聚乙烯燃气管道焊接作业方法.doc

聚乙烯燃气管道焊接作业方法1、管材和管件的验收1.1管道、管件应根据施工要求选用配套的等径、异径弯头和三通等管件具有质量检验部门的质量合格证，并应有明显的标志表明生产厂家和规格。包装上应标有批号、生产日期和检验代号。热熔焊接宜采用同种牌号、材质的管件，对性能相似的不同牌号、材质的管件之间的焊接应先做试验。主要依据:设计图纸、现行燃气工程用埋地聚乙烯管材GB/T15558.技术标准。1.2管材和管件的外观质量应符合下列规定：（1）管材与管件的颜色应一致，无色泽不均及分解变色线。（2）管材和管件的内外壁应光滑、平整，无气泡、裂口、裂纹、脱皮和严重的冷斑及明显的痕纹、凹陷。（3）管材轴向不得有异向弯曲，其直线度偏差应小于1；管材端口必须平整并垂直于管轴线。（4）管件应完整，无缺损、变形，合模缝、浇口应平整，无开裂。（5）管材在同一截面内的壁厚偏差不得超过14；管件的壁厚不得小于相应的管材的壁厚；（6）管材和管件的承插粘接面必须表面平整、尺寸准确。2、塑料管和管件的存放：2.1管材应按不同的规格分别堆放；DN25以下的管子可进行捆扎，每捆长度应一致，且重量不宜超过50Kg；管件应按不同品种、规格分别装箱；2.2搬运管材和管件时，应小心轻放，严禁剧烈撞击、与尖锐物品碰撞、抛摔滚拖；管材和管件应存放在通风良好、温度不超过40的库房或简易棚内，不得露天存放，距离热源1米以上； 2.3管材应水平堆放在平整的支垫物上,支垫物的宽度不应小于75mm,间距不大于1m，管子两端外悬不超过0.5m,堆放高度不得超过1.5m。管件逐层码放，不得叠置过高。3、聚乙烯燃气管道焊接施工可以在管沟边进行也可以在管沟内进行，无论采取哪种方式都应将热熔焊机机架安置平稳。焊接方式可分为：热熔焊接和电熔焊接.3.1热熔焊接热熔焊接的连接界面是平面，其方法是将两相同的连接界面用热板加热到粘流态后，移开热板，再给连接界面施加一定压力，并在此压力状态下冷却固化，形成牢固的连接其主要工艺过程为调整、加热、切换、合缝加压和冷却。对接时界面 上处于粘流态的材料有流动也有扩散，流动太大不利于扩散和缠结，所以要把流动限制一定范围，在有限的流动中实现“熔后焊接”。因此，对接工艺的关键是要在对接过程中 调整好温度、时间、压力三参数，要把连接界面材料的性能、应力状况、几何形态以及 环境条件等因素一起考虑，才能实现可靠的熔焊，要根据一般的规律和各自采用材料的 特性进行试验，评价熔接质量，达到系统标准后，确定各品种规格的工艺规程，按规定的工艺参数方法和步骤进行焊制管件的生产和现场安装施工。（1）焊接准备a.检查焊接机状况是否满足工作要求，检查机具各个部位的紧固件有无脱落或松动。b.检查机电线路连接是否正确、可靠。c.检查液压箱内液压油是否充足。d.确认电源与机具输入要求是否相匹配。e.加热板是否符合要求(涂层是否损伤) 。f.铣刀和油泵开关是否正常等。g.连接部位端部铣平和同轴度校对（2） 材料准备 用干净的布清除两管端部的污物。将管材置于机架卡瓦内，使对接两端伸出的长度大致相等且在满足铣削和加热要求的情况下应尽可能缩短，通常为2530mm。管材在机架以外的部分用支撑架托起，使管材轴线与机架中心线处于同一高度，然后用卡瓦紧固好。（3）置入铣刀先打开铣刀电源开关，然后缓慢合拢两管材焊接端，并加以适当的压力，直到两端面均有连续的切屑出现，撤掉压力，略等片刻，再退出活动架，关掉铣刀电源。切屑厚度应为0.51.0mm ，通过调节铣刀的高度可调节切屑的厚度。（4）取出铣刀合拢两端管，检查两端对齐情况。