盈丰国际娱乐城报道钢塑复合管道系统新型焊接技术_盈丰国际娱乐城官网资讯【澳博18AoBo.com】

夏艳 杨振兴 吴晓芬 梁增红 孔彬 李洪山
天津盈丰国际娱乐城集团有限盈丰国际娱乐城
摘 要:钢塑复合压力管是一种融合了金属管材和塑料管材优点于一体的新型复合管材。天津盈丰国际娱乐城集团采纳自主研发的全主动智能熔接机、熔接器以及专用管件,使用电磁感应加热技术实现了“先承插,后熔接”的连接方式,极大地简化了钢塑管道的施工连接步骤,降低了施工难度,提高了连接的可靠性和一致性,节省了大批人工成本和运行成本,实现经济效益和尊龙国际娱乐 在线效益双丰收。
关键词:焊接技术、钢塑复合管道系统

1. 概述
当前,市场上应用的钢塑复合压力管采纳先热熔,后承插连接技术,施工难度较大、对连接人员技术要求较高、连接成本也较高。针对上述难题,天津盈丰国际娱乐城集团有限盈丰国际娱乐城设计与研制的钢塑复合管道系统焊接技术,彻底解决了钢塑复合压力管道系统连接的历史性难题,是一次颠覆性的创新。特别是自主研发的全主动智能熔接机、熔接器以及专用管件,使用电磁感应加热技术实现了“先承插,后熔接”的连接方式,使施工简便易行、连接质量稳定、使用安全可靠。钢塑复合管道系统新型焊接技术是一个系统研发进程,包括钢塑复合管材的原料创新、管件的结构创新、系统连接方式创新、焊接设施自主研制制作和标准化工作等。
2. 钢塑复合压力管设计与研制
军星牌钢塑复合压力管,是以氩弧对接焊镀锌钢管为中间层,以耐高温、耐高压、耐低温突击的β晶型无规共聚聚丙烯(βPP-R)为内外层,采纳耐高温专用热熔胶,通过同步程控复合而成的新型管材。具体管材结构见下图:

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图1. 钢塑复合压力管结构示意图

因钢塑管道产品主要用于高层建筑热水主管道立管及管件,因此,除选定镀锌钢板外,复合管的塑料层原料的选择尤为重要。经大批实验,最终确定为含有β晶型的无规共聚聚丙烯(βPP-R)原料。
作为第四代聚丙烯类原料,βPP-R树脂长期耐热水性能好、耐低温韧性佳,可有效减少冬季施工中(抛、摔等)造成塑料保护层发生的细微裂痕,保证管道系统的长期稳定使用。同时,管材、管件选择同种原料生产制作,同材质焊接相容性好,接口质量安全可靠。

3. 钢塑管用双热熔管件的研制
3.1 管件结构
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图2 双热熔管件外观图 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?图2 双热熔管件内部剖面图

基于钢塑复合管道新型焊接技术开拓的双热熔管件,其结构设计到达了连接和封水的双重作用。管材端面与水介质实现永久有效的隔绝,彻底解决管材端面与水接触而发生的钢塑脱层、锈蚀现象。管材与管件的双层热熔连接方式,且每种规格产品的熔接面积肯定,使连接性能更加牢固可靠。
3.1.1 采纳独特的承插双热熔结构设计。
管材端面与纯塑管件在根部形成密封,钢管层与输送介质永久隔绝,彻底解决了管材端面与水接触而引发的钢管层与塑料树脂层的分层现象而导致的钢塑管道系统渗漏、失效等问题,实现了管道连接和管材端面封水的双重作用,保证了输水系统的安全。
3.1.2 承口长度增加,连接强度增大。
一般双热熔管件的内承口承受系统压力,外承口实现增强作用。在此基础上,军星双热熔管件外承口长度更长,即热熔区域面积更大,使管材与管件连接强度大大增加。

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图3 钢塑管材、管件熔接装配图
注:1、双热熔管件;2、钢塑管;3、钢管层;4、不锈钢衬套

