规格越大，要求越高，管径超过dn250mm的情况下，需要2000吨体量的注塑机，设备的成本在100万元以上，而且注塑机在注塑生产大规格注塑件时，由于在短时间高速、高压注射大量树脂进入模具，由于树脂熔体流动不均可能形成气泡、明显熔接痕等应力缺陷，在使用时易发生压力破裂，导致管件质量下降，影响管件应用后的质量和使用寿命。一般来说，电熔管件的使用需要用到电极进行通电焊接，电熔管件的观察孔可以在电熔焊接完成时由于树脂熔体膨胀而凸出表明电熔焊接完成，因此电熔管件的生产一般采用注塑机进行一体化生产，即一次注塑生产即可得到具有电极与观察孔的电熔管件。而采用其他方式进行电熔管件的生产加工，可能面临电极、观察孔分次组装带来的工艺设计与技术上的挑战，以及显现电熔连接完成效果的功能。

因此通过简化电熔管件制作过程，摆脱传统的注塑模具从而降低制造成本，提高制作效率，势在必行。

发明内容

本发明要解决的问题在于提供大口径聚乙烯电熔管件及制作方法，解决了以上背景技术中的问题，实现了直径315mm以上大口径管材的电熔焊接，节省了原料，提升了焊接的质量，更加牢固，而且延长了管道的使用寿命，同时，因为采用电熔焊接，节约了人力之前熔接的成本，降低了劳动强度，大大提升工作效率和安全性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：大口径聚乙烯电熔管件，用于直径315mm以上管材的承插式电熔焊接，是一个空心圆柱体，包括管体，所述管体的内部两端均设有电热丝绕组，电热丝绕组的布线深度为1-1.5mm，以不漏线布线最浅为原则，相邻电热丝绕组之间设有管件限位用凸台；

在管件相应的位置对应电热丝绕组末端设有嵌入的电极，电极通电后，电热丝绕组发热完成聚乙烯电熔管材与对应管件的电热熔焊接；

所述电极对应的定位通孔的侧面有观察盲孔，观察盲孔嵌设有固定座，固定座的外表面不突出管体设置，固定座内设有顶杆，焊接完成后，基于焊接过程中热胀原理，顶杆向外凸出所述管体设置，作为焊接完成的判定标准。

进一步的，所述凸台高1-5mm、宽1-5mm。

进一步的，所述管体对应每个电极的位置均设有定位通孔，两个定位通孔的连线与所述管体的轴线平行，定位通孔的轴线与所述管体的轴线垂直设置，DN315，sdr17规格的管件对应长度16mm电极，DN315、sdr11规格及以上规格的管件使用长度20mm的电极。

进一步的，所述管体上还设有观察盲孔，两个观察盲孔的连线与两个电极的连线重合，且观察盲孔位于电极连线的内侧，所述固定座和顶杆先组装固定，然后通过安装工具一次性砸入所述观察盲孔内设置。

进一步的，所述观察盲孔为台阶孔，且下端的直径小于上端的直径，所述顶杆为倒置的T形，下端设在所述台阶孔较小直径的内部，上端向上穿过所述固定座设置，所述固定座为两段结构，靠近盲孔小直径孔部分的直径小于另一端的直径。

进一步的，所述安装工具为柱形结构，靠近固定座的下端面包括止过平面，突出止过平面设置的过孔平面，所述止过平面的直径大于所述观察盲孔的直径，所述过孔平面的直径小于所述观察盲孔的直径，所述安装工具的中间设有顶杆过孔，安装过程中，顶杆穿过固定座后向上伸入到顶杆过孔内进行避位。

制作大口径聚乙烯电熔管件的方法，包括以下步骤：

S1、制作电熔管件毛坯，采用管材挤出生产线进行生产制造，挤出机配合选定直径的挤出口模、定径套，通过挤出、定径、冷却、牵引、切割，形成定长、定尺寸的管件毛坯，管件毛坯经回火、冷却静置，回火工艺消除制造过程的参与应力，静置工艺确保管件材料结晶定型，经车削与打孔保证管件毛坯具备布线条件；

S2、车削外形，外表无明显缺陷，根据图纸加工外形、表面平整；

S3、打固定电极用定位通孔，打观察盲孔，根据图纸调整定位通孔的打孔孔径及深度，观察盲孔用钻头打孔，检查无误后进入到下一个工序；

S4、大口径电熔管件布线及后处理，根据聚乙烯电熔管件参数表，采用数控布线机对管件进行布线、以最浅不漏线为原则；布线完成后，安装电极、固定座和顶杆，组装完成后进行冲击试验，DN315电熔管件采用42V，通电冲击时间1-5S，DN400-DN630电熔管件采用60V，通电冲击时间1-5S；

