[铝塑管卡压式接头的密封可靠性分析2500字] 铝塑管接头密封圈

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铝塑管卡压式接头的密封可靠性分析2500字

铝塑管卡压式接头的密封可靠性分析2500字 摘要:铝塑管接头采用内衬橡胶密封圈的卡压式结构,彻底解决了长期困扰 人们的因热胀冷缩产生的漏水 问题 ,克服了设计人员选用铝塑管系统的技术障 碍。

铝塑复合管自94年进入 中国 市场以来,已有十年的 发展 史,其间经历了 大起大落的发展过程,既有投资上一哄而起的因素,也有技术上不够成熟的因素, 尤其是连接技术的不成熟。这十年来,行业内也在不断探索和 研究 铝塑管的连 接技术。从《铝塑复合管承插式铜制管 接头》(CJ/T110-1999),到《铝塑复合管用卡套式铜制管 接头》(CJ/T111-2000),再到《铝塑复合管用卡压式铜制管 1. 卡压式管件的结构 如图2, 卡压式 接头与铝塑管的连接是这样来实现的:通过专用钳压工具,让套于铝塑管外 层的不锈钢套产生收缩、塑性变形,迫使铝塑管内壁塑料层收缩并咬合至 接头芯体外圆表面上的锯齿形环槽中,由于两只O型橡胶密封圈设计线径大 于芯体外径D2(见图1)25%。因此,在铝塑管内层收缩后,两只O型密封圈将始 终处于压缩状态,从而提供持久的密封性能。

2. O型密封圈的自密封作用 O型圈在使用过程中因受压力作用变形而产生密封作用,因此在装配时O型圈 和被密封面之间就要保持一定的压缩量。橡胶受压产生的反弹力始终给予被密封 面一初始压缩应力,从而起到预密封作用,如图3所示。

图3 预密封作用 当受预密封作用的O型圈受流体压力作用时,O型圈被挤向沟槽一侧。当压力 增大,O型圈变形成D形,并把压力传递给接触面,随流体压力增大,传递压力越 大,密封作用越大。这种由液压流体自动增强密封效果的作用叫做自密封作用, 如图4所示。图4 自密封作用 决定O型圈预密封作用和自密封作用的主要参数是压缩量,对静密封条件下, 压缩量一般取20%,考虑到管件和密封圈生产过程中的尺寸公差和热胀冷缩的 影 响 ,卡压式管件O型圈平均压缩量设计为25%。

3. 热胀冷缩对密封性能的影响 我们知道,塑料和金属的线膨胀系数相差十倍之多,因此,在冷热交替时, 膨胀(收缩)量不同,密封还会可靠吗?通热水时,塑料膨胀量大于金属膨胀量, 不会出现间隙。通冷水时,塑料的收缩量大于金属收缩量,则密封面会出现间隙。

最大间隙量的 计算 :我们考虑极限温差,从96℃热水(GB/T 18997规定铝 塑管的最高使用温度为95℃)转换为1℃冷水,极限温差△Tmax=95℃ 塑料层收缩量=内层塑料厚度×α PEX×△Tmax 铜芯体收缩量=铜芯体厚度×α Cu×△Tmax 最大间隙量=塑料层收缩量―铜芯体收缩量 以1216为例,最大间隙量=0.0120-0.002865=0.009135mm,远远小于O形圈凸 出高度0.35mm。(相当于该值的2.6%)其余规格的最大间隙量计算值与O形圈凸 出高度的比较尺寸见表1。

表1 不同规格热水型铝塑管(XPAP)与管件在极限温差95℃时的最大间隙量 注:PEX的线膨胀系数:α PEX=1.5×10 -4m/m・℃ Cu的线膨胀系数:α Cu= 1.63×10 -5m/m・℃ 根据我们前面的讨论,决定O形圈密封作用的主要参数是密封圈的压缩量, 从表1的计算结果来看,所有规格在极限温差时的最大间隙量值远远小于O形圈凸出高度。因此,几乎不会影响到O形圈的压缩量,也就不会影响密封作用。

4. 铝塑管系统的设计选用 根据上述讨论,铝塑管系统采用内衬橡胶圈的卡压式管件技术,解决了长期 困扰人们的因热胀冷缩产生的漏水 问题 。克服了设计人员选用铝塑管系统的技 术障碍。

上世纪90年代后期,铝塑管因其卫生、洁净、价格便宜、安装方便甚受设计 人员青睐,作为生活给水系统替代镀锌钢管的首选管材而风靡一时。许多商家纷 纷涉足铝塑管制造领域。因其 经济 技术门槛低,也使铝塑管市场鱼龙混杂,泥 沙俱下。继而,各地建设工程多次出现漏水现象。加上市场恶性竞争,所称的“劣 币驱逐良币”现象在铝塑管行业显现。为保证工程质量,给排水设计界理所当然 地拒绝了设计选用。

这个世界的奇妙就在于它的变幻无穷。优胜劣汰,大浪淘沙,企图蒙混坑人 的,最终会被世人唾弃。锲而不舍的努力者,精诚所至,金石为开。不断的探索 终于抵达了胜利的彼岸,技术瓶颈突破了,引起恶性竞争的低劣产品销声匿迹了, 铝塑管的市场便一片光明。勿庸置疑,铝塑管材的第二个春天即将到来。

参 考 文 献 [1] 刘印文等.密封制品实用加工技术.化学 工业 出版社,2002,第1版 [2] 李白千等.中华人民共和国城镇建设行业标准.铝塑复合管用卡压式管 件,CJ/T190-2004 [3] 李白千,张力平.铝塑管 接头漏水问题的 分析 .塑料管道 论文集,CPPA,2003.9

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