大口径聚乙烯三通管件的设计摘要：文章介绍了大口径聚乙烯三通管件设计的一些基本要素点，解决大口径聚乙烯三通管件椭圆度，直径尺寸公差问题的方法，产品静液压实验薄弱点产生的机理与控制，剖析了等径三通与异径三通系列的优化设计，具有实际的应用价值。关键词：大口径；聚乙烯三通管件；反补偿；管状椭圆；翘曲：A：TQ320：1009-2374（2015）18-0024-03DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.18.013随着城镇化的进程加快，燃气的需求量越来越大，输送燃气的聚乙烯管道口径随之增大，输送管道的连接件和分支的施工难度也随之增大，聚乙烯三通起着连接主通两端，且有着从主通又分出支口的作用。聚乙烯三通必须保证与管材具有同等或更高的使用年限的要求，同时保证聚乙烯三通管件施工方便，且能保证接口处的质量，这些成为大口径聚乙烯三通设计的关键因素。1产品特点以400直径为例介绍产品的一些基本特征：壁厚大，产品壁厚36.4mm；其产品直径400公差范围2.4mm；壁厚36.4的公差带3.9mm；不圆度最大不超过6mm，见图1。产品质量达到49.79kg，见图2。大口径聚乙烯三通产品在热熔连接中的应用，当椭圆度控制不好或壁厚超差，这些因素会严重影响热熔对接卷边不均匀，管端错位，从而造成产品的功能失效或减少产品的使用寿命。大口径聚乙烯三通产品在电熔连接中的应用，当椭圆度或产品直径公差控制不好，会影响产品装配性能及产品的焊接性能。因此，产品必须严格执行国家标准GB15558.2-2005的要求，保证产品的使用属性要求。3目前使用的大口径聚乙烯三通管件一般采用的工艺状况第一，车制管段，然后对接形成三通。一般也叫焊制管件（锯管段，然后对接焊接管段），该工艺的特点：工序多，有角度对接焊，影响因素多。相对应的聚乙烯三通管件的使用压力等级降低。第二，注塑成型三通主体，对接焊三段管状部分。该工艺的特点：车制管段和对接焊接工艺容易些。注塑主体要求的注塑机的注塑量要少。相对应的聚乙烯三通管件的使用压力等级降低。第三，注塑成型三通产品，然后车制管状部分，形成三通。该工艺注塑成型工艺要求低。模具要求低，增加需要车制管状部分工序。消耗原材料多。第四，直接注塑成三通产品。该工艺对注塑工艺和模具要求比较高，一次注塑成型成成品，工序少，用料少，产品质量高。燃气输送安全性能要求的提高，欧洲及发达国家基本上要求注塑管件不允许有对接焊的接头，国内一些大的燃气公司的要求也在往这个方向靠拢，因此直接注塑成型三通产品工艺已成为一种发展趋势和必然。4大口径聚乙烯三通管件的材料属性点（燃气专用混配料PE介绍）第一，专用料一般用在安全性能要求较高的领域，一旦产品失效将对人们的生命和财产构成威胁，因此具有技术含量高、档次高、用途专一、附加值高的特点。生产过程中禁止用回料和废料。第二，聚乙烯管件原材料是热塑性结晶型材料，该原材料流动性差。在190℃、5kg条件下熔体质量流动速率达MFR（0.2～1.4）g/10min。第三，注塑用料一般比挤出用料流动性好，易于加工制造。5大口径聚乙烯三通产品的设计优化5.1产品的先期优化设计5.1.1浇口位置优化：采用CAE与模流分析确认最优的浇口放置，确认浇口在支口的正对面方向点上放置最好，进行单点浇口进胶。5.1.2多产品同模设计优化：从节约开模成本与提高生产率方面考虑，大口径聚乙烯等径三通产品与异径三通系列产品共用一套模具，三通旁通支口采用对换芯子的形式设计模具，一套模具生产五种产品。其与单个产品对应开模相比，节约开模成本60%左右。5.1.3对燃气专用料属性的分析，特别是对收缩率因素材料经验数据分析。5.1.4对产品翘曲进行的预变形设计（反向补偿设计）。产品管状部分预变形设计参数见图5和见表1。三通的主通尺寸与旁通尺寸的收缩率是不同的，主通和旁通的椭圆度也是不同的，其中三通产品随壁厚的变化而变化，壁厚大，椭圆度小，其中同一规格，SDR11值的椭圆度小于SDR17.6的椭圆度，支口的椭圆度小于主通的椭圆度，并且椭圆度往同一个方向变化，因此在产品设计与开模具时，宜对该现象进行反向补偿设计。其中管状部分为产品的重点控制区域，产品工作区域主要在管状部分，如电熔焊接的装...