具体实施方式

厚壁与薄壁的定义界定，目前国际上还没明确的标准，只在行业内通常的做法认定，DN15的管材壁厚大于2.6mm以上，DN100管材壁厚大于3.5mm以上才认定为厚壁，目前国际上采用的挤压式管道系统连接工程，规格都是DN15～DN100之间，挤压部位管件壁厚通常都是薄壁的，其壁厚都小于或者等于2.0毫米，通常被认为属薄壁管挤压。

本申请中使用的术语“厚壁”管件的壁厚与“薄壁”的定义，界定如下：DN15的管材壁厚大于2.6mm以上，DN100管材壁厚大于3.5mm以上认定为厚壁；挤压部位管件壁厚壁厚都小于或者等于2.0毫米，认定为薄壁。

本申请中使用的术语“软钢”是指含碳量0.002％～0.10％，Mn含量不大于0.50％的低碳钢，其强度低，硬度低而软，塑性好，在外力作用下有明显的屈服点/屈服阶段和塑性变形。

本申请中使用的术语“塑胶”包括塑料和橡胶。

实施例

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图和具体的实施例对上述技术方案做详细的说明，但本发明不仅限于这些具体的实施例。

如图1所示，本发明的一个实施例用于厚壁管7连接的卡压式厚壁管件在挤压前插管示意图，具有挤压承口1、插管承口2和管端限位部3，挤压承口1设置在插管承口2靠近管插入孔的一侧；该卡压式厚壁管件在挤压承口1区段的管件壁厚度至少不低于管件插管承口2区段和管端限位部3区段的壁厚；所述管件的管壁为由软钢制成的厚壁，所述软钢的流变强度等于或小于310N/mm²，优选所述软钢的流变强度等于或小于235N/mm²，优选所述软钢的流变强度等于或小于210N/mm²；

如图2所示，该实施例用于厚壁管7连接的卡压式厚壁管件在挤压后示意图，可以看到U形的齿环刃齿64刻入厚壁管7表面，可挤压刃齿表面的弹性塑胶和具有止水环的异形环状密封件62完全填充了挤压区域的空隙，其止水环62在压力作用下在厚壁管7外表面和卡压式厚壁管件的插管承口2区域内的内壁之间压紧密封；而齿环刃齿64刻入厚壁管7表面刃齿刺破厚壁管7的密封包裹层/保护层，刻入厚壁管7管壁从而保证挤压连接的轴向固定，防止管端被拉出；而硬质弹性齿环外部包覆的弹性塑胶8和刺破的密封材料在径向压力下同时形成了对损伤处的全部新的嵌入部保护密封部55，对厚壁管7的密封包裹层/保护层的破损处进行挤压密封；由于挤压承口内的被弹性材料完全填充，没有空隙，因而对于卡压件的挤压处压力稳定，卡压齿环刃口不松动，卡压式厚壁管件与厚壁管7的贴合面紧密，密封性和稳定性高。

申请人发现，在采用流变强度等于或小于310N/mm²的软钢材料制成的厚壁管件进行卡压连接时，由于到达屈服点所需机械力显著降低，则使用传统的卡压工具就可以对此种卡压式厚壁管件进行挤压，达到良好的永久性锁紧密封的效果。

所述挤压承口1的管壁厚度相比管件的其他部位的管壁至少不减薄；由于其本身的软钢材料就是厚壁的，而不是常见的薄壁管制作管件等壁或加厚的意义，因此也不需要如现有技术中薄壁管在齿环挤压部位进行刻意的局部增厚。

不仅如此，现有技术中卡压接口处之卡压齿环的刃齿会刻入厚壁管7插入管件的端口表面，使得挤压部分具有损伤，降低连接部的耐蚀性，对管道系统的使用寿命造成不利影响。

而在本发明的实施例中，由于软钢在挤压连接的机械力作用下发生塑性形变，使得挤压后的接口处软钢材料无回弹，挤压处的金属材料变形容易，因而对于卡压件的挤压处压力稳定，卡压齿环刃口不松动，卡压式厚壁管件与厚壁管7的贴合面紧密，锚固力稳定，接口刚度高，这是现有技术中薄壁或厚壁减薄挤压接口不具备的技术性能及特点。

优选一个实施例中用于厚壁管7的卡压式厚壁管件，包括圆管状挤压承口1，变径过渡到相邻的插管承口2，再变径过渡到管段限位部位，在管件挤压承口1部位有向内卷的圆环止挡，在挤压承口1内设置至少一个复合材料制成的可挤压齿环5和密封件6。为方便厚壁管7连接管端部的插入，相邻挤压承口1的部位插入管承口直径φ1，比与相邻管端先位部的插管承口2部位直径φ2大。当管插入管件承口到位，在挤压承口1外环面向内缩口挤压后，形成良好牢固的连接接头。

本发明优选的实施方式中，还公开了两种软钢冶炼制作化学配方成分，分别为一种稀土软钢材料和一种钒钛低碳软钢材料。这两种软软钢材料具有良好的金属冷态流变性、延性、韧性、可加工性、耐深冷低温等优越性能，可以用于本申请的卡压式厚壁管件的生产。