S5、打标，将测试完电熔管件放到打标台，根据规格选择相应的电熔管件标块，打标温度200℃加热时间3S；

S6、包装入库。

步骤S1中，料坯断料定尺后，放置到回火装置，温度控制50℃、回火时间1小时，去除管胚内应力，冷却放置至少一个回径期T；

步骤S2在常温下由精密数控设备完成，椭圆度控制在±0.1mm内，内径尺寸控制在±0.05mm内，在加工过程中，切削掉塑料内外表面的氧化层，以使得电熔过程中粘接强度更好。

步骤S3加工完成后，需要完成布线工序，大口径电熔管件布线工艺，按照以下步骤进行：

S31、根据参数表选择合适的布线刀具，以利于确保布线深度；

S32、布线程序：不同规格管件根据参数表，编辑相应车削及布线程序；

S33、车削：选择合适的机床，安装工装，调试合适档位，管件精确居中使管件偏壁±0.1mm，车削尺寸为布线尺寸加上0.3mm，以在车床测量为准，布线中间位置预留高1mm-5mm、宽1mm-5mm的限位用凸台；

S34、布线：布线宽度，单侧应按照参数表加工布线，实测电阻，根据参数表调整布线圈数，原则是布线总宽度不变，DN315以上布线深度为1-1.5mm，以不漏线布线最浅为原则；

S35、管件直径测量：布线完毕拆卸管件前，应用内径卡尺测量布线尺寸，不能超过参数表规定范围，拆卸后测量电阻值，不能超过参数表规定范围值；

S36、外观及参数测量:布线完毕后，测量电阻值及内径尺寸，观察内壁光洁度，有无漏线，布线是否均匀，压实是否平整。

在步骤S1中，启动主挤出机使螺杆低速运转＜20r/min，中间层与内外层挤出量的比例为7:3，稍微拨开料斗插板，缓慢加料，待机头出现料时，根据管坯的塑化状态调整各区段温度、螺杆转速及下料量的大小；

启动标识线挤出机，使螺杆低速运转＜2r/min，稍微拨开料斗插板，缓慢加料，待机头出现标识线时，根据标识线的宽度与深度调整螺杆转速及料斗插板；

管件毛坯达到要求后，逐步的提速，使螺杆转度不低于40r/min为宜，然后逐步的拨开料斗插板直至完全敞开。

与现有技术相比，本发明具有的优点和积极效果如下。

1、本发明采用大口径聚乙烯电熔管件，实现两个管道的快速连接，实现承插结构的快速电热熔焊接，可达到直径315mm之上，内壁设置电热丝绕组，焊接两端管道的时候，两端的管道插入后，通过卡位槽实现快速定位，然后电热丝绕组通电加热，实现了管道的快速电热熔焊接，操作流程简单，大大提升了效率，而且取消了传统结构中的工装，大大降低了成本，而且降低了劳动强度；

2、本发明的管件上设置观察盲孔，在观察盲孔内设置固定座和顶杆，在电热丝绕组加热电熔的过程中，基于热胀冷缩的原理，顶杆会向上伸出管道设置，大约2-8mm左右，施工操作人员根据顶杆顶出的距离即可判定电热熔接的完成情况，保证了焊接质量的确认。

3、本发明中电热丝绕组的熔区宽度，间距以及电压等通过参数计算和实际应用进行了设定，详细见附图中的表格，保证了焊接的强度和稳定性，通过本申请的结构和制作方法，强度超过国标的1.1倍以上。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明大口径聚乙烯电熔管件的结构示意图；

图2是本发明大口径聚乙烯电熔管件的坯料尺寸示意图；

图3是本发明大口径聚乙烯电熔管件车削后的尺寸示意图；

图4是本发明大口径聚乙烯电熔管件加工定位通孔和观察盲孔后的结构示意图；

图5是本发明钻头的结构示意图；

图6是本发明钻头的尺寸示意图；

图7是本发明布线用刀具的参数表；

图8是本发明管件规格参数对应的车削及布线程序表；

图9是本发明电热丝绕组拆卸后用电阻仪测量电阻值，对应温度范围不能超过参数表规定值的参数表；

图10是本发明不同的管径参数对应的电极参数表；

图11是本发明电极的结构图及其参数；

图12是本发明电极与压入工具配合后的结构示意图；

图13是本发明定位座、顶杆与管件配合的结构示意图；

图14是本发明安装工具的结构示意图；

图15是本发明固定座的结构示意图；

图16是本发明顶杆的结构示意图；

图17是本发明管径规格与顶杆和固定座对应的参数表；

图18是本发明冲击测试的结构示意图；

图19是本发明大口径聚乙烯电熔管件挤出的工艺流程图；

图20是本发明冲击管件及相关零件配合的结构示意图；

图21是本发明PE大口径电熔管件打压实验数据。

附图标记：

1、压入工具；2、电极；3、安装工具；4、固定座；5、止过平面；6、过孔平面；7、顶杆过孔；8、顶杆；9、电热丝绕组；10、管件；101、定位通孔；11、测试箱；12、电压表；13、数字电压表；14、运行指示灯；15、启动按钮；16、电源指示灯；17、电压调节；18、输出电缆；19、输出电流表；110、电极导电柱。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。

