塑料管道安装焊接施工规范.doc

塑料管道安装焊接施工规范前言防腐塑料管材分为玻纤增强聚丙烯（FRPP）、工程级聚丙烯（PP）、高密度聚乙烯（HDPE）三大系列。防腐塑料管件、阀门，采用热挤塑、高强度模压一次成型新工艺，联结方式主要有法兰式、承插式和热熔对焊等，与防腐塑料管材三大系列相配套。FRPP、PP、HDPE、UPVC板材、焊条。超高分子量聚乙烯（UHMWPE）管材管件系列。塑料管道具有耐腐蚀、强度高、抗渗漏、内阻小、抗拉、抗弯、造价低、寿命长、安装维修方便的特点，已经逐渐推广应用，为广大的用户所接受。塑料管道焊接安装施工规范一、总则塑料管道因具有耐腐蚀、质轻、安装维修方便、抗压、使用寿命长等特点，在各个行业得到广泛的应用。为规范塑料管道的安装，提高塑料管道的焊接水平，确保工程质量，特制定本厂规范。本规程适合于以下塑料管材：FRPP、PP、HDPE,二、塑料管道的焊接机理塑料管道之所以适宜焊接是由其分子的结构特点决定的，聚烯烃塑料是一种高结晶度的聚合物，具有非标性厂链结构，这些长链分子总是相互贯穿，彼此重叠和缠结在一起，形成所谓的无规列线团结构，长链分子间存在着巨大的吸引力，从而使聚合物表现出良好的力学性能。聚合物随着温度的变化表现出许多不同的性能和行为，按照聚合物的行为表现，可以把它分成三种状态：结晶态、高弹态、粘流态。结晶态坚硬固体高弹态橡皮状弹性体粘流态粘性流体聚合物温度T塑料管道的焊接是在聚合物的粘流态下进行的，要经历上述三种状态的转变。出于结晶温度Tg以下，聚合物大分子链和链段被冻结，分子失去活动能力，在受外力作用时，只能产生瞬间的变形，外力除掉后恢复原状，此时聚合物表现为坚硬固体，力学强度大，弹性模量高，是材料的正常使用状态。聚合物处于高弹态时，聚合物分子开始具备活动能力，但整个大分子链仍不能运动，在外力作用下，能产生较大的变形，外力消除后，仍能缓慢恢复原状。此时聚合物弹性模量大大降低，力学性能变差。当聚合物处于粘流态时，聚合物分子间距离增大，大分子链的活动能力增强，发生了整个分子重心的位移而产生流动。在外力作用下，整个大分子链间相互滑动而产生形变，是长链分子重新重叠和缠结，由于这种变形是不可逆的，在温度降低除掉外力后，长链分子间依然可以保持这种重组状态，这正是熔融连接之所以可靠的原因。Td是聚合物粘流态的上限温度，接近这个温度，分子运动进一步加剧，会引起聚合物分子的分解，破环聚合物性能。因此，塑料管道的一个合格连接口必须满足以下基本条件：1、熔接界面必须是洁净的，不洁净的界面会影响熔接界面分子间相互滑移和缠结。2、合理的加热温度，以保证获得足够的粘流融质，温度过高或过低都会影响接口质量。3、合适的外力，可以加剧分子的变形，是两界面的分子充分缠结。熔接时外力过小，界面间长链分子无法充分变形而重新重叠和缠结，相反外力过大，粘流态的融质都被挤出熔接界面，是界面间的介质大都处于高弹态，其结果同样会引起接口质量的下降。三、焊接操作规程因为塑料管道的焊接大都在露天下进行，所以本规程规定：适合操作的环境温度为+5+25，焊接场地要有保护措施，以免直接受到日晒雨淋。相对湿度不超过80%。如果焊接场地周围的环境条件不符合以上规定，就必须在焊接场地人为的创造适宜的条件（如采用加工棚）。 1、焊接前的准备1.1焊接前必须准备好220V电源，对焊机一台、焊枪一把、测温仪一台、铁铲一把，无毛抹布及酒精，电刨一台、液压泵一台。所使用的设备必须具有良好的技术状况并经认真检查。