3.1.3 外承口长于内承口的独特设计。
采纳外承口比内承口稍长的结构设计。外承口较长不仅能够保证在焊接进程中连接部位无变形无溢料,还可使钢塑管材与管件连接时坚持对正地位,保证焊接后管材管件平直,焊接质量牢固可靠,焊接部位美观大方。
3.1.4 双热熔管件内部镶嵌金属衬套。
钢塑复合管材与管件独特的双热熔连接方式,容易造成焊接后管件内承口轻微变形和溢料,为幸免这种情况的发生,防止管件在受热进程中内壁变形,在管件内部设置有金属衬套。在加热熔接进程中,金属衬套可起到良好支撑作用,有效降低对管道水通量的影响。
4 钢塑复合管道系统新型焊接技术的研究
钢塑复合压力管材坚持了金属管原有的承压能力高、耐高温的特性,同时又拥有了塑料管耐酸碱及各种化学试剂腐蚀的优点,倍受高层建筑用冷热水主立管、消防主管道、中央空调等供暖工程的关切。但是连接技术却一直不尽人意。传统钢塑复合压力管的连接方式有两种:
(1)机械式连接管件为金属制作,钢塑管与金属管件连接依靠螺帽或螺栓进行紧固,依托管材内壁增加密封胶垫止水。施工步骤繁琐,管件重量大,后期维护不方便。
(2)而双热熔过渡承插连接采纳“先热熔,后承插”的连接方式,依靠特别管件–过渡接头分别与管材和管件端口进行热熔焊接,从而到达管材与管件端封和连接的目的。此方法胜利熔接一个管材、管件接口需要反复两次热熔焊接动作,且一个接口需要两个管件进行熔接,安装效率非常低,熔接质量不稳定,工程安装不便,易发生安全隐患。
军星开拓的钢塑复合管道系统新型焊接技术,使用高频电磁感应加热原理对承插好的管材和管件进行内外加热,使管材与管件熔为一体。管道连接采纳“先承插,后熔接”的双热熔连接,也就是先将同规格的管材插入需要连接的管件根部,将电磁熔接器卡装在加热区,开启熔接机,点击“启动”按钮,进入熔接状态,直至熔接结束,熔接器主动停止工作。
此熔接方式操作极其简便、加热区域面积受热均匀、连接处的熔接质量可靠且不受操作人员技能影响、工程成本得到很大降低,工作效率极高–省时、省力、省工。
4.1 电磁熔接装置的研制
电磁感应熔接装置主要由三部分组成:熔接机、熔接器、数据线缆。
熔接装置系统包含了操纵模块、数据存储模块、功率调节模块、功率输出模块和熔接器。数据存储模块设置在熔接器内,存储熔接器的参数;操纵模块与数据存储模块电连接,操纵模块读取数据存储模块内部的数据,功率调节模块与操纵模块电连接,操纵模块向功率调节模块发送相应的操纵信号,功率调节模块与功率输出模块电连接, 功率调节模块依据操纵模块向其发送的操纵信号调节功率输出功率的大小,功率输出模块为电磁加热熔接器提供功率。
钢塑复合管道系统熔接装置的开拓,主要包括了全主动智能熔接机、熔接器以及微电脑软件操纵程序的开拓。
4.2 全主动智能钢塑管道熔接机
4.2.1 外观设计
熔接机采纳单相电源输入,中文显示屏,设置有启动按键和停止按键。
4.2.2 硬件设计
4.2.2.1主要组成
熔接机由MCU处置器、LC谐振电路、MOSFET驱动电路、过电流检测电路、输入电流检测电路、温度检测电路等组成,
4.2.2.2 连接线缆
熔接机和熔接器通过定制的特别电缆连接,电缆使用一般2芯做功率输出连接和3芯屏蔽线做数据通信连接,以防止数据传输受到干扰。电缆两端采纳航空插头,保证长时间工作时供电和数据传输的继续和稳定。
4.2.3软件设计
传统塑料管道连接均由施工人员进行手动操作,而军星集团第一次将微电脑操纵系统引入塑料管道连接技术领域,实现主动化、智能化、高效化的管道连接。
熔接机软件操纵系统采纳C语言编写程序,具备一键式启动、中文显示、快速精确计算焊接参数、主动识别熔接器规格、主动测验熔接器连接是否正常、环境温度主动补偿、过温度主动保护等多种功能。
4.2.4 熔接机的功能特性
4.2.4.1 天气适应性好
熔接机系统采纳美国微芯盈丰国际娱乐城的高性能16位数字信号操纵器,最高40MIPS的工作速度,工业级温度范围(-40℃至85℃)可满足熔接机的使用
4.2.4.2 电压适应性好
熔接机按照220V单相交流电压设计,考虑到施工现场的供电装置一般为临时搭建,实际电压常有波动。军星熔接机使用先进的软件和硬件处置方案,能够满足各种复杂的施工现场,保证供电电压在165V-265V时,熔接机均可正常使用。
4.2.4.3 主动温度补偿
通过温度检测电路,能够有效检测施工现场环境温度,在-20℃至40℃的范围内使用时,熔接机可通过设定的温度修正参数主动计算熔接时间,使之在不同环境温度下到达相同的熔接效果,从而保证熔接质量的陆续和稳定。
4.3、电磁熔接器的研制
电磁熔接器包括匹配电容、变压器、加热线圈和检测操纵模块等构成。
4.3.1、电磁感应加热线圈的设计
电磁熔接器能够发生交变磁场,将磁能改变成管道熔接所需要的热能。这是基于钢塑复合管材与管件采纳“先承插,后熔接”的电磁加热连接技术而研发的。
熔接器内部分布着电磁感应加热线圈(半圆铜电极)。线圈包括左侧弧形感应线圈和右侧弧形感应线圈,两侧线圈的一端分别由销轴铰接,并可绕轴进行开合动作,可将需要焊接的管件卡住。

