聚乙烯(PE)焊接工艺评定参数.doc

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特种设备安全技术规范TSGD2001—2005

附件1

聚乙烯（PE）焊接工艺评定参数、试验及要求

一、焊接工艺参数

（一）热熔焊接关键工艺参数

1.热熔焊接工艺温度

推荐的焊接工艺温度为200～235℃（见表1－1、表1－2），施工单位在实际施工中，可以根据具体施工环境和材料适当调整焊接温度。

2.焊接压力与时间

焊接压力与时间的关系见图1－1。

t3

t5

t4

t2

t1

总的焊接时间

P2

P拖

P1

P

T

图1－1热熔对接焊工艺曲线图

图1热熔对接焊工艺曲线图

图中：

P1

—

总的焊接压力，P1=P2+P拖（MPa）；

P2

—

焊接规定的压力（MPa）；

P拖

—

拖动压力（MPa）；

t1

—

卷边达到规定高度的时间；

t2

—

焊接所需要的吸热时间（s）＝管材壁厚（e）×10（s）；

t3

—

切换所规定的时间（s）；

t4

—

调整压力到P1所规定的时间（s）；

t5

—

冷却时间（min）。

（1）焊接压力P1和焊接规定的压力P2分别按下式计算：

式中：

S1

—

管材的截面积（mm2）,S1=π×ｅ×（dn-ｅ）；

S2

—

焊机液压缸中活塞的有效面积（mm2），由焊机生产厂家提供；

P0

—

作用于管材上单位面积的力（0.15N/mm2）；

P拖

—

拖动压力（MPa）。

（2）吸热时间

推荐的吸热时间等于管道元件的公称壁厚（mm）×10（秒），由管道元件规格、壁厚确定。

当环境条件（温度、风力等）恶劣时，应当根据实际情况适当调整。

3.热熔对接焊推荐的标准焊接工艺参数见表1－1、表1－2。

表1－1SDR11管材焊接参数

（热板表面温度：

PE80=210±10℃；PE100=225±10℃）

管径

dn

（mm）

管材

壁厚

e

（mm）

P2

MPa

压力＝P1

凸起高度h

（mm）

压力≈P拖

吸热时间t2

（sec）

切换时间

t3

（sec）

增压时间t4

（sec）

压力＝P1

冷却时间t5

（min）

75

6.8

219/S2

1.0

68

＜4

＜6

10

90

8.2

315/S2

1.5

82

＜4

＜7

11

110

10.0

471/S2

1.5

100

＜4

＜7

14

125

11.4

608/S2

1.5

114

＜4

＜8

15

140

12.7

763/S2

2.0

127

＜4

＜12

17

160

14.5

996/S2

2.0

145

＜5

＜13

19

180

16.4

1261/S2

2.0

164

＜

＜14

21

200

18.2

1557/S2

2.0

182

＜5

＜15

23

225

20.5

1971/S2

2.5

205

＜5

＜12

26

250

22.7

2433/S2

2.5

227

＜6

＜13

28

280

25.5

3052/S2

2.5

255

＜6

＜14

31

315

28.6

3862/S2

3.0

286

＜6

＜15

35

355

32.3

4906/S2

3.0

323

＜7

＜17

39

续表

管径

dn

（mm）

管材

壁厚

e

（mm）

P2

（Mpa）

压力＝P1

凸起高度h

（mm）

压力≈P拖

吸热时间t2

（sec）

切换时间

t3

（sec）

增压时间t4

（sec）

压力＝P1

冷却时间t5

（min）

400

36.4

6228/S2

3.0

364

＜7

＜19

44

450

40.9

7882/S2

3.5

409

＜8

＜21

50

500

45.5

9731/S2

3.5

455

＜8

＜23

55

560

50.9

12207/S2

4.0

509

＜9

＜25

61

630

57.3

15450/S2

4.0

573

＜9

＜29

67

注：

以上参数基于环境温度为20℃。

表2SDR17.6管材的焊接参数

（热板表面温度：

PE80=210±10℃；PE100=225±10℃）

管径

（dn）

mm

管材

壁厚

（e）

mm

P2

（Mpa）

压力＝P1

凸起高度h

mm

压力≈P拖

吸热时间t2

sec

切换时间t3

sec

增压时间t4

sec

压力＝P1

冷却时间t5

min

110

6.3

305/S2

1.0

63

＜4

＜6

9

125

7.1

394/S2

1.5

71

＜4

＜6

10

140

8.0

495/S2

1.5

80

＜4

＜6

11

160

9.1

646/S2

1.5

91

＜5

＜7

13

180

10.2

818/S2

1.5

102

＜5

＜7

14

200

11.4

1010/S2

1.5

114

＜5

＜8

15

225

12.8

1278/S2

2.0

128

＜5

＜8

17

250

14.2

1578/S2

2.0

142

＜6

＜9

19

280

15.9

1979/S2

