几种常见的管道的密封与衔接形式
绝世美人儿
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2021年01月31日 19:27
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会计个人工作总结-王菲暗涌
几种常见的管道的密封与衔接形式
卢智诚
（琼州学院化学系
海南三亚
572000
）
摘要：
管道衔接是按照设计的要求，将管子连接成一个严密的系统，满足使用要求。管道材
质不 同，具体衔接方法、衔接工艺不同；管道的用途不同，其衔接方法、要求不同。管道的
衔接方法有：螺纹 连接、法兰连接、焊接连接、承插连接、卡套连接、粘接等。
关键词：
管道
密封
衔接
聚乙烯
焊接
Abstract
：
Pipeline in accordance with the design requirements of convergence will
be linked into a tight tube system, to meet the application requirements. Different
pipe materials, concrete convergence methods, convergence processes are different;
pipeline
for
different
purposes,
their
convergence
method,
different
demands.
Pipeline
convergence
method:
threaded
connection,
flange
connection,
welding
connections, socket connections, card sets of connections, bonding and so on.
Keyword
：
pipeline seal connect polytene weld
1.
管道球阀密封原理及泄漏分析
1.1.
管道球阀密封原理：
在
G
系列
K
型阀门上游，密封座圈正向受力面积
A
2
大于反作用力面积
A
1< br>，总
的密封负荷为
X
1
与加载弹簧的张力之和，在这个合力的作用下， 密封紧紧贴合在
球体上，从而达到无气泡泄漏的目的。
??
在
G< br>系列
K
型阀门下游，如果阀体压力为
P
，密封座圈正向受力面积
A4
仍然大
于反力受力面积
A
3
，则密封负荷为
X
2
与加载弹簧的张力之和。这说明，在下游侧，
阀体压力高于管道压力时仍然可以使密封紧紧 贴合在球体上，实现无泄漏密封。
1.2.
球阀的泄漏原因分析及处理措施：
通过对不同厂家固定式管道球阀 的结构原理分析研究，发现其密封原理都相
同，均利用了“活塞效应”原理，只是密封结构不同。尽管原 理相同，但产品质
量各不相同。上述各厂家都是在国内外阀门制造行业中享有一定声誉，在相关市
场中占有一席之地的阀门制造商。根据近几年各用户的反馈信息，进口阀门可靠
性还是显着高于国产阀 门
(
当然价格也昂贵
)
，主要原因是各制造商对阀门零部件
的选材不 同，机械加工水平不同。
??
阀门在应用中存在的问题主要表现为不同程度、不同形 式的泄漏，根据密封结
构原理和安装施工质量分析，造成阀门泄漏的原因有以下几个方面。
阀门安装施工质量是主要原因：
在安装施工中不注意阀门密封面和密封座 圈的保护，密封面受到磨损；安装
完工后，对管道及阀腔吹扫不干净、不彻底，在操作中有焊渣或沙砾卡 于球体与
密封座圈之间，导致密封失败。出现这种情况，紧急时应在上游密封面及时注射
适量的 密封剂，缓解泄漏，但不能彻底解决问题，必要时应更换阀门密封面和密
封座圈。
阀门机械加工、密封圈材质和装配质量原因：
阀门结构虽然简单，但它是一个对机械 加工质量要求较高的产品，其加工质
量直接影响密封性能。密封座圈与圈座的装配间隙和各个环面面积要 经过精确计
算，表面粗糙度要合适。另外，软密封圈材料的选取也非常重要，不仅要考虑耐
腐蚀 和耐磨性，还应考虑其弹性和刚度。如果太软会影响自洁能力，太硬则容易
断裂。
根据应用场合和工况合理选型。
不同密封性能和密封结构的阀门使用场合不同，只有 在不同的场合选用不同
的阀门，才能获得理想的应用效果。以西气东输管道为例，应尽可能地选择具有< br>双向密封功能的固定式管道球阀
(
强制密封的轨道球阀除外，因为其价格更贵
)
。
这样，一旦上游密封损坏，下游密封仍可起作用。如果要求绝对可靠，应选择强
制密 封的轨道球阀。
不同密封结构的阀门，应用不同的操作、维护和保养方法：
对于不存在泄漏的阀门，可以在每次操作前后或每
6
个月在阀杆和密封剂注
射口少量 地加注一些润滑脂，只有在已经发生泄漏或不能完全密封的情况下才注
射适量的密封剂。因为密封剂的粘 度很大，如果平常对未泄漏阀门也加注密封剂，
就会影响球面自洁效果，往往适得其反，将一些小的沙砾 等污物带入密封之间造
成泄漏。对于具有双向密封功能的阀门，如果现场安全条件许可，应将阀腔中的< br>压力泄放为零，有利于更好地保证密封。
2.
