燃气用聚乙烯管道焊接技术规则.docx
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燃气用聚乙烯管道焊接技术规则
TSG特种设备安全技术规范TSGD2002－2006
燃气用聚乙烯管道焊接技术规则
RegulationonWeldingTechnologyforGasSupply
PolyethylenePipe
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局颁布
2006年10月27日
前 言
2004年4月，国家质量监督检验检疫总局（以下简称国家质检总局）特种设备安全监察局（以下简称特种设备局）向中国特种设备检测研究中心（以下简称中国特检中心）下达了本规程的起草任务书。
2004年5月，中国特检中心组织有关专家成立了起草组，在北京召开起草组工作会议，确定了制订工作的原则、重点内容及主要问题、结构（章节）框架，并就起草工作进行了具体分工，制定了起草工作时间表。
2004年9月，在北京召开起草组第二次工作会议，就起草工作中的主要问题进行了研讨。
2005年1月，在北京召开起草组末次工作会议，经讨论修改，形成了《燃气用聚乙烯管道焊接技术规则》草案。
2005年8月，特种设备局以质检特函［2005］42号文对外征求基层部门、有关单位和专家及公民的意见，根据征求到的意见，起草组修改后形成送审稿。
2005年10月，特种设备局将本规程送审稿提交给质检总局特种设备安全技术委员会审议，起草组修改后形成了报批稿。
2006年10月，本规则的报批稿由国家质检总局批准颁布。
以聚乙烯为原料的燃气管道施工简单、维护简便、费用经济，在国内外城镇燃气管网中用聚乙烯管道输送燃气已得到广泛的应用。
但由于燃气用聚乙烯管道在所用材料、焊接机具、焊接操作及人员资格等方面尚无统一的规范要求，难以全面控制燃气用聚乙烯管道的焊接施工质量，从而为以后燃气管网的安全运行留下隐患。
本规则提出了燃气用聚乙烯管道焊接技术的基本要求、焊接性能的检验与试验内容和要求，弥补了焊工考试规则中缺少燃气聚乙烯管道管焊工考试项目的不足。
参加本规程起草的主要单位和人员如下：
国家化学建筑材料测试中心 魏若奇
国家塑料制品质量监督检验中心 赵启辉
山东省特种设备检验研究院 郭怀力
浙江省特种设备检验中心 马夏康
亚大塑料制品有限公司 贡爱国
浙江中财管道科技股份有限公司 丁良玉
港华辉信工程塑料（中山）有限公司孔德斌、何健文
第一章总 则……………………………………………………………………………
（1）
第二章燃气用聚乙烯管道元件…………………………………………………………
（1）
第三章焊接工艺评定……………………………………………………………………
（2）
第四章焊工考试与管理…………………………………………………………………（3）
第五章焊接机具…………………………………………………………………………（5）
第六章 焊接操作基本要求………………………………………………………………（5）
第七章 检验与试验………………………………………………………………………（6）
第八章 附 则……………………………………………………………………………（6）
附件A聚乙烯焊接工艺评定参数、检验与试验要求……………………………………（8）
附件B聚乙烯接焊接工艺评定报告……………………………………………………（14）
附件C聚乙烯焊工考试内容和要求……………………………………………………（16）
附件D聚乙烯焊工考试基本情况表……………………………………………………（19）
附件E聚乙烯焊工焊接操作技能考试检验记录………………………………………（20）
附件F聚乙烯焊接操作过程基本要求…………………………………………………（23）
附件G聚乙烯焊接检验与试验…………………………………………………………（26）
附件H撕裂剥离试验方法………………………………………………………………（29）
燃气用聚乙烯管道焊接技术规则
第一章总则