管材的错位量不应超过管壁厚度的10 %或1mm 中的较大值，通过调整管材直线度和松紧卡瓦可在一定程度上进行校正；合拢时管材两端面间应没有明显缝隙，缝隙宽度不能超过:0.3mm(D225mm) 、0.5mm (225mmD400mm) 或1.0mm(D400mm)。如不满足上述要求应再次铣削，直到满足为止。（5） 对中 两对焊管段的错边应越小越好，如果错边大，会导致应力集中，错边不应超过壁厚的10%。 （6）测量拖拉力(移动夹具的摩擦阻力)由于各个场地条件的不同，会导致移动夹具(包括拖动PE管) 的摩擦阻力各不相同。在实际施工中应考虑这个摩擦阻力，它与工艺参数压力(说明书中规定的压力) 叠加在一起得到实际使用压力。管材在夹具中夹好后，慢慢移动夹具，此时测得的力为拖拉力，可由压力表读出，做好记录。（7）切换 从加热结束到熔融对接开始这段时间为切换周期，为保证熔融对接质量，切换周期越短越好。 （8）热熔对接热熔对接是焊接的关键，熔融对接过程应始终处于熔融压力之下进行。 保证有足够的熔融料，以备熔融对接时分子相互扩散。 （9）冷却 冷却到规定的时间后，卸压，松开卡瓦，取出连接完成的管材，用笔在焊口处标明编号和焊工标记，准备下一接口的焊接。为焊接完成由于塑料材料导热性差，冷却速度相应缓慢。焊缝材料的收缩、结构的形成过程在长时间内以缓慢的速度进行。因此，焊缝的冷却必须在一定的压力下进行。3.2热熔对接的几个重要工艺参数 （1） 加热板温度 指加热板表面温度，一般用表面温度计测量。在测量温度时，要考虑环境温度的影响。（设备已考虑的除外）热板温度既要保证管材端面迅速熔融，又要保证焊接管件不因温度过高而发生降解。 （2）焊接压力 加压加热压力与熔融对接压力相当。作用是对管材进行强制加热，去掉管材端面不平整的部分，使管材端面全部与加热板接触，均匀受热。 （3）卷边高度 卷边高度用于衡量加热压力作用于管材截面的时间，即加压加热的程度。 （4）吸热压力 约为熔融对接压力的1/10，它的作用主要是防止管材回弹，使管材紧贴在加热板上，提高加热效果，减少加热时间。加热阶段的时间与焊制管件的横截面积、加热板温度、环境温度有关。 （5）熔融对接压力 指垂直作用于两个对接面上的压力。其主要与熔融对接部分的面积、焊机油缸面积、焊制管件的材料有关：一般按下式计算： P 对接焊压力=KS 管截面积/S 油缸活塞总有效面积 式中 K与材料有关的压力系数。 S 管截面积=（dn-en）en 单位为cm2 dn管材外径，单位为cm en管材壁厚，单位为cm S 油缸活塞总有效面积在该焊机的使用说明书上可查到。 计算出来的压力在实际操作过程中要进行适实调整，并要将机器自身移动所需的压力或塑料管材较长时牵引所需压力考虑进去。 （6）熔融对接时间 指保持熔融对接压力的时间，主要与管材的壁厚即熔融对接面积有关。 （7）切换周期 热板熔融对焊的主要过程为加热过程和焊制过程。这两个过程以热板的切换从时间上分开。切换时间过长，熔化的端面在相互接触之前将因冷却而形成一层“冷皮”，不利于分子链的扩散。 3.3 电熔焊接：电熔焊接接是先将电熔管件套在管材上，然后用专用焊机按设定的参数（时间、电压等）给电熔管件通电，使内嵌电热丝的电熔管件的内表面及管子插入端的外表面熔化，冷却后管材和管件即熔合在一起。其特点是连接方便迅速、接头质量好、外界因素干扰小、但电熔管件的价格是普通管件的几倍至几十倍（口径越小相差越大），一般适合于大口径管道的连接。（1）电熔承插连接的程序（过程）：检查切管清洁接头部位管件套入管子校正通电熔接冷却（2）切管：管材的连接端要求切割垂直，以保证有足够的熔融区。常用的切割工具有旋转切刀、锯弓、塑料管剪刀等；切割时不允许产生高温，以免引起管端变形。（3）清洁接头部位并标出插入深度线：用细砂纸、刮刀等刮除管材表面的氧化层，用干净棉布擦除管材和管件连接面上的污物；标出插入深度线。