大口径管挤压连接技术的研发历程及抗震双密封连接特点解析

二十世纪中期挤压连接技术已在欧洲和美国大范围应用，于上世纪末传入我国。最早生产卡压产品的是单卡压连接，随后引进了双卡压产品，但均只能连接≤DN100口径的管道；同期相关管道企业创立了环压连接方式，将单卡压的O形密封腔改为更宽幅度的圆筒状密封腔，通过增大密封功能强化连接部位的密封性能，实现了DN150管道的环压连接。但上述连接方式进入市场已二十余年，始终未能解决更大口径管道的连接。

大口径抗震双密封管件

同期，国内其他新型管道企业也纷纷开展研发攻关，希望能将挤压连接技术应用于更大口径的管道。最早出现的双O形圈卡压，其在管件头设置两个O形圈，但由于O形圈是靠密封材料的过盈量实现密封，两个O形圈的摩阻力使得管材在插入时变得困难，甚至可能造成密封件的损坏，这种连接方式现在仅用于DN50以下管道。随后出现的承插压合连接技术是将管接头的承口做成了双层的夹层结构，安装时在管材端涂抹厌氧密封胶后插入管件承口再用工具进行压接，该技术将管子压接的口径扩大到DN200，但由于结构复杂、制造成本较高且采用液体厌氧胶固化管道需在静态下才能实现。

大口径管件安装

压接组件

2022年抗震双密封管接头面世，把挤压连接的适用口径提高到了DN400。

抗震双密封连接的技术特点

抗震双密封连接（又称环卡双密封）是在卡压接头的外端增加一道环状密封段，具有弹性密封和填充式密封特点以提升管网抗震防灾能力的连接方式，又称抗震双密封连接。卡压放置O型圈的凸环除了是管件的密封腔外也是管件承口的加强筋，有利于增强接头的刚性以及均匀分布来自外界的冲击力；环压是圆筒状密封腔，其通过增大密封功能区实现更好的密封效果，但接头的刚性强度比卡压有所降低。抗震双密封连接通过在卡压O型环的外沿再增加一道环压密封腔，把卡压接头刚性足和环压接头密封好的优点融为一体，极大增强了连接部位的强度和密封性能。

抗震双密封连接的技术特点如图

1.内外双密封。抗震双密封管件内侧O形圈起主力密封作用，外侧密封圈起到保护内侧密封圈和备份作用。当管道出现水压异常或接头遭受外力冲击时即使内侧密封圈不能封住水流，但其已大幅消减水流的冲击力，加之外侧密封圈的功能区更大，封堵溢出的水流绰绰有余。

2.三道锁紧环。压接时管材管件在安装工具的作用下发生形变，在凸环的两侧和管件的外沿压出三道锁紧环，每道环的下嵌是1.2个管材的壁厚，由此管材管件互嵌咬合产生强大的抱紧力。

3.加强筋保护。抗震双密封管件的加强筋增加了接头的结构刚性，同时凸环外侧的环压密封腔又是对加强筋的保护，起到缓冲外力冲击的作用，只要加强筋不被扰动和破坏里面的O形圈就能稳定工作。

抗震双密封连接的核心优势在于接头的双密封结构。从设计原理看，硬度70的密封材料压缩率达15%时，最大接触压力可达2MPa，单道O形圈理论上可满足密封需求。但O形圈压缩率受管材管件尺寸、压接工具磨损等多因素影响，且民用产品公差较大，导致安装后压缩率不稳定；插管划伤密封圈或后期外力冲击引发松动，均会造成渗漏。

为此，该技术在O形圈外侧增设环压密封腔，通过四重设计破解痛点：一是采用“一用一备”逻辑，内侧密封失效时外侧及时补位；二是安装时后置矩形密封圈，避免插管划伤；三是借助压接工具将矩形圈压为月牙形，实现18%稳定压缩率，在材料硬度不变时，接触压力随压缩率线性提升；四是矩形圈体积数倍于O形圈，压缩率基数更大，抗结构变形及外力冲击能力更强。正是基于双密封的结构特点，抗震双密封连接实现了挤压连接技术在大口径管的突破，并能满足2.5MPa的使用要求，同时提升了管网防震抗灾的能力。

目前不仅运用于薄壁不锈钢管还运用于涂覆钢管，领域覆盖生活、生产、消防、暖通空调、燃气等多个场景，广泛适用于高层建筑、医院、学校、工业、军工、航天等对安全性要求较高的场所，有效提升了管道系统的稳定性和可靠性。