第一条为了规范燃气用和其他流体输送用聚乙烯管道（以下简称管道）的焊接技术工作，保证其焊接质量，根据《特种设备安全监察条例》、《压力管道安全管理与监察规定》的规定，制定本规则。
第二条本规则适用于聚乙烯管道元件制造和管道安装过程中的焊接工作，其他管道焊接工作可以参照本规则执行。
第三条从事管道元件制造和管道安装焊接工作的作业人员（以下简称焊工）必须取得质量技术监督部门颁发的特种设备作业人员证。
焊工考试由国家质量监督检验检疫总局（以下简称国家质检总局）确定的考试机构统一组织，由焊工所在地的省（自治区、直辖市）质量技术监督部门（以下简称省级质量技术监督部门）颁发特种设备作业人员证（焊工）。
第四条进行热熔对接焊接、电熔承插焊接和电熔鞍形焊接的管道焊接，应当按本规则的规定进行焊接工艺评定，焊接应当按评定合格的焊接工艺规程进行。
第二章燃气用聚乙烯管道元件
第五条管道元件的制造必须符合安全技术规范的规定以及GB15558.1－2003《燃气用埋地聚乙烯管道系统第1部分，管材》和GB15558.2－2005《燃气用埋地聚乙烯管道系统第2部分，管件》的要求。
第六条聚乙烯管道建设、安装单位应当选用已经取得特种设备制造许可证的制造单位生产的管道元件。
管道元件制造单位应当提供质量证明书，质量证明书的内容必须齐全，并加盖管道元件制造单位的质量检验章。
管道安装单位从没有实行制造许可的非聚乙烯元件制造单位获得管道元件，必须取得质量证明书原件。
管道安装单位应当对所采购的管道元件与质量证明书的真实性和一致性负责。
第三章焊接工艺评定
第七条焊接工艺评定的目的是通过对管道热熔对接焊接、电熔承插焊接与电熔鞍形焊接接头性能的评价，验证拟定焊接工艺及参数的正确性。
第八条管道元件制造单位和管道安装单位进行热熔对接焊接，有以下情况时应当进行焊接工艺评定：
（一）采用本规程推荐的焊接工艺参数（见附件A）或者其他焊接工艺参数；
（二）不同原材料级别（例如PE80与PE100）的管道元件互焊；
（三）同一原材料级别的管道元件，熔体质量流动速率（MFR）差值大于0.5g/10min（190℃，5kg）；
（四）管道元件对焊接有特殊要求；
（五）施工环境与焊机工作条件有较大差距。
第九条电熔承插焊接和电熔鞍形焊接的焊接工艺评定由管道元件制造单位在产品设计定型时进行，管道安装单位应当对其进行验证，验证项目为工艺评定规定的全部项目，验证的检验与试验按照第十条第（五）项规定。
第十条管道元件制造单位或者管道安装单位（以下统称评定单位）进行焊接工艺评定时，应当符合以下基本要求：
（一）焊接用管道元件符合本规则第二章的要求；
（二）焊接工艺评定试件由评定单位技能熟练的持证焊工操作；
（三）焊接机具设备满足本规则第五章的规定，所用仪表在校准的有效期内且处于正常工作状态；
（四）所用试件的切割、刮削、组对以及清理等工艺措施的操作规程，符合本规则第六章和附件B的规定；
（五）焊接工艺评定试件的检验与试验（见附件A），由焊工考试机构或者有关机构（以下简称检验机构）进行（有条件的评定单位，也可以自行进行工艺评定试件的检验与试验），试验机构必须做好相关检验与试验记录，出具检验与试验报告，并且对检验与试验质量负责；
（六）评定单位根据检验与试验报告编写焊接工艺评定报告，焊接工艺评定报告格式见附件B。
第十一条热熔对接焊的焊接工艺评定覆盖范围如下：
（一）相同级别原材料的焊接工艺评定可以相互覆盖；
（二）不同SDR系列管道（SDR11、SDR17.6）的焊接工艺评定可以相互覆盖；
（三）当DN≤250㎜的规格时，在110mm≤DN≤250mm规格范围任选一个规格进行评定可以覆盖DN≤250㎜所有规格；
（四）当250＜DN≤630㎜时，在其范围内任选一个规格进行评定即可覆盖250＜DN≤630mm的所有规格。
注：
DN为管道的公称直径，包括公称通径、公称口径，具体含义按照相关标准，单位为mm，下同。
第十二条进行电熔焊接工艺评定时，应当符合以下规定：
（一）对所有规格的电熔管件和电熔鞍形管件，管道元件制造单位在设计生产时逐一进行焊接工艺评定，并且向管道安装单位提供相应的焊接工艺参数；