1.2被焊接的管材、管件不能有破损，每一个接口要求干净（不得有油、漆、灰尘等）1.3焊接操作须由具有一定热塑性材料焊接经验，对塑料管道的焊接步骤和参数有详细了解的焊工来承担。2、塑料管道的焊接方法塑料管道的焊接方法有：热风焊、对焊两种，另国外还有介绍填料挤压热风焊、电阻丝热焊等，本规程不对其作介绍。塑料管道的连接一般采用：热风焊加套管热风焊、对焊加套管热风焊连接、法兰连接三种。2.1热风焊加套管热风焊连接（适合于工艺架空管道的安装）2.1.1用电刨将管端刨成450角，用沾有酒精的抹布将管端两头及套管上的灰尘擦干净，并将套管套在一根管上。2.1.2将连接的管端对齐，用热风焊枪将焊条焊满坡口，冷却后用电刨刨平凸出的部分。焊枪温度控制为：FRPP管240左右，PP管220左右，HDPE200左右。焊条与焊接面呈900角，切施加一定的压力，焊枪与焊接平面呈600角。 2.1.3将套管套在两管端连接处并两端均匀分布，然后热风焊套管两端即可。 2.2对焊加套管热风焊连接（适合于工艺架空管道及埋地管道的安装） 2.2.1将套管套在一根管材上，在将连接的两根管材放到对焊机上，管材要尽可能的同轴心。由于管材端面一般呈椭圆形，通过调节夹紧钳，校正这种变形。为了消除弯曲应力，并将轴向摩擦力降低到最小值，可将焊入管道的管材放在一个支承辊上。 2.2.2用电刨将管材焊接面刨平，刨平后检查一下焊接面的同心度，最大允许位移量V0.1S，且V最大不超过1mm。 S为管材的璧厚(mm)，两个管材的端面间距不得超过管京的2%。2.2.3用沾有酒精的抹布将两连接管道的端面擦干净。2.2.4接通电热板电源，当电热板温度达到焊接温度时，继续加热十分钟，使电热板温度均匀。对于管比分别为S5mm，S=612mm，S13mm时，要求相应电热板的温度对应于FRPP管材分别为240、230、225，对PP管材分别为220、210、205，对应于HDPE管材分别为200、195、190，如有可能电热板表面上涂上聚四氟乙烯涂层，如电热板表面有灰尘或屑，应在加热前清除掉。2.2.5将电热板放在两根焊管端面之间，把焊管压在加热半上，并使其熔融以消除端面的残余不平面，此时压力为0.1Mpa，如果对焊机上无压力显示装置，也可通过经验掌握。通过控制电热板上管材端面周边被挤压翻卷的融质宽度来确定积压时间，而积压翻卷的融质宽度是根据管材璧厚来确定的。管璧厚度S()对应的挤压翻卷的融质宽度（）S7 0.57S18 1.018S321.5S32 2.02.2.6管口焊接面被削平后，挤压力要下降到最小，焊接面几乎不与电热板接触，此时挤压力应0.01Mpa，在此加热时内，挤压翻转的融质宽度几乎不增加，加热时间以秒计算，（20的晴天）所用时间在数值上约等于10倍的璧厚。tg=(1012)Stg为加热时间（S）S为管璧厚度（）2.2.7加热完后，移开电热板，侧向推压管材，管材的焊接面就粘结在一起。通常这种操作需要一定的时间，管璧薄的时间短，管璧厚的时间长（412秒）。在进行此操作时，要特别小心，不要损坏已校平和加热过的焊接表面，表面也不得有灰尘和其他任何杂质微粒。2.2.8管材熔合一起后，将压力从接触时的0.01Mpa均匀的增加到0.1Mpa，从0.01Mpa上升到0.1Mpa所用的时间（S）在数值上约等于管材璧厚（）。通过观察所形成翻卷的融质宽度，就能定性的估计出积压增长率的均匀程度，翻卷的融质宽的必须均匀增大，并沿熔化线很好的绕在管的两边。