PE焊接培训资料46页Word下载.docx

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四破坏性评价方式之四——长期静液压试验

第三节热熔对接焊工艺评定

一破坏性评价方式之一——爆破试验

二破坏性评价方式之二——长期静液压试验

三破坏性评价方式之三——拉伸试验

四破坏性评价方式之四——对折试样

五非破坏性评价方式———外观、尺寸检测

第四节管网实用检测方法

第四章施工设备、安装及规范………………………………23.

第一节焊机的分类及工作原理

一电熔焊机

二热熔焊机

第二节管道设计与施工

一聚乙烯施工技术规范简介

二聚乙烯管道设计

第三节管道敷设

第四节工程竣工试验与验收

第一章PE管材生产技术简介

一、聚乙烯材料

聚乙烯（化学缩写PE）是一种塑料：

是一种高分子为主要成分，在加工过程中能流动、成型的材料，是石油、煤炭的裂解产物CH2经聚合而成。

●塑料按受热后的性能表现不同分为两大类

1、热塑性塑料――→可反复加热、冷却和硬化――→可热熔焊接

2、热固性塑料―――经加热或辐射、催化，其固化物不再溶解、熔化―→一次性使用

聚乙烯就属于热塑性塑料

聚乙烯管道相对于金属管道的优点

●能耗低，质量轻，可回收，是新一代环保产品

1、从制造原料到铺设成管道与金属管道的能耗比为1：

8

2、单位重量只有金属的1/8，节省运费

3、可回收，节省资源

●安装（连接）可靠、方便，可实现多种特殊场合的使用要求，对管基的要求低

●柔性材料，抗地质运动能力强

表一1995年日本神户大地震所造成的城市燃气管道的破坏情况对比

低压管线

合计

主干管

支干管

供给管

用户管

钢管

焊制接头

-

法兰接头

机械装置

156

106

72

334

螺纹接头

4452

6045

14991

25488

小计（A）

4607

6151

15063

25821

管材（a）

铸铁管

机械装置（B）

549

33

12

594

管材（b）

34

2

36

PE管

挠性钢管

机械装置（C）

管材（c）

合计（接头）

A＋B＋C=D

6184

15083

26423

合计（管材）

a＋b＋c=d

总合计

D＋d

583

15085

26459

●管道无泄漏、防腐性能好，寿命长，可达50年

聚乙烯材料的一般特性

●密度―――取决于材料的结构形态即结晶情况

1、低密度聚乙烯LDPE――0.910～0.925g/cm3

2、中密度聚乙烯MDPE――0.925～0.941g/cm3

3、高密度聚乙烯HDPE――0.941～0.965g/cm3

●分子量及分布―――分子链的长度和支化度

1、中分子量PE――11万

2、高分子量PE――11～25万

3、特高分子量PE――25～150万

4、超高分子量PE――150万以上

聚乙烯管道专用料的特殊要求

●足够的强度――原料必须经国际权威检测机构认证，有明确的静液压强度等级

按强度等级分：

（低于PE63级别的不再列出）

1．PE63：

含义是20℃、50年条件下，材料的最小要求强度（MRS）为6.3～7.9MPa.

2．PE80：

含义是20℃、50年条件下，材料的最小要求强度（MRS）为8.0～9.9MPa.

3．PE100：

含义是20℃、50年条件下，材料的最小要求强度（MRS）为10.0～11.19MPa.

MRS——最小要求的静液压强度，MRS值越大,表示材料的强度越高。

不同强度等级对应的最小必要强度（MRS）示意图：

PE32PE40PE63PE80PE100

MRS

3.24.06.38.010.011.19（MPa）

●足够的密度――一必要的刚度和强度

●足够高的分子量――足够的抗环境应力开裂能力和抗裂能力

●足够的分子支化度（原料聚合时的共聚单体类型）――抗慢速裂纹增长能力

●良好的加工性能――易于成型加工

聚乙烯管道专用料的组成

●基础树脂――聚乙烯管道料的主体

●热稳定剂――也叫抗氧剂，作用是延缓或抑制聚乙烯在加工过程中的高温氧化。

0.05～0.5％

●着色剂――或叫光稳定剂，在聚乙烯管道原料中一般为炭黑或镉黄，作用是抑制或减弱光对聚乙烯的降解破坏

●加工助剂――根据需要是否添加，作用是提高聚乙烯的加工性能

二、聚乙烯管道料的类型

●目前PE管的生产原料主要有两类，一类是混配料，另一类是混合料。

1、PE混配料是指在出厂时已经添加了必要的光、热稳定剂和颜料，管道制造商在生产时无需再添加任何成分的原料，它有明确的材料等级。

特点：

一有颜色，二有材料等级。

2、PE混合料一般指以下情况：

PE基础树脂（本色）＋色母料（机械混合）

PE混配料和PE混合料的区别：

混合料生产的PE管较混配料生产的PE管在机械性能上有一定差距。

因为使用混合料时，存在如下先天不足：

①自购的色母料的卫生性和颜料粒度大小无法保证；

②用机械混和的方式无法保证颜料的分散性，制品内存在应力集中现象。

③作为着色用的母料的分子量比基础树脂低得多，会降低制成品的机械性能。

三、目前国内外主要PE管道专用料

PE专用管材料及产品的主要指标

1、原料的水分含量

水分含量多少，对PE管的性能有较大的影响。

水分含量偏高，会使PE管的强度降低。

因此，国家标准规定,PE原料的水分含量应小于300mg/kg.事实上，原料的水分超过200mg/kg时，PE管内会有微孔（小气泡），熔接时的结合部因此存在气泡，从而降低了PE管道的承压能力。

所以，使用黑色混配料时，必须经过严格的干燥，把水分含量控制在200mg/kg以下。

2、挥发组分含量

原料中挥发组分含量的多少会影响PE管材、管件的性能，特别对注塑管件性能的影响。

因此，国家标准规定,PE原料的挥发组分含量应小于350mg/kg.

