聚乙烯塑钢缠绕排水管技术

环刚度是对排水管材的主要机械性能要求，是表征管道抵抗外压能力的参数。为了便于工程上的应用，行业上采用了一个通用的简化标准试验方法（GB/T9647或ISO9969《热塑性塑料管材环钢度的测定》），该方法规定：对于任何截面的管材，只须将样件放置于两平板之间加压，检测出使管材直径产生规定的变形时的压力，代入下述公式即可计算出其环刚度。
Si=(0.0186+0.025)
Si：管材环刚度， KN/m2；
Fi：相对于管材3%变形时的力值， KN；
Li：验件长度， m；
di：平均内径， m；
yi：变形量， m；
对于聚乙烯塑钢缠绕排水管结构，如果忽略塑料对环刚度的贡献，把钢带的螺旋缠绕结构简化成等距单独园环结构，可用经典力学公式计算出使其产生3%变形所需要的力，将该力乘上单位长管上钢带螺旋缠绕的环数，并代入上式即可计算出塑钢缠绕排水管的环刚度。
    按上述方法，我们对聚乙烯塑钢缠绕排水管的环刚度采取了校核计算的设计模式，即先设计管材结构、再根据上述方法校核环刚度，反复设计及计算直到结构达到设计环刚度为止。
聚乙烯塑钢缠绕排水管的环刚度的设计和确定，是通过调整钢带的厚度、高度以及加强筋的间距来保证的。为了方便生产及管理，在设计时对不同口径的管材所选用的带材系列进行了优化，通过系列化的带材来生产不同口径的管材，满足环刚度的要求。聚乙烯塑钢缠绕排水管根据口径的不同，环刚度分为以下几个系列： 8KPa、10KPa和12.5KPa三个系列。由于钢塑两种材料的弹性模量比大于200，重量比大于7.85，因此与纯塑管相比，钢带增强极易使管材（特别是大直径管材）具有足够安全可靠的环刚度及相对较高的刚度重量比。
2.4管材连接方式
聚乙烯塑钢缠绕排水管的连接方法有两种，口径≤1500管材，采用的是不锈钢卡箍式连接。采用这种连接方式时，产品出厂前在管材端部每道螺旋槽用专用手提式塑料挤出机各做出三道封堵塑料密封块，以防止输送介质顺螺旋槽流出。不锈钢卡箍式连接结构由三层构成，最内层是薄橡胶套，紧套在管端起密封介质作用；中间层为一定厚度的具有良好弹性的发泡橡胶板，起填充作用，通过其变形可将外层不锈钢卡箍的紧箍压力均匀地传递到内层密封橡胶板上，从而消除了管端表面不平整、肋片高度不均匀及椭圆度等因素对密封性能的影响；外层为开口不锈钢卡箍，通过卡箍上的紧固螺栓可调整卡箍对内层橡胶套的紧箍力以确保密封，同时不锈钢卡箍可起到对管材连接部位的环刚度的补偿作用（见图5）。
大口径≥1200管材采用管内壁电热熔焊接连接，电热熔焊连接采用的连接件是电热熔带。电热熔带是用与管材塑料相同的塑料制成的具有一定宽度且厚度大于管材壁厚、长度大于管材周长的塑料带，塑料带一侧表面上镶嵌有形成回路的电热丝网。将该电热熔带置于被连接管端的内壁上，采用专用工装将电热熔带压紧贴合在管内壁上，采用专用焊接电源给电热熔带通电，由于电流的热效应，电热丝将管壁及热熔带表面熔化，形成一体，冷却后形成可靠的密封连接（见图6）。

图5 弹性橡胶套连接方式                  图6 电热熔焊接连接方式
大口径管道的电热熔焊接连接，所采用的焊接支撑工装是由哈尔滨工业大学星河实业有限公司研制的。该工装是以压缩空气为动力，操作过程十分方便，焊接效果好。（见图7、图8）。

图7 电热熔焊接工装（工作状态）     图8 电热熔焊接工装结构示意图（非工作状态）
2.5. 聚乙烯塑钢缠绕管环向截面强度
由于塑钢缠绕管的钢肋的屈服强度比塑料的屈服强度大得多，因此计算环向截面强度时可只考虑钢肋的强度。由于塑钢缠绕管的钢肋是连续缠绕，因此在计算时可以把连续缠绕的钢肋理想化为一个厚壁圆筒进行强度计算。对于承受外压的封闭厚壁圆筒截面上的任一半径为r的点。如图：

其应力计算公式为：
径向应力
切向应力

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聚乙烯塑钢缠绕排水管技术(三)