sdr17是管件直径与壁厚的比值，即直径/壁厚=17，sdr11同理。

管件是圆柱空心结构，用于连接管材，管材是指比较长的管道，属于行业术语，由于加工设备的差异，生产管件的公司一般不生产管材，生产管材的公司一般不生产管件。

如图1-图20所示，本发明为大口径聚乙烯电熔管件，大口径聚乙烯电熔管件，用于直径315mm以上管材的承插式电熔焊接，甚至在保证应力要求的前提下，可做到直径1.2米的情况，电熔管件是一个空心圆柱体，包括管体，管体的内部两端绕设有多圈电热丝绕组9，电热丝绕组9的布线深度为1-1.5mm，以不漏线布线最浅为原则，相邻电热丝绕组9之间设有管件限位用凸台，凸台高1-5mm、宽1-5mm，DN315规格采用高1-5mm，宽1-5mm的凸台即可，直径较大规格的管径采用高1-5mm，宽1-5mm的凸台；更进一步的，管件内壁中间还设有限位凸台，防止承插的时候管道插入过位，保证管道快速且精准的定位；

在管体的位置对应电热丝绕组9圈的两个末端设有嵌入的电极2，两个电极2通电后，电热丝绕组9发热完成聚乙烯电熔管件与对应管材的热熔焊接，也用于后续的通电冲击实验；

电极2对应的定位通孔的侧面嵌设有固定座4，固定座4的外表面不突出管体设置，固定座4内设有顶杆8，焊接完成后，基于焊接过程中热胀原理，顶杆8向外凸出管体设置，作为焊接完成的判定标准，焊接的过程中，管道内壁的电热丝绕组9通电发热，完成与其他管道的熔接，与此同时，在加热状态下，管道受热，基于热胀冷缩的原理，管道膨胀挤压观察盲孔内的顶杆8，顶杆8在不断加热状态下，向上突出管道的外表面设置，操作人员看到顶杆8高出管道后，即代表管道热熔焊接完成，方便外部操作人员确认熔接完成。

优选地，管体对应每个电极2的位置均设有定位通孔101，两个定位通孔101的连线与管体的轴线平行，定位通孔101的轴线与管体的轴线垂直设置，DN315，sdr17规格的管件10对应长度16mm的电极2，DN315、sdr11规格及以上规格的管件10使用长度20mm的电极2，电熔管件使用电极长度与管件壁厚有关系，DN315，sdr17的电熔管件壁厚18.5mm，电极孔底部需预留足够空间安放电极，电极底端不能露出管件内表面，且电极顶端不能露出管件外表面。

优选地，管体上还设有观察盲孔，两个观察盲孔的连线与两个电极2的连线重合，且观察盲孔位于电极2连线的内侧，固定座4和顶杆8先组装固定，然后通过安装工具一次性砸入观察盲孔内设置。

优选地，观察盲孔为台阶孔，且下端的直径小于上端的直径，顶杆8为倒置的T形，下端设在台阶孔较小直径的内部，上端向上穿过固定座4设置，固定座4为两段结构，靠近盲孔小直径孔部分的直径小于另一端的直径，此结构安装后，顶杆8不会漏出，运输过程中保持零件安装的牢靠性，固定座4的结构方便安装的时候，快速的导入和安装，下端的小直径段有一定的导向功能。

优选地，安装工具为柱形结构，靠近固定座4的下端面包括止过平面5，突出止过平面5设置的过孔平面，止过平面5的直径大于观察盲孔的直径，过孔平面的直径小于观察盲孔的直径，安装工具的中间设有顶杆过孔7，安装过程中，顶杆8穿过固定座4后向上伸入到顶杆过孔7内进行避位，此结构可快速的一次性将组装好的固定座4和顶杆8压入到观察盲孔中，而且在压入的过程中，顶杆过孔7可起到一定的导向作用。

