PE燃气电熔管件电熔连接耐气密性分析

董善波

(宁波市科技园区新力塑业有限公司，浙江 宁波 315503）

1 实验初期准备

1.1 主要材料

聚乙烯：PE100，北欧化工（上海卜力贸易有限公司经销）；PE100专用黄色母料：北欧化工（上海卜力贸易有限公司经销）；铜电阻丝：Dn006，宁波飞虹联合新材料有限公司；电阻丝包覆线：宁波市高新区盛海电线有限公司。

1.2 仪器设备

注塑机：HTK450X1，中国海天公司；模具：Dn75，黄岩市四通模具厂；电熔焊接机：DRJ—III，杭州环众电子设备有限公司；管材耐压试验机：XGY—B系列，石家庄开发区中实检测设备有限公司；熔体流动速率仪：XNR—400B，长春长城试验机有限公司；直流低电阻测试仪：TH2513，常州市同惠电子有限公司。

1.3 试样制备

工作人员应严格按照一定规范进行管件配比，主要数值是PE燃气管件专用料和专用色母粒按质量比100∶1.5[1]。工作人员要用自动吸料机，将这些混合料加入到注塑机的上料斗中，然后生产出Dn75型号的PE燃气电熔管件，生产出这种管件后，要在常温环境下，放置24 h。工作人员要使用和电熔机同种规格的PE燃气管，进行电熔连接，记录测试的试用试样。

1.4 性能测试

工作人员要测定PE燃气管件，然后分析管件在电熔连接中的耐气密性。PE燃气管件，在出模具后，要在室温环境下，放置24 h，然后和管材电熔进行妥善连接。工作人员要分析试样在室温放置24 h后，在气体打压下的影响，分析压力在什么数值下，管材可能会漏气，在哪个连接部位。

2 PE燃气电熔管件电熔连接耐气密性分析

2.1 铜电阻丝外包覆料

PE燃气管件主要是由PE100和专用的黄色母料共同生存出的，这种材料的熔体质量流动速率比较固定，一般都在0.64 g/10 min左右，要想改变这个数值，工作人员可以改变外在的电阻丝包覆材料，这个过程可以通过改变PE100和专用黄色母料实现[2]。不同的比例能够生产出不同的混合料，并具有不同的性质，在电熔连接中，气密性也有所不同。图1为包覆料与气密性之间的联系。

图1 包覆料与PE燃气管件电熔连接气密性之间的联系

从图1中可以看出，包覆料的MFR比较大时，能够导致PE燃气电熔管件的耐气密性增加。当包覆料的数值增加到0.64 g/10 min时，PE燃气管件的气密性达到最高点[3]。之后，即使包覆料的MFR继续升高，PE燃气管件的气密性也不会增加，反而会降低。产生这种情况的原因主要是相似相容原理，高分子材料具有相似的理化性能，就具有较好的相容效果。在实验中，同一种树脂，MFR的相容性越高，能够达到的相容性也就越高，所以在与管材的电熔连接中，PE燃气管件与管材MFR比较相近，其电熔连接后的气密性也比较好。

2.2 铜电阻丝通电时间

工作人员要选用合适的电阻，对管材、管件的熔体质量流动速率进行控制，从而生产出规定规格的管材。在实验分析中，PE燃气管件会受到通电阻丝通电时间的影响，通电时间越长，PE燃气管件在电熔连接中的气密性就越高，但是其有峰值，当通电时间达到80 s时，PE燃气管件在电熔连接中的气密性最高，即使通电时间继续延长，PE燃气管件的气密性也不会增加，反而会降低。出现这种情况的主要原因是，当通电时间不达标时，PE燃气管件与其他管材之间没有充分熔融，有间隙存在，所以电熔连接的气密性不好，而超过峰值后，随着时间的增长，这种熔融效果会逐渐冷却，并有空洞产生。只有适当的通电，才能避免管件和管材之间出现裂缝和空洞，影响电熔连接的气密性。

2.3 铜电阻丝的电阻

工作人员通过改变铜电阻丝的圈数，能够改变铜电阻丝的电阻，从而对通电时间进行控制。在使用规定不同的PE燃气电熔管件中，工作人员要记录管件和管材之间的的气密性连接，对PE燃气管件与其他管材电熔连接的气密性进行分析，结果如图2所示。

图2 电阻对PE燃气管件电熔连接的气密性的影响

从图2可知，铜电阻丝电阻升高时，能够导致PE燃气电熔管件的耐气密性增加。当铜电阻丝电阻增加到0.8Ω时，PE燃气管件的气密性达到最高点，并趋于稳定。

2.4 管材、管件配合尺寸

工作人员要选用合适的电阻，对管材、管件的熔体质量流动速率进行控制，从而生产出规定规格的管材。通过改变PE燃气管件外径尺寸，会改变PE燃气管件和管材之间的关系。工作人员记录这种试验结果，分析电熔连接后，PE燃气管材的耐气密性，具体情况如图3所示。

图3 管材、管件配合尺寸对管件电熔连接气密性的影响

从图3中可以看出，PE燃气管件、电熔管件之间的配合尺寸增大，能够导致PE燃气电熔管件的耐气密性降低。当管件之间的配合尺寸增加到0.26 mm时，PE燃气管件的气密性开始降低。出现这种情况是因为PE燃气管材和电熔管件之间，没有充分填实，并有一定孔隙，在冷却之后形成空洞，影响了电熔连接的气密性。

3 结束语

通过上文对PE燃气管件电熔连接气密性分析，工作人员在进行PE燃气管件电熔连接时，要充分考虑铜电阻丝外包覆料MFR、铜电阻丝通电时间、铜电阻丝电阻大小、PE燃气管材、电熔管件之间的配合尺寸等因素，避免其对电熔连接后的气密性产生较大的影响。工作人员要生产一定规格的PE燃气电熔管件，考虑自身的实际时间，合理配置包覆料的比例0.64 g/10 min，保证通电时间为80 s，铜电阻丝电阻为0.8 Ω，PE燃气管材、电熔管件之间的配合尺寸在0.05～0.2 mm。具备这些条件之后，生产的PE燃气管件能够在电熔连接中达到的耐气密性最为理想。

[1]袁飞. PE燃气电熔管件电熔连接耐气密性的研究[J]. 塑料工业，2010，04：45～47.

[2]徐松强. PE燃气管道连接方式探讨[J]. 煤气与热力，2010，03：6～8.

[3]袁飞，黄强. PP-B电熔管件的研究及应用[J]. 现代塑料加工应用，2010，04：31～33.