淺談如何（hé）提高PVC-U給水管件的耐壓性能

PVC-U 給水管件主要是以 PVC 樹脂作為主（zhǔ）要原料，加入適（shì）量的穩定劑（jì）、潤滑劑、填充劑等專用塑料助劑，經注塑成型而成。按現（xiàn）行的 PVC-U 給水管件國家標準 GB/T10002.2-2016，管件的耐壓性能是（shì）主要（yào）的力學指標（biāo），影響了整個給水管路係統的使用。其影響耐壓（yā）性能（néng）的因素有很多，既有原材料和配方因素，也有模具和產（chǎn）品結（jié）構因素，同（tóng）時，也要考慮工藝的相應調整。因此，隻有通過對以上各個（gè）因素的深入分析、綜（zōng）合評估，然後進行優化，才能得到成本最低、性能最優（yōu）的產品（pǐn）。
1 耐壓性（xìng）能測試的原（yuán）理分析及操作（zuò）方法耐壓試驗是為了檢（jiǎn）驗 PVC-U 給水管件在注塑成型過程後所能承受的（de）水壓（yā）能力大小的主要方法之一。在國家標準 GB/T10002.2-2016中規定了在20℃ ±2℃下，將試樣與施壓設備連接，並保證在試壓時間內不阻礙管件承（chéng）口以外部分的自由變形（xíng），接著，按 GB/T6111規定方法，標準中規定的試驗壓力及試驗時間對樣品進行測試，通過觀察樣（yàng）品是否有破裂和滲漏現象。如果樣品沒有出現破裂和滲（shèn）漏，視樣品為合格產品。
2 影（yǐng）響PVC-U給水管（guǎn）件的耐壓性能
常（cháng）見的 PVC-U 給水（shuǐ）管件液壓性能不合格主要有產品本身脆性破裂、膠水粘（zhān）接位置出現破裂、管件轉角位或夾角的破裂、進膠口位置開裂、熔接痕處破裂等等。通（tōng）過長期對產品原材料、模具、配（pèi）方（fāng）、加工工藝、產品結構的全過程跟進及試驗樣品的觀察、分析總結（jié），發現影響產品（pǐn）的耐壓性能主要有以下幾個方麵 ：原材料 ：PVC 樹脂物化性能（néng）的好壞，影響了材料的混配（pèi）、以及後續成型的（de）流動性、塑化效果、及工藝調整等，從而導（dǎo）致管件（jiàn）的耐壓性能（néng）不穩定。模具結構合理性 ：模具結構的好壞，直接影響了管件的成型（xíng），從而影響了管件的（de）耐壓性能，主要有以下幾點 ：
2.1 模（mó）具的分型
模具的分型影響（xiǎng）了管（guǎn）件的（de）注塑成型，模（mó）具分型麵太複雜，會不利於管件的成形和脫模，從而使管件在注塑過程（chéng）中產生很大（dà）的內應力，導致耐壓測試中管件出現破裂現象。另外（wài），如果分（fèn）型（xíng）麵設置不利（lì）於排氣，會（huì）引起管件困氣位置的結合力下降，導（dǎo）致耐壓測試中管件（jiàn）困氣位置出現破裂現象。
2.2 模具的澆注（zhù）係統設（shè）計
模具的澆口太小，會使注塑壓力增大，管件內應力加大，從而使管件（jiàn）在耐壓測試中出（chū）現破裂現象。另外，如果澆口設置使熔接痕位置恰好與管件強度最弱的位置重疊，會使熔接痕位置處更加薄弱，直接導致（zhì）管件耐壓試驗時出現熔接痕的破裂。
2.3 模具的冷卻係統設計
模具冷卻直接影響到管件（jiàn）的質量、成型。如果型腔、動模表麵溫度不均，溫差較大，注（zhù）塑後的管件會產生（shēng）內應力，導致成型後發生翹曲變形，易引起膠水粘接處漏水或破裂。配方 ：PVC 樹脂、穩定劑、潤滑劑、填充劑等屬性和配比，都會影響管（guǎn）件的塑（sù）化，從而（ér）影（yǐng）響管件的耐壓性能。注塑工藝：管件注塑時料筒溫度、注射壓（yā）力、注射速度、注射時間、冷卻時間等因素，都會影響管件的塑化，從而影響管（guǎn）件的耐（nài）壓（yā）性能。產品結構 ：管件的結構影響其內應力大小（xiǎo）和作用（yòng）點，同時，也影響其注塑成（chéng）型工藝（yì）。管件尖角太多、夾角位內部壁厚太薄等等都會使其應力太大，影響其耐壓性能（néng）。
