隨著我國集中供熱規(guī)模不斷擴大，預(yù)制直埋保溫管（由高密度聚乙烯外護管、聚氨酯保溫層、工作鋼管組成的三位一體的保溫管，以下簡稱保溫管）的需求量也逐年增加，對保溫管保溫性能與耐溫性能的要求也相應(yīng)提高。供熱管道具有輸送距離長、輸送介質(zhì)溫度較高的特點，而且直埋于地下，因此對保溫管的整體承載能力以及保溫結(jié)構(gòu)的結(jié)合能力有著較高要求。電暈工藝在保溫管的生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用，對于提高聚氨酯保溫材料與高密度聚乙烯管內(nèi)壁的粘接能力有所幫助。本文對高密度聚乙烯管（以下簡稱HDPE管）內(nèi)壁電暈處理技術(shù)要點進行探討。

1電暈處理機理與優(yōu)點

①機理

在高壓電場的作用下，將待處理表面附近的空氣進行電離，產(chǎn)生各種等離子。等離子在高壓電場的作用下高速沖擊塑料制品的表面，使其形成蝕刻效果。從化學角度出發(fā)，電離產(chǎn)生的等離子能量接近塑料分子化學鍵能，能夠誘發(fā)塑料表面分子化學鍵斷裂而降解，使得塑料表面的分子進行重新排列，粗糙度增大?？諝怆婋x還會產(chǎn)生大量的臭氧，使得塑料制品表面碳分子氧化，從而提高表面濕潤性和附著性，強化表面張力。

HDPE管內(nèi)壁電暈處理是將擠出成型的HDPE管通過設(shè)置在管內(nèi)外的一對電極（分成內(nèi)電極與外電極）之間的空隙，在兩電級間施加電壓建立高壓電場，使內(nèi)電極產(chǎn)生電暈放電，實現(xiàn)HDPE管內(nèi)壁的極化處理。電暈裝置由內(nèi)外電極、升壓器、電源控制器等組成，外電極經(jīng)升壓器與電源控制器連接，內(nèi)電極接地［1］。

②優(yōu)點

可用于聚乙烯、聚丙烯等塑料制品的極化處理，適用材料范圍廣；處理速度快，可直接在生產(chǎn)線上進行加工處理；操作簡單，容易控制；電暈處理僅涉及塑料制品的表面，不影響整體性能；基本無污染物排放，綠色環(huán)保。實踐證明，HDPE管在擠出后，內(nèi)表面張力一般為300μN/cm，經(jīng)電暈處理后，內(nèi)表面張力能夠達到500μN/cm以上［2］。

2電暈處理技術(shù)要點

2.1處理程度

電暈處理程度由輸出電壓、放電頻率表征，關(guān)系著電暈處理效果，需要嚴格把控。若處理程度不足，HDPE管內(nèi)壁與聚氨酯保溫材料的粘結(jié)性能不理想。相反，處理程度過度，易造成HDPE管的破壞，主要表現(xiàn)為HDPE管內(nèi)表面老化，附著性下降，表面分子交聯(lián)過多，與聚氨酯保溫材料粘接能力變差。

因此，在實際處理中應(yīng)嚴格控制處理程度，在滿足加工需要以及質(zhì)量標準的前提下，控制電暈裝置的輸出電壓、放電頻率。

①輸出電壓

電暈裝置輸出電壓應(yīng)與HDPE管的壁厚匹配，一般而言管壁越厚，需要的輸出電壓越高。HDPE管壁厚一定時，增大輸出電壓，會收到較好的電暈處理效果，但并不成嚴格的正相關(guān)性。而且，當輸出電壓升至一定值時，處理效果將不會發(fā)生變化。通常用于HDPE管電暈處理的輸出電壓為5~10 kV，應(yīng)注意的是，輸出電壓的穩(wěn)定也是影響電暈處理效果的重要因素。

②放電頻率

在極化處理中采用高頻交流電，電離出來的等離子由于質(zhì)量較輕，很容易抵達HDPE管內(nèi)壁產(chǎn)生轟擊作用。但放電頻率不宜過高，若放電頻率過高，電離出來的等離子將在內(nèi)外電極間來回振動，不能到達HDPE管內(nèi)壁對其進行轟擊，反而削弱了電暈效果［3］。

常用規(guī)格HDPE管的放電頻率設(shè)定為：D1370×17規(guī)格HDPE管放電頻率設(shè)定為24 kHz，D760×12規(guī)格HDPE管放電頻率設(shè)定為21 kHz，D420×7規(guī)格HDPE管放電頻率設(shè)定為16 kHz。

2.2電極間隙

電極間隙（即處理間隙）指內(nèi)外電極間的空間距離。若電極間隙過大，為實現(xiàn)相同的處理程度，處理時間將延長，且當HDPE管擠出速率以及電暈裝置輸出電壓、放電頻率一定的前提下，電暈處理效果易被削弱。電極間隙過小，待處理表面受到的轟擊作用相應(yīng)加大，易出現(xiàn)處理程度過度以及處理不均勻的情況。實踐證明，將HDPE管內(nèi)外表面與相對應(yīng)的內(nèi)外電極之間的距離控制在1~2 mm時，電暈效果達到理想狀態(tài)。

3電暈質(zhì)量檢測方法

①方法1

用達因測試筆（達因測試筆測試能力應(yīng)與HDPE管內(nèi)壁所要達到的表面張力匹配）在HDPE管內(nèi)壁劃線，若2 s內(nèi)筆跡沒有明顯收縮現(xiàn)象，表明表面張力已達到或超過要求。

②方法2

根據(jù)GB/T 14216—2008《塑料膜和片潤濕張力的測定》，采用試驗混合溶液（根據(jù)HDPE管內(nèi)表面所要達到的表面張力，配置相應(yīng)的試驗混合溶液）對電暈處理后的HDPE管內(nèi)壁表面張力進行測定。用棉球棒蘸取試驗混合溶液涂在待測HDPE管內(nèi)壁，涂布面積應(yīng)大于6 cm2，若待測位置的試驗混合溶液薄膜持續(xù)時間超過2 s，表明電暈質(zhì)量達到要求。