聚乙烯管道衔接技术
2.1.
概述：
聚乙烯管在输送燃气、
给水时要求承受一定的压力 ，
且要求至少
50
年的寿命，
并且保证绝对的安全性，
PE
管道系统衔接技术的优劣，直接关系到管道的运行效
果和使用寿命。因此对衔接技术的要求就非常严格。
2.2
聚乙烯管道衔接技术的发展情况：
2.2.1.
九十年代电熔衔接技术的发展主要体现在：
（
1）管件的材质紧跟材质的发展，国际上已有多家电熔管件制造商开发生产
PE100
材料的 管件。
（
2
）电熔管件的结构经过不断的发展，改进，走向成熟。具有宽的 熔接区，
较长的插入深度和冷却区。
GeorgFisher
公司
1997< br>年推出了它的模块化设计的电
熔鞍形管件和过渡管件系统，实现了由一些基本元件在车间和施工现 场组合成所
需管件，减少库存，方便应用。
（
3
）电熔衔接设备已 进入第三代（多功能），可以现场进行熔接质量控制，
并且确保设备和安装的可追溯性。
（
4
）电熔管件的自动识别系统可使电能按照一定方式自动输与电熔管件，在
九十 年代后期，实现了标准化。有三种类型：数字识别系统，机电识别系统和自
调节系统。目前大多数电熔管 件采用的是数字识别系统，熔接参数以及其它信息
以代码的形式记录在条形码、磁卡等数据载体上，熔接 控制器从上述载体中读出
参数后自动控制熔接。
（
5
）近年电熔管件成型技术最主要的进展是成型的自动化。
2.2.2.
热熔衔接的发展：
热熔对接设备的发展方向是全自动化，不仅 可消除人为因素，并且可实现可
追溯性。英国燃气公司首先进行研制，主要是针对大口径管子，因为传统 机器用
于直径大于
D315mm
的管子时已出现问题。德国、英国、法国、美国、比利 时等均
已开发半自动化、全自动化设备。
对聚乙烯管道热熔对接工艺的研究一直在进 行。目前一些主要国家（如英国、
德国、比利时、芬兰等）聚乙烯管道热熔对接的工艺参数不尽相同，而 且由于材
料的不断发展，对工艺变化的要求也是必然的。采用比较广泛的熔接工艺是德国
焊接协 会（
DVS
）发布的。比利时根特大学对
DVS
的熔接工艺改变了两个参数： 温
度由
215℃提高到
225℃；加热压力降低了
50%
。并认为压 力有进一步降低的可行
性。瑞典排污管质量委员会根据实际经验的研究认为，冷却时间应进一步延长，< br>特别是对厚壁管材。
1993
年，英国水研究中心提出一种“双压”连接法用于壁厚大于
20mm
聚乙烯管的连接。该方法与通常的焊接程序的主要差别在熔接阶段的冷
却压力降低。美国天然气研究所开发了用于连接和修理聚乙烯天然气输配管线的
新方法。该方法使用了 一个称为“SmartHeat”的自调、恒温加热的新技术。该技
术具有能较好地控制温度，连接件和 装配费用低的优点。
2.3.
聚乙烯衔接方式：
PE
管 不能采用溶解性与管件连接，它的最佳衔接方式是熔焊连接，焊接技术
的发展经历了一定的过程，早期聚 乙烯焊接方式有热熔对接连接、热熔承插连接
和鞍形焊接。
由于热熔承插连接存在一 定的缺点，通过对衔接技术的不断研究，近来发展
了一种新的连接方式—电热熔连接。相应地，采用的施 工机具是电热熔焊机和热
熔对接焊机，焊接设备应符合
ISO12176-1
或
ISO12176-2
的要求。其次就是与金
属管道连接时采用钢塑过渡接头连接。
2.4.