2.2.9继续使用挤压力，对焊机上的接口冷却时间（分）在20晴天时在数值上至少等于管璧璧厚（），冷却期间挤压力始终不变。通过触摸连接好的接口，就可定量的估计出冷却时间，焊缝温度不得高于环境温度1015。2.2.10松开夹具，卸下对焊机，用电刨将冷却的融质翻卷刨掉，将套管移至焊口中央均匀放置，用热风焊枪将套管两端焊好即可。2.3法兰连接就是将法兰焊在两根管材端面，在通过螺栓和密封面连接的连接方式，塑料法兰芬为平面法兰、突面带颈法兰和活套法兰三种，平面法兰与管端焊接采用热风焊，突面带颈法兰和活套法兰采用对焊。2.3.1平面法兰与管端焊接：用电刨将管材端面刨平，要求端面与管中心轴垂直。将法兰内孔两端加工成450角，用沾有酒精的抹布将法兰内孔和管材端面擦干净，再将管材插入平面法兰中，管材端面低于法兰5mm，再用焊枪和焊条热风焊法兰两边，填满法兰上450坡口。2.3.2突面带颈法兰和活套法兰与管端焊接：只需将突面带颈法兰的颈和活套法兰的垫环与管端对焊即可，具体的操作步骤参见2.2.12.2.10。2.3.3法兰与法兰连接是应严格对中，轴向的偏差不应大于2mm，不得采用强制拧紧螺栓的方式来调整，拧紧螺栓分两次进行，第一次均匀拧紧，在对角拧紧螺栓。3、焊接质量的保证3.1为了保证焊接质量，焊工首先要在精度低和不重要的管道焊接工作中获得实践，然后才能焊接料液输送管道和高压力管道，要完全熟悉焊接工艺参数以及所用的工具。3.2操作过程中要有两人以上，操作要有班长监护，负责检查焊接工艺规定的精度和允许公差，另外他还要负责焊接情况记录，并进行目测检查。3.3每个管道焊完后都要进行常温压力试验，通常试验压力为工作压力的1.5倍，检察管道及每个接口有无渗漏。3.4地面管道要考虑防紫外线，地下管道要埋在地面冻土层以下。四、塑料管道的热膨胀及补偿因塑料管道的线膨胀系数较大，故在塑料管道的安装时要考虑补偿。L=alt1000L为管道的热膨胀量（或冷收缩量）A为管到的线膨胀系数m/m.L为管道的初始长度mt为运行时和安装时的温度差对于小口径塑料管道一般采用自然补偿法，对于大口径的长距离管道采用补偿器补偿，一般采用的补偿器有:套筒式伸缩补偿器、F46波纹补偿器、柔性卡箍接头和球形橡胶伸缩接。五、 管 架塑料管道在架空敷设时，应对管道采用管托支承，塑料管道在管托上应能自由伸缩，支架距离见下表：公称外径温度不同温度下支架的距离172127344248607590110125140160180200225250280315常温406080100以上常温406080100以上常温406080100以上常温406080100以上常温406080100以上常温406080100以上常温406080100以上常温406080100以上常温406080100以上常温406080100以上常温406080100以上常温406080100以上常温406080100以上常温406080100以上常温406080100以上常温406080100以上常温406080100以上常温406080100以上常温406080100以上1.000.800.700.700.601.000.800.800.700.601.000.900.800.800.701.301.001.000.900.801.401.201.101.000.801.401.301.201.100.801.501.401.301.200.901.701.501.401.301.001.801.601.501.401.102.001.801