大口徑管擠壓連接技術的研發歷程及抗震雙密封連接特點解析

二十世紀中期擠壓連接技術已在歐洲和美國大范圍應用，于上世紀末傳入我國。最早生產卡壓產品的是單卡壓連接，隨后引進了雙卡壓產品，但均只能連接≤DN100口徑的管道；同期相關管道企業創立了環壓連接方式，將單卡壓的O形密封腔改為更寬幅度的圓筒狀密封腔，通過增大密封功能強化連接部位的密封性能，實現了DN150管道的環壓連接。但上述連接方式進入市場已二十余年，始終未能解決更大口徑管道的連接。

大口徑抗震雙密封管件

同期，國內其他新型管道企業也紛紛開展研發攻關，希望能將擠壓連接技術應用于更大口徑的管道。最早出現的雙O形圈卡壓，其在管件頭設置兩個O形圈，但由于O形圈是靠密封材料的過盈量實現密封，兩個O形圈的摩阻力使得管材在插入時變得困難，甚至可能造成密封件的損壞，這種連接方式現在僅用于DN50以下管道。隨后出現的承插壓合連接技術是將管接頭的承口做成了雙層的夾層結構，安裝時在管材端涂抹厭氧密封膠后插入管件承口再用工具進行壓接，該技術將管子壓接的口徑擴大到DN200，但由于結構復雜、制造成本較高且采用液體厭氧膠固化管道需在靜態下才能實現。

大口徑管件安裝

壓接組件

2022年抗震雙密封管接頭面世，把擠壓連接的適用口徑提高到了DN400。

抗震雙密封連接的技術特點

抗震雙密封連接（又稱環卡雙密封）是在卡壓接頭的外端增加一道環狀密封段，具有彈性密封和填充式密封特點以提升管網抗震防災能力的連接方式，又稱抗震雙密封連接。卡壓放置O型圈的凸環除了是管件的密封腔外也是管件承口的加強筋，有利于增強接頭的剛性以及均勻分布來自外界的沖擊力；環壓是圓筒狀密封腔，其通過增大密封功能區實現更好的密封效果，但接頭的剛性強度比卡壓有所降低。抗震雙密封連接通過在卡壓O型環的外沿再增加一道環壓密封腔，把卡壓接頭剛性足和環壓接頭密封好的優點融為一體，極大增強了連接部位的強度和密封性能。

抗震雙密封連接的技術特點如圖

1.內外雙密封。抗震雙密封管件內側O形圈起主力密封作用，外側密封圈起到保護內側密封圈和備份作用。當管道出現水壓異常或接頭遭受外力沖擊時即使內側密封圈不能封住水流，但其已大幅消減水流的沖擊力，加之外側密封圈的功能區更大，封堵溢出的水流綽綽有余。

2.三道鎖緊環。壓接時管材管件在安裝工具的作用下發生形變，在凸環的兩側和管件的外沿壓出三道鎖緊環，每道環的下嵌是1.2個管材的壁厚，由此管材管件互嵌咬合產生強大的抱緊力。

3.加強筋保護。抗震雙密封管件的加強筋增加了接頭的結構剛性，同時凸環外側的環壓密封腔又是對加強筋的保護，起到緩沖外力沖擊的作用，只要加強筋不被擾動和破壞里面的O形圈就能穩定工作。

抗震雙密封連接的核心優勢在于接頭的雙密封結構。從設計原理看，硬度70的密封材料壓縮率達15%時，最大接觸壓力可達2MPa，單道O形圈理論上可滿足密封需求。但O形圈壓縮率受管材管件尺寸、壓接工具磨損等多因素影響，且民用產品公差較大，導致安裝后壓縮率不穩定；插管劃傷密封圈或后期外力沖擊引發松動，均會造成滲漏。

為此，該技術在O形圈外側增設環壓密封腔，通過四重設計破解痛點：一是采用“一用一備”邏輯，內側密封失效時外側及時補位；二是安裝時后置矩形密封圈，避免插管劃傷；三是借助壓接工具將矩形圈壓為月牙形，實現18%穩定壓縮率，在材料硬度不變時，接觸壓力隨壓縮率線性提升；四是矩形圈體積數倍于O形圈，壓縮率基數更大，抗結構變形及外力沖擊能力更強。正是基于雙密封的結構特點，抗震雙密封連接實現了擠壓連接技術在大口徑管的突破，并能滿足2.5MPa的使用要求，同時提升了管網防震抗災的能力。

目前不僅運用于薄壁不銹鋼管還運用于涂覆鋼管，領域覆蓋生活、生產、消防、暖通空調、燃氣等多個場景，廣泛適用于高層建筑、醫院、學校、工業、軍工、航天等對安全性要求較高的場所，有效提升了管道系統的穩定性和可靠性。