优选具有优异流变性能的一种稀土软钢材料，其主要由以下成分组成：约0.0025-0.006wt％的碳，约0.005-0.025wt％的硅，约0.05-0.15wt％的锰，约0.003-0.02wt％的钛，约0.03-0.07wt％的钒，约0.005-0.8wt％的钇，硫≤0.015wt％，磷≤0.020wt％，氮≤0.006wt％，余量为铁和不可避免的杂质，所述软钢的流变强度等于或小于210N/mm²，优选所述软钢的流变强度为180～210N/mm²。

优选具有优异流变性能的一种超低碳软钢材料，其主要由以下成分组成：约0.002-0.005wt％的碳，约0.004-0.030wt％的硅，约0.06-0.20wt％的锰，约0.006-0.040wt％的铝，约0.04-0.06wt％的钛，约0.03-0.1wt％的钒，硫≤0.002wt％，磷≤0.015wt％，余量为铁和不可避免的杂质，所述软钢的流变强度等于或小于235N/mm²。

优选所述软钢的流变强度为180～310N/mm²；优选所述软钢的流变强度为210～235N/mm²。

上述两种软钢化学配方为超低碳低硅、锰、磷、硫为基础，严控氮及不可避免的极少其他杂质，通过合金与稀土元素对以铁元素为主体的超低碳软钢新材料进行改性，获得两种优质软钢，其具有良好的金属流变性，流变强度180～310N/mm²，有良好的延性及韧性，抗严寒、抗低温脆化，可用于制成厚壁管，可进一步再加工成该卡压式厚壁管件。由于该用于厚壁管的卡压式厚壁管件采用软钢材料生产，管件具有防蚀穿的厚壁，实现了良好的成型工艺，没有二次机械切削加工，缺陷减少，降低了生产成本。

优选地，所述卡压式厚壁管件采用厚壁软钢钢管通过胀型工艺直接冲压成型；所述挤压承口1的截面形状为圆形；所述挤压承口1为圆筒状。

所述卡压式厚壁管件可对软钢表面进行防腐蚀的表面处理，从而使其还具备良好的耐化学腐蚀性，防止磨蚀性介质使管壁蚀穿，延长使用寿命；

所述卡压式厚壁管件适用于传统常用的镀锌钢管、表面涂镀防腐钢管的厚壁管7管材连接，管材的金属管壁厚度范围包括：管径DN10-DN25管件的壁厚不小于2.6mm，DN32及以上管件的壁厚不小于3.0mm，可用于挤压连接钢管壁厚度范围在3.0mm-30mm的钢管。

在本发明优选的实施例中，如图1、图2所示，所述卡压式厚壁管件还包括管件端口内卷圆环4，所述管件端口内卷圆环4内设置有至少一个复合材料制作的可挤压齿环5和密封件6；优选所述可挤压齿环5包括硬质弹性齿环和包覆在硬质弹性齿环外部的弹性塑胶8。

优选所述硬质弹性齿环由不锈钢制成；优选所述硬质弹性齿环为受挤压止动齿环，齿环上具有至少一个刃齿；所述硬质弹性齿环安装在挤压承口1中，插入厚壁管7后挤压锁紧时，刃齿刺破厚壁管7的密封包裹层/保护层，刻入厚壁管7管壁从而保证挤压连接的轴向固定，防止管端被拉出；而硬质弹性齿环外部包覆的弹性塑胶8和刺破的密封材料在径向压力下同时形成了对损伤处的全部新的挤压密封；与此同时，由于该卡压式厚壁管件使用了流变性佳的软钢制造，使挤压承口1内的金属挤压后不产生回弹，减少空隙的产生，保证挤压密封的稳定性；上述特征的结合，能够对接口处进行保护，避免外界环境的腐蚀，增加安全度，延长使用寿命。

优选地，卡压式厚壁管件的密封件6与可挤压齿环5位于同一个区段部位，优选位于挤压承口1区段。

优选的一种实施例为齿环完全包胶，指的是复合材料制作的可挤压齿环5是由钢制硬质弹性齿环被完全包裹在弹性塑胶8材料的内部，钢制硬质弹性齿环不会接触到外部有腐蚀性的介质。

当管件内插入厚壁管7卡压后的钢制硬质弹性齿环的刃齿，被牢牢卡入厚壁管7并环抱管体后，管壁的原有保护膜，如镀锌管的锌层在刃齿卡入处会遭到一定程度的破坏，形成耐腐蚀的薄弱伤疤，但弹性塑胶8材料对钢制硬质弹性齿环刃齿及厚壁管7伤痕的密封保护，会使接口延长寿命。

优选的另一种实施例为齿环外环面不包胶，指的是可挤压齿环5中的硬质弹性齿环在其与管件相邻的外环面不被弹性塑胶8材料包覆，而是硬质弹性齿环直接裸露在外并与管件的内壁直接贴合，这样可以减少硬质弹性齿环装入管件后与管件内壁的贴合间隙，形成紧密贴合；从而在挤压承口1区段受到外力挤压后，压力可以直接传导到硬质弹性齿环上，将刃齿卡入厚壁管7的外壁，锁紧管体防止厚壁管7与管件拔脱。

