[发明专利]连续性纤维增强管对接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种连续性纤维增强管对接方法，属于塑料管材的焊接技术领域。

背景技术

连续性纤维增强管是一种内、外层以热塑性塑料为基体材料、中间层以连续性纤维复合材料为增强带的高压塑料复合管材，通常用作埋地供水管或者燃气管，其环刚度、强度等性能远优于普通塑料管材。

现有塑料管材的连接方式主要有电熔管件套接、承插式胶圈连接、电熔带焊接、法兰对接、热熔对接等。采用电熔管件套接只适用于小口径管材连接，且电熔管件成本高昂；承插式胶圈连接成本较高，且管材连接处承压能力差，易出现泄露的情况；电熔带焊接是使用电熔带将被连接管材的端部包裹在一起，通电焊接，但焊接接口处强度和刚度较低，且焊接时难以操作；法兰对接需要将管材端部焊接上法兰盘后再进行对接，工艺程序复杂且成本较高。

相比而言，热熔对接无需连接配件，工序简单、成本低廉，且熔接接头处的强度优于管材本身强度。普通塑料管材进行热熔对接时，通常采用热熔电焊机来加热管材端部，使其熔融后，迅速将两根被连接件端部贴合，保持有一定的压力，经冷却达到熔接的目的。由于连续性纤维增强管的特殊结构，其中间夹层连续性纤维增强带与基体材料热塑性塑料的物理性质(熔点等)不同，故连续性纤维增强管不能采用普通塑料管材热熔对接的方式进行对接；目前连续性纤维增强管的对接方式只能采用成本高昂的电熔管件套接或者工艺程序复杂的法兰对接。

发明内容

本发明的目的是针对连续性纤维增强管的特殊结构，所提供一种成本低廉、工艺简单的连续性纤维增强管对接方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：连续性纤维增强管对接方法，包括以下步骤：

a、连续性纤维增强管管材端部热处理：切取管材，使其端面与轴线垂直；根据管材管径的不同，标记管材插入深度，同时将加热套筒加热至400℃；将管材的端部沿轴向水平插入加热套筒中，管材插入部分的圆周外壁与加热套筒内壁之间的距离为5-20mm；根据管材管径的不同加热4-10min后，此时管材端部呈半熔融状态；

b、连续性纤维增强管管材端部翻边处理：使用翻边机对管材进行翻边处理，所述翻边机主要由液压传动装置、翻边模具、夹持件、机座组成；翻边模具主体是圆盘状底板，底板中心设置有通孔，底板一侧上设置有管体，管体外径与管材的内径匹配，管体外壁与底板连接处设置扩口倒角，底板同一侧上设置有环形凸起，凸起与管体同轴，管体、凸起与底板之间形成环状凹槽，凸起与底板连接处有圆弧倒角，凸起顶部形成环形刀口；夹持件主体为圆筒体结构，由两个半圆筒体连接组成，夹持件端面设置有翻边，夹持件端面与内壁的过渡段设置有加强倒角，环状压板与凸起顶部接触时，环状压板与凹槽之间形成成型腔；

通过夹持件将管材固定在机座上，翻边模具通过通孔与液压传动装置的顶板固定连接，管材与翻边模具同轴，启动液压传动装置，根据管材管径的不同向顶板施加1200-2400N的力，顶板受力挤压翻边模具，翻边模具沿轴向前移动挤压管材，管材端部逐渐扩口外翻，并进入翻边模具的环形凹槽之中，当环状压板与凸起顶部接触时，关闭液压传动装置，管材翻边在成型腔内成型；待管材翻边部分冷却固化之后，取下管材；

c、热熔对接：将加热板加热至210-240℃后，贴合在被连接管材翻边的端面进行加热，加热时间为30-50s，取下加热板，将两根被连接管材的轴线对齐，施加200-400N的外力将两根被连接管材翻边端面熔合在一起，待翻边端面完全冷却固化后完成对接。

其中，步骤a中，连续性纤维增强管管径为DN110mm，壁厚5.3mm，管材插入加热套筒的深度为78-82mm，管材插入加热套筒部分的圆周外壁与加热套筒内壁之间的距离为9-11mm，管材端部在加热套筒中的加热时间为5-7min。

进一步的是，步骤b中，启动液压传动装置，向顶板施加1500-1800N的力挤压翻边模具。

进一步的是，步骤c中，将加热板加热至220-230℃后，贴合在被连接管材翻边的端面进行加热，加热时间为35-40s，取下加热板，将两根被连接管材的轴线对齐后施加250-300N的外力将两根被连接管材翻边端面熔合在一起，冷却固化后完成对接。