制作大口径聚乙烯电熔管件的方法，包括以下步骤：

S1、制作电熔管件毛坯，采用管材挤出生产线进行生产制造，挤出机配合选定直径的挤出口模、定径套，通过挤出、定径、冷却、牵引、切割，形成定长、定尺寸的管件10毛坯，管件10毛坯经回火、冷却静置，回火工艺消除制造过程的参与应力，静置工艺确保管件10材料结晶定型，经车削与打孔保证管件10毛坯具备布线条件，采用挤出生产的管件10毛坯，挤压的过程中进行负压冷却成型，然后牵引而出，挤出的生产速度相对注塑成型速度慢，内部没有气泡；

S2、车削外形，外表无明显缺陷，根据图纸加工外形、表面平整；

S3、打固定电极2用定位通孔及观察盲孔，根据图纸调整定位通孔的打孔孔径及深度，观察盲孔用钻头打孔，检查无误后进入到下一个工序；

S4、大口径电熔管件后处理，根据聚乙烯电熔管件参数表，采用数控布线机对管件进行布线、以最浅不漏线为原则；布线完成后，安装电极2、固定座4和顶杆8，组装完成后利用专用设备进行通电冲击试验，DN315电熔管件采用42V，通电冲击时间1-5S，DN400-DN630电熔管件采用60V，通电冲击时间1-5S；

S5、打标，将测试完电熔管件放到打标台，根据规格选择相应的电熔管件标块，打标温度200℃加热时间3S；

S6、包装入库。

挤出的工艺流程可以参照图19所示。

实际应用的过程中，电熔管件作为连接管道负责两个管道的连接，电熔管件的两端分别连接两个管道，两个管道多为6-12米，承插完成到位后，电热丝绕组9通电加热，在加热的过程中，电熔管件的内壁与待连接的管道电熔焊接到一起，实现了聚乙烯管道的连接，传统的连接固定结构，需要对两端的管道进行观察盲孔，保证管道的同心度要求，指定特殊的工装，而且本申请是针对大口径聚乙烯管，需要的工装制作成本较高，而且管道中心校直对施工人员的经验和素质要求很高，是耗费人力物力的，经常一个大管径的熔接需要一天的时间才能完成，而且需要多人合作完成，本申请的结构，大约2小时完成，本申请的结构，省去了工装结构，节省了人力，降低了成本。

优选地，步骤S1中，料坯断料定尺后，放置到回火装置，温度控制50℃、回火时间1小时，去除管坯内应力，冷却放置至少一个回径期T；

步骤S2在常温下由精密数控设备完成，椭圆度控制在±0.1mm内，内径尺寸控制在±0.05mm内，在加工过程中，切削掉塑料内外表面的氧化层，以使得电熔过程中粘接强度更好。

优选地，步骤S3加工完成后，需要完成布线，大口径电熔管件布线工艺，按照以下步骤进行：

S31、根据参数表选择合适的布线刀具，以利于确保布线深度；

S32、布线程序：不同规格管件10根据参数表，编辑相应车削及布线程序；

S33、车削：选择合适的机床，安装工装，调试合适档位，管件10精确居中使管件10偏壁±0.1mm，车削尺寸为布线尺寸加上0.3mm，以在车床测量为准，布线中间位置预留高1mm-5mm、宽1mm-5mm的限位用凸台；

S34、布线：布线宽度，单侧应按照参数表加工布线，实测电阻，根据参数表调整布线圈数，原则是布线总宽度不变，DN315以上布线深度为1-1.5mm，以不漏线布线最浅为原则；

S35、管件10直径测量：布线完毕拆卸管件10前，应用内径卡尺测量布线尺寸，不能超过参数表规定范围，拆卸后测量电阻值，不能超过参数表规定范围值；

S36、外观及参数测量:布线完毕后，测量电阻值及内径尺寸，观察内壁光洁度，有无漏线，布线是否均匀，压实是否平整。

优选地，在步骤S1中，启动主挤出机使螺杆低速运转＜20r/min，中间层与内外层挤出量的比例为7:3，稍微拨开料斗插板，缓慢加料，待机头出现料时，根据管坯的塑化状态调整各区段温度、螺杆转速及下料量的大小；

启动标识线挤出机，使螺杆低速运转＜2r/min，稍微拨开料斗插板，缓慢加料，待机头出现标识线时，根据标识线的宽度与深度调整螺杆转速及料斗插板；

管件毛坯达到要求后，逐步的提速，使螺杆转度不低于40r/min为宜，然后逐步的拨开料斗插板直至完全敞开。

还包括S11、机头模具加热圈的安装与检查。

1、安装口模和芯模前，测量口模和芯模尺寸并仔细检查口模内壁、芯模外壁的表面是否有碰伤、划痕、锈斑等影响产品外观质量的因素，并用百洁布对其进行认真打磨，使其表面平整。