优选的另一种实施例为齿环侧面包胶82，指的是可挤压齿环5中的硬质弹性齿环在其径向刻入方向的左右侧面均进行包胶，可以保护齿环的刃齿与密封件6的接触部位的有效隔离，密封件6不会引起安装挤压变形时产生损伤，保证密封的可靠性；另一侧的包胶同时与管件端面贴合密封，保护齿环的外环裸面不受外环境影响，增强刃齿的外部密封侧面保护效果。

优选的另一种实施例为齿环内环面包胶83，指的是可挤压齿环5中的硬质弹性齿环在与厚壁管7外壁的贴合面方向包裹，硬质弹性齿环与管贴合面挤压前将硬质弹性齿环的刃齿全部封密包裹在胶材料之内。当受到外部挤压力之后，刃齿通常会刺破胶的保护，直接卡入厚壁管7外表面层之内，有足够的的深度，会造成厚壁管7外防腐保护层，产生局部破坏，而刃齿卡入厚壁管7外表面层的同时，刺破的密封面也因为受到挤压而对损伤处重新产生了密封保护，从而增强管连接的安全性和寿命。

优选地，硬质弹性齿环的齿环开口部56进行齿环全包胶密封，从而保护了齿环开口部56不受环境影响，也可满足安装时的变形需要，同时避免对密封件6的伤害，节省了专门在密封件6和硬质弹性齿环之间设隔离挡环。

优选地，弹性塑胶8为橡胶弹性体，具有良好的水气密性；所述弹性塑胶8沿圆周方向均匀包覆在硬质弹性齿环外部；所述弹性塑胶8与硬质弹性齿环通过复合偶联剂贴合牢固。

硬质弹性齿环是由不锈钢制成的弹性钢齿环。

如图3-图5所示，优选的弹性钢齿环的一个实施例，所述弹性钢齿环具有斜开口的齿环开口部56，其沿环状连续部51对称开有均匀分布若干个切断开口57，在切断开口57之间均匀分布多个弧形长环52，其中个每一弧形长环52都指向厚壁管体方向且相对于环状连续部51的一个径向平面径向对称呈U形。

优选每个弧形长环52上设计有沿径向伸出的多个刃齿；

优选每个弧形长环52上设计有具有方向性的刻入管壁的刃齿54或环向刃齿口根部53或相对于径向倾斜一定角度；优选所述角度为相对于径向倾斜10-20度；优选刃齿相对于径向倾斜角度等于环状连续部51的斜开口相对径向的倾斜角度。

本弹性钢齿环受到外环周挤压后，刻入管壁的刃齿54嵌入厚壁管7外壁内部，获得弹性密封保护状态。

所述刃齿结构为能在径向收缩的压力下嵌入厚壁管7外壁内部的等效作用的刃齿结构。

如图6-图9所示，优选的弹性钢齿环的一个实施例，所述弹性钢齿环包括环状连续部51和在环状连续部51上沿着其周边均匀设置的多个刃齿，其中个每一刃齿都指向厚壁管体方向且相对于环状连续部51的一个径向平面与径向对称；

如图10-图13所示，在本发明的实施方式中，所述弹性钢齿环包括环状连续部51，所述环状连续部51为一个斜开口的整环；环状连接部上的斜开口处既可以部分包胶留出包胶齿环开口81，也可以选择在表面包胶将开口处用弹性塑胶连接起来形成封闭的圆环；优选所述倾斜开口的两端部可以在轴向力作用下相连，使所述弹性钢齿环形成完整的圆环；优选所述倾斜开口处仅有一道狭窄缝隙。弹性钢齿环斜开口可以避免由于直开口处易于因间隙过小造成抱死或间隙过大造成受力不均、齿环变形，而且斜开口在挤压前安装便捷，在挤压过程中能够更好的适配实际工况抱紧厚壁管管体。

优选的一个实施例包括，密封件6可采用O形圈状密封件63或异形环状密封件62；

如图14、15所示，所述异形环状密封件62具有一个主体密封环部以及主体密封环部与管端限位部3之间的尾部，所述尾部包括一个自密封的尾环密封件止水环，提高密封的可靠性；

优选地，所述异形环状密封件62并不只限于上述异形结构，可包括具有等效作用以提升密封性能的结构。

优选的另一个实施例包括，所述挤压承口1变径过渡到相邻的插管承口2，再变径过渡到管段限位部位；在管件承口部位有向内卷的圆环止挡。

如图16、图17所示，优选的一种实施例为硬质弹性齿环、包覆在弹性齿环外部的弹性塑胶8和密封件6制成一体的齿环复合自密封胶圈。这是为了避免密封件6在挤压过程中经常出现的变形和移位现象，将可挤压齿环和密封件6制成一体，能够简化结构和安装工艺，获得更好的密封效果。如图16所示为具有异形止水环的齿环复合自密封胶圈，如图17为具有O形止水环的齿环复合自密封胶圈。

优选的另一种实施例为硬质弹性齿环、包覆在弹性齿环外部的弹性塑胶8和密封件6为预装配的组件。

尽管已详细描述了本发明的各种优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。