大口徑管擠壓連接技術(shù)的研發(fā)歷程及抗震雙密封連接特點解析

二十世紀(jì)中期擠壓連接技術(shù)已在歐洲和美國大范圍應(yīng)用，于上世紀(jì)末傳入我國。最早生產(chǎn)卡壓產(chǎn)品的是單卡壓連接，隨后引進了雙卡壓產(chǎn)品，但均只能連接≤DN100口徑的管道；同期相關(guān)管道企業(yè)創(chuàng)立了環(huán)壓連接方式，將單卡壓的O形密封腔改為更寬幅度的圓筒狀密封腔，通過增大密封功能強化連接部位的密封性能，實現(xiàn)了DN150管道的環(huán)壓連接。但上述連接方式進入市場已二十余年，始終未能解決更大口徑管道的連接。

大口徑抗震雙密封管件

同期，國內(nèi)其他新型管道企業(yè)也紛紛開展研發(fā)攻關(guān)，希望能將擠壓連接技術(shù)應(yīng)用于更大口徑的管道。最早出現(xiàn)的雙O形圈卡壓，其在管件頭設(shè)置兩個O形圈，但由于O形圈是靠密封材料的過盈量實現(xiàn)密封，兩個O形圈的摩阻力使得管材在插入時變得困難，甚至可能造成密封件的損壞，這種連接方式現(xiàn)在僅用于DN50以下管道。隨后出現(xiàn)的承插壓合連接技術(shù)是將管接頭的承口做成了雙層的夾層結(jié)構(gòu)，安裝時在管材端涂抹厭氧密封膠后插入管件承口再用工具進行壓接，該技術(shù)將管子壓接的口徑擴大到DN200，但由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本較高且采用液體厭氧膠固化管道需在靜態(tài)下才能實現(xiàn)。

大口徑管件安裝

壓接組件

2022年抗震雙密封管接頭面世，把擠壓連接的適用口徑提高到了DN400。

抗震雙密封連接的技術(shù)特點

抗震雙密封連接（又稱環(huán)卡雙密封）是在卡壓接頭的外端增加一道環(huán)狀密封段，具有彈性密封和填充式密封特點以提升管網(wǎng)抗震防災(zāi)能力的連接方式，又稱抗震雙密封連接。卡壓放置O型圈的凸環(huán)除了是管件的密封腔外也是管件承口的加強筋，有利于增強接頭的剛性以及均勻分布來自外界的沖擊力；環(huán)壓是圓筒狀密封腔，其通過增大密封功能區(qū)實現(xiàn)更好的密封效果，但接頭的剛性強度比卡壓有所降低?？拐痣p密封連接通過在卡壓O型環(huán)的外沿再增加一道環(huán)壓密封腔，把卡壓接頭剛性足和環(huán)壓接頭密封好的優(yōu)點融為一體，極大增強了連接部位的強度和密封性能。

抗震雙密封連接的技術(shù)特點如圖

1.內(nèi)外雙密封。抗震雙密封管件內(nèi)側(cè)O形圈起主力密封作用，外側(cè)密封圈起到保護內(nèi)側(cè)密封圈和備份作用。當(dāng)管道出現(xiàn)水壓異?；蚪?/span>頭遭受外力沖擊時即使內(nèi)側(cè)密封圈不能封住水流，但其已大幅消減水流的沖擊力，加之外側(cè)密封圈的功能區(qū)更大，封堵溢出的水流綽綽有余。

2.三道鎖緊環(huán)。壓接時管材管件在安裝工具的作用下發(fā)生形變，在凸環(huán)的兩側(cè)和管件的外沿壓出三道鎖緊環(huán)，每道環(huán)的下嵌是1.2個管材的壁厚，由此管材管件互嵌咬合產(chǎn)生強大的抱緊力。

3.加強筋保護。抗震雙密封管件的加強筋增加了接頭的結(jié)構(gòu)剛性，同時凸環(huán)外側(cè)的環(huán)壓密封腔又是對加強筋的保護，起到緩沖外力沖擊的作用，只要加強筋不被擾動和破壞里面的O形圈就能穩(wěn)定工作。

抗震雙密封連接的核心優(yōu)勢在于接頭的雙密封結(jié)構(gòu)。從設(shè)計原理看，硬度70的密封材料壓縮率達15%時，最大接觸壓力可達2MPa，單道O形圈理論上可滿足密封需求。但O形圈壓縮率受管材管件尺寸、壓接工具磨損等多因素影響，且民用產(chǎn)品公差較大，導(dǎo)致安裝后壓縮率不穩(wěn)定；插管劃傷密封圈或后期外力沖擊引發(fā)松動，均會造成滲漏。

為此，該技術(shù)在O形圈外側(cè)增設(shè)環(huán)壓密封腔，通過四重設(shè)計破解痛點：一是采用“一用一備”邏輯，內(nèi)側(cè)密封失效時外側(cè)及時補位；二是安裝時后置矩形密封圈，避免插管劃傷；三是借助壓接工具將矩形圈壓為月牙形，實現(xiàn)18%穩(wěn)定壓縮率，在材料硬度不變時，接觸壓力隨壓縮率線性提升；四是矩形圈體積數(shù)倍于O形圈，壓縮率基數(shù)更大，抗結(jié)構(gòu)變形及外力沖擊能力更強。正是基于雙密封的結(jié)構(gòu)特點，抗震雙密封連接實現(xiàn)了擠壓連接技術(shù)在大口徑管的突破，并能滿足2.5MPa的使用要求，同時提升了管網(wǎng)防震抗災(zāi)的能力。

目前不僅運用于薄壁不銹鋼管還運用于涂覆鋼管，領(lǐng)域覆蓋生活、生產(chǎn)、消防、暖通空調(diào)、燃氣等多個場景，廣泛適用于高層建筑、醫(yī)院、學(xué)校、工業(yè)、軍工、航天等對安全性要求較高的場所，有效提升了管道系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。