（二）使用同一管道元件制造单位提供的管道元件时，管道安装单位任选一个DN≥63mm规格进行验证即可覆盖所有规格。
第十三条评定单位应当保存焊接工艺评定有关的技术档案和焊接工艺评定试样直至该焊接工艺失效为止。
第四章焊工考试与管理
第十四条焊工资格分为热熔对接焊接和电熔焊接两类。
热熔焊项目代号为BW-1和BW-2，电熔焊接项目代号为EW，一般应当在BW-1项目考试合格后方可申请BW-2项目。
具体焊接项目与适用范围见附件C。
第十五条 焊工考试机构及其承担的考试项目，经省级质量技术监督部门同意，由国家质检总局确定。
焊工考试机构应当具备以下条件：
（一）至少有1名从事管道焊接工作3年以上，并且具有中级职称的人员担任技术负责人；
（二）至少有5名焊接技能指导教师或者技师；
（三）有容纳40人以上的考试教室和焊接操作技能考试的场地，具备与管道焊接相适应的热熔对接焊接、电熔承插焊接、电熔鞍形焊接的焊接设备和工装、试件及试样的加工设备以及焊接性能测试试验仪器及设备；
（四）有组织200名以上焊工考试和管理焊工考核档案的能力；
（五）有适用于不同焊接方法、不同级别材料的基本知识考试题库，有满足焊工考试要求并经评定合格的焊接工艺规程；
（六）有焊工考试细则和相关的管理制度。
第十六条焊工应当向有资格的焊工考试机构提出申请，经同意后方可参加考试。
申请考试的焊工应当具有初中以上（含初中）文化程度，身体健康，能够严格按照焊接工艺规程进行操作，独立承担焊接工作。
第十七条焊工考试包括基本知识考试和焊接操作技能考试两部分。
焊工基本知识考试采用笔试，基本知识考试合格后，才能参加焊接操作技能考试。
焊工焊接操作技能考试，需要对焊接操作过程和试件检验进行综合评定。
考试项目的试件应当先进行焊接过程的考核和宏观（外观）检查，检查合格后再进行其它项目的检验。
各项检验都符合要求时，该考试项目方可评定合格。
焊工基本知识考试和焊接操作技能考试的内容和要求见附件D。
第十八条焊工基本知识考试和焊接操作技能考试的结果应当记入《聚乙烯焊工考试基本情况表》（见附件D）和《聚乙烯焊工焊接操作技能考试检验记录》（见附件E）。
第十九条考试机构将《聚乙烯焊工考试基本情况表》和《聚乙烯焊工焊接操作技能考试检验记录》报省级质量技术监督部门，经审核，由省级或者授权的市级质量技术监督部门向合格的焊工签发特种设备作业人员证（焊工）。
第二十条特种设备作业人员证（焊工）有效期为2年，有效期内特种设备作业人员证（焊工）在全国同等有效。
在有效期满3个月前，继续从事焊接工作的焊工，应当向焊工考试机构提出申请，由焊工考试机构安排焊工重新进行复试。
复试原则上应当重新进行操作技能考试，但在2年有效期内，中断焊接时间不超过6个月，焊接质量一直良好且能够提供有效焊接记录的焊工可以免试1次。
第二十一条持有特种设备作业人员证的焊工方可允许按本规则规定，承担考试合格项目的焊接工作。
中断焊接工作6个月以上再从事此项工作时，必须重新进行考试。
第二十二条焊工考试机构应当建立焊工档案，包括焊工考试试卷、试件的检验与试验记录和报告、考核记录等。
考试机构应当保存焊工考试试件至少6个月。
第五章焊接机具
第二十三条焊接机具包括热熔对接焊机和电熔焊机。
焊接机具除满足相应的国家标准外，还应当符合以下要求：
（一）焊接机具正常的工作温度范围为-10℃～+40℃，如果环境超出此温度范围，则不允许进行焊接工作；
（二）电熔焊机有数据检索存储装置，该装置通过接口将存储的数据下载到电子设备（计算机或者打印机），存储容量至少为250个焊口的参数，并且有工作参数自动输入及环境温度自动补偿功能，自动输入的方式可以是条形码、识别电阻、磁卡或者微控芯片。
第二十四条管道热熔对接宜采用全自动焊机。
全自动热熔对接焊机应当具有以下功能：
（一）可以实现一致、可靠、可重复的操作；
（二）系统将控制监视并记录焊接过程各阶段的主要参数，以判断每一焊口的状况；
（三）焊机有数据检索存储装置和数据下载接口，存储容量至少为200个焊口的参数：
注：