2、先将芯模用螺栓固定在机头，再将口模套置于芯模外（注意：固定口模和芯模的螺栓的螺纹需涂覆一层高温油脂，便于高温生产结束后将螺栓取出）。

3、拧紧连接口模与机头法兰之间的螺栓，防止在挤出时溢料；螺栓要对角紧。

4、用游标卡尺测量口模与芯模的间隙，使其间隙大小均匀，确保挤出的管材壁厚均匀，不偏壁。若存在间隙数值相差很大的位置，则应紧固或放松机头法兰相应位置的螺栓，其规律为：拧紧间隙较大位置的螺栓，放松间隙较小位置的螺栓（注意：一般仅需将螺栓松至一半为宜）。

5、安装口模加热圈和热电偶，对于损坏的热电偶及时更换（注意：加热圈要与机头外表面贴紧）。

S12、机头预热与工艺温度设定。

1、挤出机的加热温度分区控制，顺序从加料口至机头口模依次分为多个加热区，根据“加热温度范围”，设定各加热区段温度，加温到设定温度后，保温约1.5-2小时，标识线挤出机分为多个区，顺序从加料口至螺杆依次设置，温度设定参考下表。

在设置挤出机温度时，应注意：①温度的设定应根据生产管材所用原料牌号熔融指数MFR和所加工管材的管径大小有关；②设定的温度不应超出PE的加工范围(PE是在黏流态下进行成型加工的，其加工温度范围为150~260℃)，否则高温下PE容易发生分解(其分解温度为350℃)，严重影响管材的质量；

2、因管材规格不同，加热区的温度设定也不一样，温度的设定应呈现逐渐上升的趋势，相邻两加热段温差不应过大，否则影响原材料的塑化效果。

3、加热电流的变化反映了加热器的工作状况，加热电流变小说明加热器部分损坏，加热电流（加热状态时）为零说明加热器已损坏，损坏的加热器应及时更换。

4、加温预热的同时应用温度计检查各区温度参数是否和实际温度一致，加热是否正常。

S13、吸料机、风机滤网的清理与检修。

1、对吸料机滤网进行检修并进行清理，清理完成后关闭料斗插板。①加料时注意观察有无异常情况，将原料加入料斗内；②加料是否顺畅，并在连续生产时保证料斗为加满状态。

2、设定干燥温度，温度范围60-75℃，开机时先打开风机开关，再打开加热开关；关机时，应先关闭加热开关，等温度降到45℃以下时再关闭风机；等到干燥时间（2-3小时）符合工艺规定时方可生产。

3、对风机滤网进行检修并进行清理，将损坏或脏污的滤网进行更换。

S14、真空箱、冷却箱、切割机模具的安装与检查。

1、按照产品规格安装相应大小的真空定径套于真空定径箱，注意定径套安装前后，应用细砂纸仔细打磨定径套，至定径套内壁口光滑，防止定径套口存在碰伤或者余料等刮伤管材外表，产生划痕。

2、更换真空定径箱及冷却箱两段的挡板，以及其内部的压轮/拖轮/拖板，使其高度一致并不得缺失，目的是在挤出过程中使管材的水平挤出，不会出现管材的局部塌陷，并且便于连续生产。

注意：真空定径箱以及冷却箱内部的架板在安装前需打磨光滑，防止在生产过程中使管材产生划痕。

3、根据所要生产管材规格型号更换切割机夹块，同时检查夹块是否存在破损，避免造成管材划伤。

S15、水循环系统检查。

1、检查定径套冷却水管、下料座冷却水管、减速箱冷却水管连接是否正常。

下料座水管：下水嘴为进水口，上水嘴为出水口。

减速箱冷却水管：有球阀接口为进水接口，无球阀接口为出水接口，水路通畅，连接处不得有渗漏现象。

2、打开真空箱、冷却水箱进水阀门，检查冷却水进排水是否通畅，同时对各水管连接处的跑、冒、滴、漏进行维修。真空箱：①检查定径套是否符合要求；②检查喷头的方向是否适合；③检查喷头是否堵塞；④检查托滚位置是否风和要求。