聚乙烯管道熔接原理：
聚乙烯管道焊接原理是聚乙烯一般在
190℃~240℃之间的范围内被熔化
（不同
原料牌号的熔化温度一般也不相同），此时若 将管材（或管件）两熔化的部分充
分接触，并施加适当的压力（电熔焊接的压力来源于焊接过程中聚乙烯 自身的热
膨胀），冷却后便可牢固地融为一体。由于是聚乙烯材料之间的本体熔接，因此
接头处 的强度与管材的本身的强度相同。
聚乙烯管道焊接原理是聚乙烯一般在
190℃~2 40℃之间的范围内被熔化
（不同
原料牌号的熔化温度一般也不相同），此时若将管材（或管件 ）两熔化的部分充
分接触，并施加适当的压力（电熔焊接的压力来源于焊接过程中聚乙烯自身的热
膨胀），冷却后便可牢固地融为一体。由于是聚乙烯材料之间的本体熔接，因此
接头处的强度与管材的 本身的强度相同。
2.5.
连接注意事项：
PE
管道连接时应注意如下事项：
2.5.1
．操作人员上岗前，应经过 专门培训，经考试和技术评定合格后，方可上岗
操作。
2.5.2
．管道连接前应对管材、管件进行外观检查，符合产品标准要求方可使用。
2.5.3
．在寒冷气候（
-
5℃以下）和大风环境下进行连接操作时，应采 取保护措施
或调整施工工艺。
2.5.4
．每次连接完成后，应进行外观 质量检验，不符合要求的必须切开返工，返
工后重新进行接头外观质量检查。
管道衔接技术：
热熔连接和电熔连接方式的优缺点比较如下：
?
（
1
）电熔连接：
? 1
）需要有专用的电熔焊机。
2
）可用于不同牌号、材质的管材与管材、管材与管件连接。
3
）适用于所有规格尺寸的管材。
??4
）设备投资低，维修费用低。
5
）连接操作简单易掌握。
6
）不易受环境、人为因素影响。
??
（
2
）热熔连接：
?? 1
）需要有专用的热熔焊机。
???2
）适用于同牌号、材质的管材与管 材、管材与管件连接。性能相似，不同牌
号、材质的管材与管材、管材与管件连接，需实验验证。
3
）一般适用于公称直径大于
63mm
的管材。
???4
）设备投资高。
???5
）操作人员需进行专门培训，具有一定的经验。
6
）连接费用低。
7
）易受环境、人为因素影响。
2.7.
对接焊：
??
对接焊常用于较大直径管的连接，
一般大于
D63mm
，
将一定温度的加热板放在对
好的两管或管件之间加热 一定的时间，抽掉热板，将要焊的两端在一定压力下迅
速对接在一起并保压一定时间冷却，即可形成一个 强度高于管材本体强度的接口。
选择的压力要使接触面处产生所要求的力，不管摩擦压力损失。当对接焊 机带有
液压源时，力通常被表示为施加的油缸压力。对于这样的机器，要提供一个专门
的对照表 ，以给出实际的接触面处压力与压力计指示压力的关系。
管道对接焊程序：
??
下面概述了在规定的对接焊周期和温度下，制作对接焊接头所必须的操作过程：
??
（
1
）尽可能减少拖动阻力，例如使用管材滚动。
??
（
2
）在对接焊机上夹紧管材或管件的插口端。
??
（
3
）清洁插口端。
??
（
4
）检查对接焊机是否与管材直径和规定的对接周期匹配。
??
（
5
）移动可动夹具，将管材端部靠在铣刀上刨平。靠近压力应满足以使 铣刀两
侧能产生稳定的薄片。当管材端面或管件端面平整并互相平行时，刨平工作就算
完成了。
??
（
6
）降低压力，保持铣刀转动以避免管材和管件起毛刺， 向后移动夹具并移走
铣刀。
??
（
7
）使对接焊机上的 管材或管件互相接触并检查对其情况。管材或管件的插口
端应尽可能对齐，不超过连接程序中规定的最大 偏移量即管材壁厚的
10%
，不足
1mm
的按
1mm
计。< br>