焊口的参数包括焊机型号、焊机编号、环境温度、焊接日期、焊接时间、焊工代号、工程
编号、焊口编号、焊接的管道元件类型（原材料级别、公称外径、公称壁厚或SDR值）、拖动压力（峰值拖动压力和动态拖动压力）、加热板温度、成边压力、吸热时间、切换时间、焊接压力、冷却时间等。
（四）铣削管道元件端面后，能够自动检查管道元件是否夹装牢固；
（五）自动测量拖动压力（峰值拖动压力和动态拖动压力）以及自动补偿拖动力；
（六）自动监测加热板温度，如果加热板温度没有在设定的工作温度范围内，焊机应该无法进行焊接；
（七）加热板插入待焊管道元件之后的所有阶段（加压、成边、降低压力、吸热、切换、加压、保压、冷却）自动进行；
（八）微处理器采用闭环控制系统，在焊接过程中突然出现不符合焊接参数时，焊机能够自动中断焊接并报警。
第六章焊接操作基本要求
第二十五条管道焊接操作必须符合以下要求：
（一）焊接环境应当防范不良的气候影响，风雨天气以及在－5℃以下进行焊接时，必须采取适当的保护措施，以保证需要焊接的焊接面有足够的温度；
（二）焊接面以及与焊接面接触的所有物品必须清洁和干燥，需要焊接的部位不能有损伤破坏、杂质、污垢（如：
污物、油脂、切屑等）；
（三）确保焊接过程的连续性，焊接完成后必须进行充分的自然冷却，以消除其内应力；
（四）对于DN≤63mm或者S＜6mm的管道元件不允许使用热熔对接的焊接方法；
注：
S为公称壁厚，单位为mm，下同。
（五）不同SDR系列的管道元件互焊时，推荐采用电熔连接或采用适当的加工方法使焊接处壁厚等厚；
（六）焊接时每一个焊口应当有详细的焊接原始记录。
注：
热熔对接焊接原始记录至少包括环境温度、焊工代号、焊口编号、管道元件规格类型、焊接压力、拖动压力、加热板温度、卷边高度、吸热时间、切换时间、增压时间、冷却时间、冷却压力等；电熔焊接原始记录至少应当包括环境温度、焊工代号、焊口编号、管道元件规格类型、焊接电压、焊接时间、冷却时间等。
第二十六条管道焊接操作过程基本要求见附件F。
第七章检验与试验
第二十七条管道焊接检验与试验可分为非破坏性和破坏性检验与试验。
非破坏性检验与试验主要手段为宏观（外观）检查，用于管道元件制造过程或者管道安装现场的质量控制和操作人员的自检；破坏性检验与试验主要用于焊接工艺评定及对焊接质量有争议焊口的试验。
管道焊接检验与试验见附件G、附件H。
第八章附则
第二十八条进口管道元件的性能指标不得低于我国现行的安全技术规范及其相关标准的规定。
第二十九条 本规程由国家质检总局负责解释。
第三十条本规程自年月日起施行。
附件A
聚乙烯焊接工艺评定参数、检验与试验要求
A1焊接工艺参数
A1.1热熔对接焊接关键工艺参数
A1.1.1焊接工艺温度
推荐的焊接工艺温度为200℃～235℃（见表A－1、表A－2），管道元件制造单位或者管道安装单位可以根据具体的工作环境和材料，适当调整焊接温度。
A1.1.2焊接压力与时间
A1.1.2.1焊接压力与时间的关系
见图A－1。
图A－1热熔对接焊接工艺
图中：
P1
—
总的焊接压力（MPa）；
P2
—
焊接规定的压力（MPa）；
Pt
—
拖动压力（MPa）；
t1
—
卷边达到规定高度的时间（s）；
t2
—
焊接所需要的吸热时间（s）＝SN×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）。
A1.1.2.2焊接压力P1和焊接规定的压力P2
分别按下式计算：
（1）
（2）
式中：
A1
—
管材的截面积（mm2）,A1=π×S×（DN-S）；
A2
—
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）；
Pt
—
拖动压力（MPa）。
A1.1.2.3吸热时间与管道元件公称壁厚S的关系
吸热时间与推荐的吸热时间与公称壁厚的关系为S×10（s）。
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。
A1.1.3热熔对接焊推荐的焊接工艺参数