2.0

159

＜6

＜10

20

315

17.9

2505/S2

2.0

179

＜6

＜11

23

355

20.2

3181/S2

2.5

202

＜7

＜12

25

400

22.7

4039/S2

2.5

227

＜7

＜13

28

450

25.6

5111/S2

2.5

256

＜8

＜14

32

500

28.4

6310/S2

3.0

284

＜8

＜15

35

560

31.8

7916/S2

3.0

318

＜9

＜17

39

630

35.8

10018/S2

3.0

358

＜9

＜18

44

注：

以上参数基于环境温度为20℃。

（二）电熔承插焊接及电熔鞍型焊接的关键工艺参数

包括电压、加热时间、冷却时间、电阻值。

电熔承插焊接及电熔鞍型焊接的关键工艺参数由管道元件制造单位提供。

二、焊接工艺评定试验及要求

（一）热熔对接焊接工艺评定试验及要求见表1－3。

表1－3热熔对接焊接工艺评定试验及要求

序号

试验项目

试验参数

试验要求

试验方法

1

外观

－

附件4，一

附件4，一

2

卷边切除检查

－

3

卷边背弯试验

－

不开裂、无裂纹

4

卷边的热稳定性

热氧化诱导时间（OIT）

≥20min

GB/T17391-1998

5

拉伸性能

23℃±2℃

试验到破坏为止：

（1）韧性,通过；

（2）脆性,未通过

GB15558.2中规定

6

静液压强度试验

（1）密封接头，a型；

（2）方向，任意；

（3）调节时间,12h；

（4）试验时间,165h；

（5）环应力：

①PE804.5Mpa

②PE100，5.4MPa

（6）试验温度，80℃

焊接处无破坏，无渗漏

GB/T6111-2003

（二）电熔承插焊接工艺评定试验及要求见表1－4。

表1－4电熔承插焊接工艺评定试验及要求

序号

试验项目

试验参数

试验要求

试验方法

1

外观

－

附件4，三

附件4，三

2

电熔管件解剖面检验

－

电熔管件中的电阻丝应当排列整齐，不应当有涨出、裸露、错行，焊后不游离,管件与管材熔接面上无可见界线，无虚焊、过焊气泡等影响性能的缺陷

附件4，四

3

dn<90挤压剥离试验

23℃±2℃

剥离脆性破坏百分比不大于33.3%

GB15558.2中规定

4

dn≥90拉伸剥离试验

23℃±2℃

剥离脆性破坏百分比不大于33.3%

GB15558.2中规定

5

静液压强度试验

（1）密封接头,a型；

（2）方向,任意；

（3）调节时间,12h；

（4）试验时间,165h；

（5）环应力：

①PE804.5Mpa；

②PE1005.4Mpa；

（6）试验温度80℃

焊接处无破坏，无渗漏

GB/T6111-2003

（三）电熔鞍形焊接工艺评定试验及要求见表1－5。

表1－5电熔鞍形焊接工艺评定试验及要求

序号

试验项目

试验参数

试验要求

试验方法

1

外观

－

附件4，五

附件4，五

2

撕裂剥离试验

23℃±2℃

剥离脆性破坏百分比不大于33.3%

附件4、五；附件5

三、焊接工艺评定试件数量

均为2组。

当外观检验两组都不合格时，则判定该焊接工艺不合格；其它检验项目有一项不合格时，则判定该焊接工艺不合格。

附件2

聚乙烯（PE）焊接焊工考试内容、方法和要求

一、焊工资格范围

焊工资格范围见表2－1

表2－1PE焊工资格范围

PE焊工资格

适用范围

焊工考试项目代号

热熔焊接

dn≤250mm

HW-1

dn＞250mm

HW-2

电熔焊接

规格尺寸不限

EW

二、考试内容

（一）PE焊工基本理论知识内容

1.燃气压力管道安全知识、法规及常见施工规范；

2.聚乙烯（PE）管道原材料的有关基本知识；

3.聚乙烯（PE）管材、管件的标准和技术要求；

4.焊接设备、焊接辅具、量具的种类、名称、使用、工作原理和维护；

5.各种管件的焊接方法和特点、焊接工艺参数、焊接流程、注意事项、操作方法及其对焊接质量的影响；

6.缺陷产生的原因和危害；

7.焊接因素对焊接质量的影响和预防措施；

8.焊接质量的检验方法和要求，非破坏性检验和破坏性检验方法特点和要求。

二、焊接操作技能考试

（一）焊接操作技能考试前，由PE焊工考委会负责编制焊工考试代码，并在PE焊工考委会成员、监考人员与焊工共同在场的情况下进行确认，在试件上标注焊工考试代码和考试项目代号；

（二）考试试件的规格和数量应当符合表2－2的要求；试件单件形式见图2－1，组合件形式见图2－3所示，

（三）PE焊工考试用的所有管道元件，应当由PE焊工进行切割取样；

（四）PE焊工应当使用评定合格的焊接工艺规程和焊接考试试件；

（五）考试所用的管道元件必须符合第二章要求，电熔管件应当是原包装；

（六）考试所用的焊机必须符合第五章的要求。

表2-2试件的尺寸和数量

试件形式

试件数量

（不少于）

试件尺寸（mm）

dn

L

L1

e

材料

热熔对接焊

2

（注1）

110≤dn＜250

应当满足安装和试验要求

≥6

PE80或PE100

2

≥315

—

电熔焊

承插焊

2

（注2）

≥63

dn≤63

（按SDR11）

鞍形焊

1

≥110

—

注：

（1）分别是图A和图C；

e

L

L1

L

L1

dn

L

L

或其它管件

或其它管件

（2）分别是图B和图D

A.管材对接焊试件

B.管材电熔焊