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图4 加热线圈工作原理图
注:1、电磁感应加热线圈;2、钢塑管材;3、双热熔管件;4、钢板层加热区域

电磁感应加热线圈通过接线端与塑料管材熔接电源连接。当高频电流通过加热线圈发生交变磁场时,磁性物体(钢塑管的钢管层)置于磁场中切割交变磁力线,从而在钢管层发生交变电流(即涡流),涡流使钢管层的原子高速无规则运动,原子相互碰撞摩擦发生热能,热量通过热传导使管材内外层以及双热熔管件的内外壁发生熔融、结合,到达管材与管件相连接的目的。
4.3.2、电磁熔接器的研制
熔接器使用高频铁氧体磁芯做输出阻抗匹配变压器,采纳CBB81电容做谐振电容。数据存储和检测采纳单片机治理,通过航空插头、带屏蔽的数据电缆连接到熔接机。

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图5 电磁熔接器实物图

熔接器包括环形壳体和固定在所述环形壳体内的电磁线圈。电磁线圈的核心部件包括分别设置在两个半环形壳体内的半环形金属体。当熔接器闭合时,半环形金属体末端的单片金属体插入另一侧的双片金属体,两侧实现电性连接, 从而形成一匝完整的电磁线圈。
电磁熔接器功能:
(1)焊接数据的存储
数据储存在单片机的EEPROM中,存储时间可到达10年以上,并且采纳数据校验方式存储,以保证数据完整性。
(2)输出阻抗匹配
输出阻抗与输出功率相匹配。阻抗过大时输出功率不够,阻抗过小则系统输出负载过重。
(3)与熔接机进行相互通讯
采纳3线单总线通讯方式,抗干扰强,通讯可靠,接线简单。
(4)温度检测
熔接器统一采纳数字温度传感器,其温度检测数据能够做为环境温度的参考。
5 小结
依据高频电磁感应加热原理,研发出的钢塑复合管道新型焊接技术,采纳先承插后热熔方式,解决了钢塑管道系统连接和安装存在的连接困苦、施工不便、容易渗漏等难题。
依据该技术研制的熔接机和熔接器,采纳微电脑和数字技术,具有操纵精度高、可依据环境温度主动跟踪、主动补偿、主动识别、操作简便等优点。
熔接机恒功率输出,战胜了施工现场电压不稳定对输出功率变化的影响,保证了熔接质量的可靠性。
熔接机和熔接器设计科学合理,并已经获得了多项专利技术,所焊接的管道系统,具有焊接牢固、密封可靠等优点。该熔接技术操作简便,施工成本低,工作效率高。采纳该技术施工的塑料管道系统通过工程实际应用,效果良好。
因此,2015年2月,该技术通过了天津市工业和信息化委员会的技术鉴定,获得了行业专家的一致认可。同年,军星牌钢塑复合压力管道及配套连接系统,被天津市科委认定为“杀手锏”产品。当前,钢塑焊接相关技术已获得7项发明专利、8项有用新型专利和21项外观设计专利。
钢塑复合管道新型焊接技术,受施工人员技能水平影响小,不需人为设置各种参数,可实现一键式操作模式。当配套不同熔接器使用时,还可实现一人多机同时作业,不受空间和环境限制,极大的提高了管道安装效率,缩短工时65%以上,更切实保证了管材与管件的连接强度。,
通过多年努力,以及在在天津津南润淼佳苑,武警陕西总队咸阳支队等多个工程项目上的大批应用,无不验证了采纳电磁感应双热熔焊接操纵系统的新型焊接技术,胜利解决了钢塑复合管道系统连接难度大、安全性能低、施工成本高、工作效率差等难题,受到了设计人员、施工人员和用户的一致好评,今后必将有更加广大的市场前景。