（4）管件套入管子：将电熔管件套入管子至规定的深度，将焊机的与管件连好。（5）校正：调整管材或管件的位置，使管材和管件在同一轴线上，防止偏心造成接头熔接不牢固，气密性不好。（6）通电熔接：通电加热的时间、电压应符合电熔焊机和电熔管件生产厂的规定，以保证在最佳供给电压、最佳加热时间下、获得最佳的熔接接头。（7）冷却：由于PE管接头只有在全部冷却到常温后才能达到其最大耐压强度，冷却期间其它外力会使管材、管件不能保持同一轴线，从而影响熔接质量，因此，冷却期间不得移动被连接件或在连接处施加外力。（8）电熔鞍形连接：这种连接方式适用于在干管上连接支管或维修因管子小面积破裂造成漏水等场合。连接流程为：清洁连接部位固定管件通电熔接冷却a.用细砂纸、刮刀等刮除连接部位管材表面的氧化层，用干净棉布擦除管材和管件连接面上的污物；b.固定管件：连接前，干管连接部位应用托架支撑固定，并将管件固定好，保证连接面能完全吻合。通电熔接和冷却过程与承插熔接相同。 3.4影响电熔连接接口质量的几个因素（1）电源波动对接口质量的影响对于给定的一个电熔管件，其内部预埋的电阻丝的阻值是一定的，此时，电阻发热消耗的功率只与焊机提供的电压（电流）有关。焊机提供的电压（电流）值必须有一个上限，超出了这个上限，电热丝表面的热负荷过大会使其周围的树脂过热分解。当然，电压值也必须有一个下限，低于这个下限，电热丝将无法充分地发热，熔接界面的树脂无法充分地绕结。从这种意义上讲，一个电熔焊机相当于一个稳压（稳流）源，它必须具备在电源电压波动很大的情况下，保持向电熔管件提供的电压（电流）不超过允许的波动范围。这一指标是焊机的最主要指标之一。因为实际施工现场，供电电源的电压波动往往很大。当然，同种管件间其内部电热丝的电阻值 也会存在一些差别，即使供电电压（电流）一样，也会造成一定的功率波动。（2）熔接时间对接口质量的影响在热传递条件相同时，每种规格的管件在熔接时所消耗的能量应当是相同的，如果加热能量恒定，消耗能量的大小仅与时间有关，实践表明，熔接时间必须控制在一个合理的区间内。当加热时间不足一个最短的熔接时间，即消耗的能量处在一个下限时，接口界面的分子无法充分绕结，机械强度和气密性都无法达到可靠连接的目的。当加热时间超过最长时间时，即消耗的能量过多，可能会造成大量的熔融树脂溢出观察孔. （3）间隙对焊缝强度的影响为了便于现场安装，电熔焊的套管接头在都采用间隙型。为了研究间隙对焊缝强度的影响有多大，Jeremy Bownan进行了实验。他用机加工方法对110mm的管道进行加工，以获得不同的间隙，然后利用电熔焊进行焊接，获得不同间隙的焊接接头。研究表明，小间隙的配合，焊缝的质量较差；慢慢增大间隙，增大到原来的2，这期间焊缝的强度保持不变；但此后，焊缝强度随间隙的增大而降低，见图22。可以得出结论：制造完好、无污染的电熔焊焊缝，管道的外径的间隙小于2不会减少焊缝的长期完整性，因此，间隙型接头很适合此目的。由于间隙对焊缝的强度将产生很大的影响，因此焊前合理的对管道表面进行打磨是至关重要的。如果一个管道没经足够的打磨，脏的物质留在管道的表面上，这有可能会降低焊缝强度。然而，如果管道打磨过多，间隙会增大，增大到一定程度，焊缝的强度会降低。过度打磨的问题对小直径（ 40mm）的管道而言是相当重要的。(4)环境温度对熔接质量的影响如果熔接过程的环境温度不同，则意味着管件在熔接加热过程的热传导条件发生了变化，会引起熔接时所需总能量的变化，同样表现在熔接时间发生变化，实际测试表明：当环境温度在540范围变化时，熔接时间的修正值大约在0.51（电熔管件给出的熔接时间参数，一般都是以环