3 優化方案的概述
3.1 嚴格控製原材料物理性能
生產前，必須（xū）嚴格控製 PVC 的（de）物化性能符合標準要求，因PVC 樹脂不合格的物化性能會（huì）使管件的強度降低。
3.2 優化管件的（de）配方
PVC 樹脂的占比越大，材（cái）料（liào）流動性（xìng）越好，利於注塑成型（xíng），可提高產品成型後的承壓強度，建議占（zhàn）比（bǐ）80% ～ 90%；穩定劑、潤滑劑、鈦白粉等助劑適量即（jí）可。
3.3 優化模具的分型麵
分型麵（miàn）位置設（shè）置必須利於排氣，有助於提高充（chōng）模速度，縮短成型周期，避免熔體分解變色，甚至碳化（huà）、燒焦（jiāo），使管件成型後的強度得到增（zēng）強，另外，澆口進膠位置使熔接線不與（yǔ）管件夾角重疊，增強熔接線（xiàn）位置強度。
3.4 優化模具的澆注係統（tǒng）
澆口設置利於排除型腔中的（de）氣體、避免或減少管（guǎn）件（jiàn）表麵產生熔（róng）接痕、應（yīng）使熔接（jiē）痕（hén）的位置避開強（qiáng）度最弱的地方、適（shì）宜開設在管（guǎn）件最厚的（de）部位，且在流道中間位置，這樣，有利於使熔（róng）體平穩填充，保壓，也增強管件熔接痕位置的強度。管件澆口（kǒu）的截麵（miàn）建議（yì）采用圓形或半圓形。澆口的大小不宜太大或太小，一般大水口（kǒu）大小建議約壁厚的（de）90% ～ 95% 之間，實際設計時優（yōu）先取下（xià）限值，通過試模（mó）時（shí）逐步優（yōu）化。因澆口位置內（nèi）應（yīng）力較大，若不影響管件的實際施工及應用，建（jiàn）議增加（jiā）凸（tū）台以增強澆口位置（zhì）的強度（dù）。
3.5 優化模具的冷卻係統
模具型腔溫（wēn）度過（guò）高，易產生飛邊和縮（suō）陷 ；型腔溫度太低會出現填充不良，熔接（jiē）痕（hén）處強度不足 ；型腔溫差太大會產生內應力。因此，設計時需使型腔表麵溫度分布均勻，冷卻水孔盡（jìn）可能多且大，且冷卻水路避免（miǎn）設置在熔接痕位置（zhì），以（yǐ）免使熔接（jiē）痕（hén）處的強度更低。
3.6 優化注塑工藝，增強熔（róng）接痕處的強度
適當提高料溫（wēn）、模具溫度、注塑壓力和保壓壓力，也可對模具采取加熱（rè）措施和增（zēng）加加熱裝置，可以提高熔接痕處的（de）強度（dù），增加管件的強度。
3.7 優化管件的結構
在管（guǎn）件設計中，盡量避免銳角，在符合相關標準的原則下，適當設置大的圓角（jiǎo），減少管件殘（cán）餘應力（lì），增加（jiā）管件的強度（dù） ；另外，管件（jiàn）的內部夾角位，因受模具結構影響，內部難以設置圓（yuán）角，應在夾角處適當增加局部壁厚，以增強夾角處的強度，使管件的耐壓性能得到增強。
綜上所述 PVC-U 給水管件（jiàn）的耐壓性能是否合格，往往受到諸多因素的影響。在實際生產過程中，需要（yào）滿足生產要求（qiú）和嚴（yán）格控製成本的前提下，通過上述的分析及優化方案可有效解決管件耐壓性能不合格的問題（tí）。目前該優（yōu）化方案已大規（guī）模應用到公司的實際生產中，並取得了顯著的效果。