注意：注意水的温度和喷头的喷水方向，喷水方向力求在管材径向均匀分布，防止冷却效果不佳，产生椭圆或局部平面。

S16、各部位运行检查。

1、打开真空泵、水泵并检查其是否正常运转，如有异常应立即进行（报修）。

2、检测真空台前进、后退功能是否运转正常，并检查真空台与机头的垂直情况（真空台与机头应水平直线垂直）。

3、启动喷码机，根据所要生产管材型号，对照管材喷印标识对喷码机进行设定，同时进行试运转，如有异常应及时进行解决。

4、启动牵引机，检查牵引机气压、运转情况是否正常。

5、启动切割机，选取废品管材对切割机进行试运转，检查切割情况并对切割机参数进行设定。

6、启动盘管机，检查盘管机运转是否正常，清理盘管机气水分离器，同时根据生产管材型号测量盘管机尺寸。

7、准备与生产管材相对应的管帽、包装袋、内膜等并进行定点存放。

S17、穿牵引管。

将预先准备的一根小于或等于该规格的管材，沿切割机穿入至穿出定径套，后部夹紧于牵引机履带间，为开始牵管做好准备。

S18、开机牵管。

1、减速箱冷却水（季节不同），根据减速箱表面温度开启，转动出水处球阀调至适当大小对润滑油进行冷却。

2、当机筒及机头达到设定温度时，再一次拧紧机头各连接螺钉（首先应紧固压环处的螺钉，然后才能紧固机头处的螺钉）。

注意：拧紧螺钉时机头各加热器应断电，操作者应带好手套等防护品。

3、启动主挤出机使螺杆低速运转，＜20r/min，中间层与内外层挤出量的比例为7:3，稍微拨开料斗插板，缓慢加料，待机头出现料时，可以根据管坯的塑化状态调整各区段温度，螺杆转速及下料量的大小。

4、启动标识线挤出机，使螺杆低速运转，＜2r/min，稍微拨开料斗插板，缓慢加料，待机头出现标识线时，可根据标识线的宽度与深度调整螺杆转速及料斗插板。

5、启动挤出机时操作者不可与口模正对，应在一侧观察，以免机筒或机头内的高温气体挤出伤人。当机头模口开始出料时，应仔细观察，若出现管材壁厚不均匀（具体表现为管坯向一侧偏斜），应通过螺钉进行调整，例如管坯向下偏斜，调整步骤如下：

（1）、轻轻松动机头体螺钉；

（2）、将下部调整螺钉松开，拧紧上部螺钉；

（3）、当料坯向其他方向偏斜时，调整对应的调整螺钉；

（4）、待挤出均匀无偏斜时，紧固机头体螺钉。

6、出料均匀后将其与已准备的牵引管端固定，随即调整牵引与挤出协调同步，并同时打开水泵。

7、启动真空台前进按钮，使定径套与机头间距合适，一般为50-100mm，启动真空泵，使真空度为-0.02～-0.08MPa。

8、管件毛坯达到要求后，逐步的提速，使螺杆转度不低于40r/min为宜，然后可逐步的拨开料斗插板直至完全敞开。

9、分别启动喷码机、切割机、盘管机（盘管）对管材进行喷子、切管、卷取或堆放。

10、会同质检人员对下线管材进行首件检验（壁厚、外径、米长、喷印标识、内外壁表观质量），经质检人员确认后方可留管。

11、开机后，运行1-2小时，应开启加料座冷却水，并根据环境温度及冷却水温度对冷却水阀门进行调整。

12、设备在运行过程中，主操人员应对下线管材定期进行自检，同时应时刻关注吸料机情况，以免发生产品质量事故或断料。

监控设备生产状态，每2小时记录一次工艺参数。

S19、管料坯根据图纸切割相应型号的长度，预留加工余量。

实施例

结合图1，管材的规格和参数如表1所示：

表1

大口径电熔管件采用管坯后布线工艺，所有的后道工序都是在常温下由精密数控设备完成，加工精度高，椭圆度可控制在0.1mm，内径尺寸控制在±0.05mm，在加工过程中，切削掉塑料内外表面的氧化层，使电熔过程中粘接强度更好，更牢固。

