铝塑管卡压式接头的密封可靠性及铝塑管系统的设计选用

铝塑管卡压式接头的密封可靠性分析及铝塑管系统的设计选用[摘要]铝塑管接头头采用内衬橡橡胶密封圈的的卡压式结构构，彻底解决决了长期困扰扰人们的因热热胀冷缩产生生的漏水问题题，克服了设设计人员选用用铝塑管系统统的技术障碍碍。[关键词]卡压压式接头橡胶胶密封圈热胀胀冷缩设计选选用铝塑复合管自994年进入中国国市场以来，已已有十年的发发展史，其间间经历了大起起大落的发展展过程，既有有投资上一哄哄而起的因素素，也有技术术上不够成熟熟的因素，尤尤其是连接技技术的不成熟熟。这十年来来，行业内也也在不断探索索和研究铝塑塑管的连接技技术。从《铝铝塑复合管承承插式铜制管管接头》（CJ/T1110-19999），到《铝铝塑复合管用用卡套式铜制制管接头》（CJ/T1111-20000），再到《铝铝塑复合管用用卡压式铜制制管接头》（CJ/T1190-20004）。铝塑管管的连接技术术在一步一步步走向成熟，目目前，日丰铝铝塑管采用的的卡压式管件件技术，系引引进欧洲广泛泛应用的成熟熟技术，已完完全解决了接接头漏水的问问题。本文对对卡压式管件件的密封原理理予以介绍并并提出设计选选用的建议。卡压式管件的结结构图1本体的的头部结构尺尺寸图2装配图图如图2，卡压压式接头与铝铝塑管的连接接是这样来实实现的：通过过专用钳压工工具，让套于于铝塑管外层层的不锈钢套套产生收缩、塑塑性变形，迫迫使铝塑管内内壁塑料层收收缩并咬合至至接头芯体外外圆表面上的的锯齿形环槽槽中，由于两两只O型橡胶密封封圈设计线径径大于芯体外外径D2（见图1）25%。因此，在在铝塑管内层层收缩后，两两只O型密封圈将将始终处于压压缩状态，从从而提供持久久的密封性能能。O型密封圈的自自密封作用O型圈在使用过过程中因受压压力作用变形形而产生密封封作用，因此此在装配时O型圈和被密密封面之间就就要保持一定定的压缩量。橡橡胶受压产生生的反弹力始始终给予被密密封面一初始始压缩应力，从从而起到预密密封作用，如如图3所示。图3预密封封作用当受预密封作用用的O型圈受流体体压力作用时时，O型圈被挤向向沟槽一侧。当当压力增大，O型圈变形成D形，并把压压力传递给接接触面，随流流体压力增大大，传递压力力越大，密封封作用越大。这这种由液压流流体自动增强强密封效果的的作用叫做自自密封作用，如如图4所示。图4自密封封作用决定O型圈预密密封作用和自自密封作用的的主要参数是是压缩量，对对静密封条件件下，压缩量量一般取20%，考虑到管管件和密封圈圈生产过程中中的尺寸公差差和热胀冷缩缩的影响，卡卡压式管件O型圈平均压压缩量设计为为25%。热胀冷缩对密封封性能的影响响我们知知道，塑料和和金属的线膨膨胀系数相差差十倍之多，因因此，在冷热热交替时，膨膨胀（收缩）量量不同，密封封还会可靠吗吗？通热水时时，塑料膨胀胀量大于金属属膨胀量，不不会出现间隙隙。通冷水时时，塑料的收收缩量大于金金属收缩量，则则密封面会出出现间隙。最大间隙量的计计算：我们考考虑极限温差差，从96℃热水（GB/T189977规定铝塑管管的最高使用用温度为95℃）转换为1℃冷水，极限限温差△Tmax==95℃塑料层收缩量==内层塑料厚厚度×αPEX×△Tmax铜芯体收缩量==铜芯体厚度×αCu×△Tmax最大间隙量=塑塑料层收缩量量—铜芯体收缩缩量以1216为例例，最大间隙隙量=0.01120-0..0028665=0.00091355mm，远远小于O形圈凸出高高度0.35mmm。（相当于于该值的2.6%）其余规格格的最大间隙隙量计算值与与O形圈凸出高高度的比较尺尺寸见表1。表1不同规规格热水型铝铝塑管（XPAP）与管件在在极限温差95℃时的最大间间隙量管材规格内层壁厚（mmm）管件本体厚度（mm）内层塑料的收缩缩量（mm）管件壁厚的收缩缩量（mm）密封面的最大间间隙量（mm）密封圈凸出高度度（mm）10140.81.850.01050.00286650.00763350.412160.91.850.01200.00286650.00913350.3514180.91.950.01180.0030220.0087880.3516200.81.950.01020.0030220.0071880.3520251.12.50.01430.00387710.01042290.5526321.22.650.01540.00410030.01129970.5532402.03.40.02540.00526650.02013350.6541502.23.40.02830.00526650.02303350.6551633.04.350.03850.00673360.03176640.760753.24.80.04060.00743330.03316670.7注：PEX的线线膨胀系数：：αPEX=1..5×10--4m/m·℃Cu的线膨胀胀系数：αCu=1..63×100-5m/m·℃根据我们前面的的讨论，决定定O形圈密封作作用的主要参参数是密封圈圈的压缩量，从从表1的计算结果果来看，所有有规格在极限限温差时的最最大间隙量值值远远小于O形圈凸出高高度。因此，几几乎不会影响响到O形圈的压缩缩量，也就不不会影响密封封作用。铝塑管系统的设设计选用根据上述讨论，铝铝塑管系统采采用内衬橡胶胶圈的卡压式式管件技术，解解决了长期困困扰人们的因因热胀冷缩产产生的漏水问问题。克服了了设计人员选选用铝塑管系系统的技术障障碍。上世纪90年代代后期，铝塑塑管因其卫生生、洁净、价价格便宜、安安装方便甚受受设计人员青青睐，作为生生活给水系统统替代镀锌钢钢管的首选管管材而风靡一一时。许多商商家纷纷涉足足铝塑管制造造领域。因其其经济技术门门槛低，也使使铝塑管市场场鱼龙混杂，泥泥沙俱下。继继而，各地建建设工程多次次出现漏水现现象。加上市市场恶性竞争争，经济学所所称的“劣币驱逐良良币”现象在铝塑塑管行业显现现。为保证工工程质量，给给排水设计界界理所当然地地拒绝了设计计选用。这个世界的奇妙妙就在于它的的变幻无穷。优优胜劣汰，大大浪淘沙，企企图蒙混坑人人的，最终会会被世人唾弃弃。锲而不舍舍的努力者，精精诚所至，金金石为开。不不断的探索终终于抵达了胜胜利的彼岸，技技术瓶颈突破破了，引起恶恶性竞争的低低劣产品销声声匿迹了，铝铝塑管的市场场便一片光明明。勿庸置疑疑，铝塑管材材的第二个春春天即将到来来。参考文献献[1]刘印文文