3、炭黑含量（针对黑色PE管）

为提高PE管材管件的抗氧化（老化）性能，原料在出厂前应添加炭黑，国家标准规定,PE原料中炭黑含量为2.0—2.6%。

4、纵向回缩率

纵向回缩率是对管材加工时内部残余变形大小的判断试验，目的是将内部的残余变形控制在适当值内。

国家标准规定,PE管材的纵向回缩率应小于3%。

5、热稳定性

PE管材、管件加工和熔接温度一般为190℃—230℃。

为了防止原料在加工过程中以及管材管件在熔接过程中发生降解，使管材管件具有良好的热稳定性，PE原料中需加入稳定剂。

原料和管材管件的热稳定性用氧化诱导期来衡量。

国家标准规定，原料和管材管件的氧化诱导期应大于20min。

6、抗拉强度和断裂伸长率

在一定的温度下，对按规定制作的样品进行拉伸，当样品被拉屈服时获得的强度称为抗拉强度，拉断时的伸长率称为断裂伸长率。

PE80的原料及其产品，抗拉强度不小于19MPa，PE100的原料及其产品，抗拉强度不小于23MPa。

国家标准规定断裂伸长率大于350%。

7、熔融指数（MFR）

指在一定温度下，将PE样品加入一容器中，加热熔融，在一定质量的活塞作用下，在10min内从容器下端小孔中流出物料的质量。

国家标准规定，原料的熔融指数的偏差不能超过原料标称值的30%，加工后的产品的熔融指数不能超过原料熔融指数的20%。

第二章PE管道焊接技术

一、高聚物的状态

玻璃态高弹态

粘流态

Tg：

玻璃化温度Tf：

粘流温度Td：

分解温度

●玻璃态：

当温度低于玻璃化温度时，高聚物的大分子和链段都不能运动，高聚物处于脆性玻璃态，为坚硬的固体，受外力作用时，发生的形变很小。

●高弹态

当温度高于玻璃化温度时，高聚物大分子的链段开始运动，呈现出柔软而富有弹性的高弹态，产生高弹形变，弹性模量降低，形变能力增加，但为可逆形变。

●粘流态当温度高于粘流温度时，高聚物的大分子发生相对运动而具有流动性。

此时，若对高聚物施加一定作用力，高聚物粘性流动的形变随时间的增加而增加。

当外力解除后其形变不能恢复到原来的形状，高聚物的这种不可逆形变称为塑性形变。

●要获得一个合格的焊口，必须满足的基本条件是：

1、熔接界面必须是干净、干燥的，不干净的界面会影响分子间的相互滑移和缠绕。

2、合理的加热温度和加热时间，以保证获得足够的粘流态的溶质。

3、合适的外力，可以加剧分子变形，使两界面的分子充分的缠结。

电熔焊接时其外力是靠熔体的熔胀获得，无须人为施加。

热熔对接焊时，外力是人为施加的，压力过小，界面间长链分子无法重新重叠及缠绕。

相反对接力过大，粘流态的溶质都被挤出熔接界面，使界面间的介质大都处在高弹态，形成假焊

二、连接技术

Ⅰ热熔连接

热熔连接包括热熔对接连接、热熔承插连接、热熔鞍型连接

●热熔对接连接：

热熔连接是将热塑性管材件的末端，利用加热板加热熔融后相互对接融合，经冷却固定而连接在一起的方法。

一般热熔对接适用于D63以上口径管材件或壁厚6mm以上管材件的连接。

这种连接方式在管材之间连接不需要管件。

接口成本较低。

热熔对接连接通常分为三个阶段：

加热阶段、切换阶段、对接阶段。

●热熔承插连接：

热熔承插连接是用一对加热模头，同时加热承插管件的内壁和管材的外壁，移去加热工具后，将管材插入管件。

这种接口方式一般用于小管径管材的连接，多采用手工插入，其准确性难于保证。

凹模加热管材时会使管端软化变形影响管道的实际流量。

●热熔鞍型连接：

热熔鞍型连接是在干管上进行分支管路的施工。

采用凹凸的鞍型加热芯模将鞍型管件的鞍型界面与干管的连接界面同时加热，移去加热芯模后，对接两个界面。

●热熔连接步骤：

1、准备：

确认焊机是否处于正常工作状态。

1.1检查机具各个部位的紧固有无脱落或松动

1.2检查整机电器线路

1.3检查液压箱内液压油是否充足

1.4确认电源与机具输入要求是否相匹配<

必需使用220V，50Hz的交流电，电压变化应在±

10％，电源应采取接地保护装置

1.5加热板涂层是否有损伤

1.6铣刀和油泵开关等的试运行

1.7加热前用软纸或布蘸酒精擦拭加热板的表面，但要注意保护聚四氟乙烯涂层

2、清洗：

用清洁的布清除焊接管端的污物。

3、固定：

将管材件置于机架夹瓦内，使两端伸出的长度相当，在满足铣削和加热的要求情况下尽可能的短，通常为25～30mm。

若有必要管材机架以外的部分用支撑物拖起，使管材件轴线与机架中心线处于同一高度，然后用夹瓦固定好。

4、铣削：

将铣刀置于机架上，然后打开铣刀电源开关，缓慢合拢两管材件焊接端，略等片刻，再退开活动架，关掉铣刀电源。

切削厚度应为0.5～1.0mm，通过调节铣刀片的高度可调节切削厚度。

5、对齐：

取出铣刀合拢两管端，检查两端