为能更好生产合格产品，每个批次及每换一次布线刀具均应剖开（测量布线深度）和检验熔接效果。

操作流程：

1、料坯断料定尺及回火去内应力。

1）管料坯根据图纸切割相应型号的长度L0，管件设计产度L，预留加工余量L0-L，如图2和表2示。

表2

2）回火去内应力。

料坯断料定尺后，放置回火装置，温度控制50℃、回火时间1小时，去除管料里内应力。

3）冷却放置至少一个回径期T，如表3所示。

表3

2、车削外形。

1）眼观：外表无明显缺陷等。

2）车削：根据图纸加工外形、表面平整。

图3和表4是车削的参数表。

表4

3、打电极2、观察盲孔。

1）料坯车削完成后，用专业自动打孔装置、根据图纸调整打孔孔径及深度一次性完成电极2对应的定位通孔及观察盲孔工序。

该设备采用数控编程技术，伺服电机传动，一次性完成两个打孔工序。

图4和表5是对应的零件参数表。

表5

2）电极2对应的定位通孔及观察盲孔应用对应规格钻头，一次性打孔，对应侧参数如图5和图6所示。

3）检验，根据图6中电极2对应的定位通孔及观察盲孔深度，用游标卡尺测量深度是否符合要求、检查无误后进入到下一工序。

4、管件10布线。

1）根据参数表选择合适的布线刀具，以确保布线深度，如图7所示。

2）程序：每种管件10规格根据参数表，编辑相应车削及布线程序，如图8所示。

3）车削：选择合适的机床，安装工装，调试合适档位，管件10精确居中使管件10偏壁±0.1mm。车削尺寸为布线尺寸加上0.3mm（DN125以上0.4-0.6mm），以在车床测量为准。布线中间位置试留高1-5mm、宽15mm凸台。

4）布线：布线宽度（单侧）应按照参数表加工布线。DN315及管件10的1/8圈应跨接4-5mm用以躲避电极2对应的定位通孔，更换电热丝绕组9后应试布线一个，实测电阻，根据参数表调整布线圈数，原则是布线总宽度不变。布线深度、剖开试布线管件10测量，DN315及以上为1-1.5mm；以不漏线布线最浅为原则。

5）检验

管件10布线内径测量：布线完毕拆卸管件10前，用内径游标卡尺测量布线内径尺寸，不能超过参数表规定范围；

管件10布线阻值测量：拆卸后用电阻仪测量电阻值，对应温度范围不能超过参数表规定值，如图9所示。

6）外观：布线完毕后除测量电阻值及内径尺寸外，还应观察内壁光洁度，有无漏线，布线是否均匀，压实是否平整。

5、安装电极2及观察组件。

1）安装电极2，管件10布完线后，检验合格，根据图纸要求，dn315（sdr17）管件10应砸入16mm电极2，其它型号管件10使用20mm电极2，电极2对应规格型号见图10，对应的结构如图11和图12所示。

应先穿电极2穿线孔，绕2-3圈在电极2缠线处，再用电极2工具砸入电熔管件。

2）观察组件为dn315-dn630通用型部件、应先将顶杆与固定座相连，用安装工具一次性砸入相应管件观察盲孔内，伸出管件外顶杆用偏口钳剪掉，以观察盲孔组件与管件外表镶平为准。

6、冲击实验。

冲击实验用的设备包括测试箱11、电压表12、数字电压表13、运行指示灯14、启动按钮15、电源指示灯16、电压调节17、输出电缆18、输出电流表19和电极导电柱110，通过测试箱内部的程序进行控制，多采用PLC程序控制，此是公知的控制程序，两个电极导电柱110分别连接两个电极进行测试，其他的电气原件用于连接或者显示，是公知的技术常识。

电极及观察盲孔组件安装完毕后，需对电熔管件进行电流冲击检测，防止在电极安装过程中，电热丝绕组断路及电热丝绕组砸伤能否通过加热大电流，冲击完毕后用万用表通断挡位测试，电热丝绕组是否断路。

1）Dn315电熔管件采用42V，通电冲击时间2S；

Dn400-Dn630电熔管件采用60V，通电冲击时间2S。

2）根据参数表，调整电压调节电位器至测试型号电压，将电极柱插入到电熔管件电极，按启动按钮，等待2S至绿灯熄灭，此测试工作完成。

把万用表调到通断挡位，测量管件电路通断，是否合格，测试的结构示意图如图18示。

图21是实施例1PE大口径电熔管件打压实验数据。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (4)

1.制作大口径聚乙烯电熔管件的方法，其特征在于：用于直径315mm以上管材的承插式电熔焊接，大口径聚乙烯电熔管件是一个空心圆柱体，包括管体，所述管体的内部两端均设有电热丝绕组，电热丝绕组的布线深度为1-1.5mm，相邻电热丝绕组之间设有管件限位用凸台；

在管件相应的位置对应电热丝绕组末端设有嵌入的电极，电极通电后，电热丝绕组发热完成聚乙烯电熔管材与对应管件的电热熔焊接；

所述电极对应的定位通孔的侧面有观察盲孔，观察盲孔嵌设有固定座，固定座的外表面不突出管体设置，固定座内设有顶杆，焊接完成后，顶杆向外凸出所述管体设置，作为焊接完成的判定标准；

所述管体上还设有观察盲孔，两个观察盲孔的连线与两个电极的连线重合，且观察盲孔位于电极连线的内侧，所述固定座和顶杆先组装固定，然后通过安装工具一次性砸入所述观察盲孔内设置；

所述观察盲孔为台阶孔，且下端的直径小于上端的直径，所述顶杆为倒置的T形，下端设在所述台阶孔较小直径的内部，上端向上穿过所述固定座设置，所述固定座为两段结构，靠近盲孔小直径孔部分的直径小于另一端的直径；

所述安装工具为柱形结构，靠近固定座的下端面包括止过平面，突出止过平面设置的过孔平面，所述止过平面的直径大于所述观察盲孔的直径，所述过孔平面的直径小于所述观察盲孔的直径，所述安装工具的中间设有顶杆过孔，安装过程中，顶杆穿过固定座后向上伸入到顶杆过孔内进行避位；

包括以下步骤：

S1、制作电熔管件毛坯，采用管材挤出生产线进行生产制造，挤出机配合选定直径的挤出口模、定径套，通过挤出、定径、冷却、牵引、切割，形成定长、定尺寸的管件毛坯，管件毛坯经回火、冷却静置，回火工艺消除制造过程的参与应力，静置工艺确保管件材料结晶定型，经车削与打孔保证管件毛坯具备布线条件；

在步骤S1中，启动主挤出机使螺杆低速运转＜20r/min，中间层与内外层挤出量的比例为7:3，拨开料斗插板，加料，待机头出现料时，根据管坯的塑化状态调整各区段温度、螺杆转速及下料量的大小；

启动标识线挤出机，使螺杆低速运转＜2r/min，拨开料斗插板，加料，待机头出现标识线时，根据标识线的宽度与深度调整螺杆转速及料斗插板；

管件毛坯达到要求后，提速，使螺杆转度不低于40r/min，然后拨开料斗插板直至完全敞开；

S2、车削外形，外表无明显缺陷，根据图纸加工外形、表面平整；

S3、打固定电极用定位通孔，打观察盲孔，根据图纸调整定位通孔的打孔孔径及深度，观察盲孔用钻头打孔，检查无误后进入到下一个工序；

步骤S3加工完成后，需要完成布线工序，大口径电熔管件布线工艺，按照以下步骤进行：

S31、根据参数表选择合适的布线刀具，以利于确保布线深度；

S32、布线程序：不同规格管件根据参数表，编辑相应车削及布线程序；

S33、车削：选择合适的机床，安装工装，调试合适档位，管件精确居中使管件偏壁±0.1mm，车削尺寸为布线尺寸加上0.3mm，以在车床测量为准，布线中间位置预留高1mm-5mm、宽1mm-5mm的限位用凸台；

S34、布线：布线宽度，单侧应按照参数表加工布线，实测电阻，根据参数表调整布线圈数，布线总宽度不变，DN315以上布线深度为1-1.5mm，以不漏线布线最浅为原则；

S35、管件直径测量：布线完毕拆卸管件前，应用内径卡尺测量布线尺寸，不能超过参数表规定范围，拆卸后测量电阻值，不能超过参数表规定范围值；

S36、外观及参数测量:布线完毕后，测量电阻值及内径尺寸，观察内壁光洁度，有无漏线，布线是否均匀，压实是否平整；

S4、大口径电熔管件布线及后处理，根据聚乙烯电熔管件参数表，采用数控布线机对管件进行布线、以最浅不漏线为原则；布线完成后，安装电极、固定座和顶杆，先将顶杆与固定座相连，用安装工具一次性砸入相应管件观察盲孔内，伸出管件外顶杆用偏口钳剪掉，以观察盲孔组件与管件外表镶平为准，组装完成后进行冲击试验，DN315电熔管件采用42V，通电冲击时间1-5S，DN400-DN630电熔管件采用60V，通电冲击时间1-5S，冲击完毕后用万用表通断挡位测试，电热丝绕组是否断路；

S5、打标，将测试完电熔管件放到打标台，根据规格选择相应的电熔管件标块，打标温度200℃加热时间3S；

S6、包装入库。

2.根据权利要求1所述的制作大口径聚乙烯电熔管件的方法，其特征在于：

步骤S1中，料坯断料定尺后，放置到回火装置，温度控制50℃、回火时间1小时，去除管胚内应力，冷却放置；

步骤S2在常温下由精密数控设备完成，椭圆度控制在±0.1mm内，内径尺寸控制在±0.05mm内，在加工过程中，切削掉塑料内外表面的氧化层。

3.根据权利要求1所述的制作大口径聚乙烯电熔管件的方法，其特征在于：所述凸台高1-5mm、宽1-5mm。

4.根据权利要求1所述的制作大口径聚乙烯电熔管件的方法，其特征在于：所述管体对应每个电极的位置均设有定位通孔，两个定位通孔的连线与所述管体的轴线平行，定位通孔的轴线与所述管体的轴线垂直设置，DN315，sdr17规格的管件对应长度16mm电极，DN315、sdr11规格及以上规格的管件使用长度20mm的电极。