推荐的焊接工艺参数见表A－1、表A－2。
表A－1SDR11管材焊接参数
（加热板表面温度：
PE80=210±10℃；PE100=225±10℃）
公称
直径
DN
（mm）
公称
壁厚
S
（mm）
P2
（MPa）
压力＝P1
卷边高度h
（mm）
压力≈Pt
吸热时间t2
（s）
切换时间
t3
（s）
增压时间t4
（s）
压力＝P1
冷却时间t5
（min）
75
6.8
219/A2
1.0
68
≤5
＜6
≥10
90
8.2
315/A2
1.5
82
≤6
＜7
≥11
110
10.0
471/A2
1.5
100
≤6
＜7
≥14
125
11.4
608/A2
1.5
114
≤6
＜8
≥15
140
12.7
763/A2
2.0
127
≤8
＜8
≥17
160
14.5
996/A2
2.0
145
≤8
＜9
≥19
180
16.4
1261/A2
2.0
164
≤8
＜10
≥21
200
18.2
1557/A2
2.0
182
≤8
＜11
≥23
225
20.5
1971/A2
2.5
205
≤10
＜12
≥26
续表
公称
直径
DN
（mm）
公称
壁厚
S
（mm）
P2
（MPa）
压力＝P1
卷边高度h
（mm）
压力≈Pt
吸热时间t2
（s）
切换时间
t3
（s）
增压时间t4
（s）
压力＝P1
冷却时间t5
（min）
250
22.7
2433/A2
2.5
227
≤10
＜13
≥28
280
25.5
3052/A2
2.5
255
≤10
＜14
≥31
315
28.6
3862/A2
3.0
286
≤12
＜15
≥35
355
32.3
4906/A2
3.0
323
≤12
＜17
≥39
400
36.4
6228/A2
3.0
364
≤12
＜19
≥44
450
40.9
7882/A2
3.5
409
≤12
＜21
≥50
500
45.5
9731/A2
3.5
455
≤12
＜23
≥55
560
50.9
12207/A2
4.0
509
≤12
＜25
≥61
630
57.3
15450/A2
4.0
573
≤12
＜29
≥67
注：
以上参数基于环境温度为20℃。
表A－2SDR17.6管材的焊接参数
（加热板表面温度：
PE80=210±10℃；PE100=225±10℃）
公称
直径
DN
（mm）
公称
壁厚
S
（mm）
P2
（MPa）
压力＝P1
卷边高度
h
（mm）
压力≈Pt
吸热时间
t2
（s）
切换时间
t3
（s）
增压时间
t4
（s）
压力＝P1
冷却时间
t5
（min）
110
6.3
305/A2
1.0
63
≤5
＜6
9
125
7.1
394/A2
1.5
71
≤6
＜6
10
140
8.0
495/A2
1.5
80
≤6
＜6
11
160
9.1
646/A2
1.5
91
≤6
＜7
13
180
10.2
818/A2
1.5
102
≤6
＜7
14
200
11.4
1010/A2
1.5
114
≤6
＜8
15
225
12.8
1278/A2
2.0
128
≤8
＜8
17
250
14.2
1578/A2
2.0
142
≤8
＜9
19
280
15.9
1979/A2
2.0
159
≤8
＜10
20
315
17.9
2505/A2
2.0
179
≤8
＜11
23
355
20.2
3181/A2
2.5
202
≤10
＜12
25
400
22.7
4039/A2
2.5
227
≤10
＜13
28
450
25.6
5111/S2
2.5
256
≤10
＜14
32
续表
公称
直径
DN
（mm）
公称
壁厚
S
（mm）
P2
（MPa）
压力＝P1
卷边高度
h
（mm）
压力≈Pt
吸热时间
t2
（s）
切换时间
t3
（s）
增压时间
t4
（s）
压力＝P1
冷却时间
t5
（min）
500
28.4
6310/A2
3.0
284
≤12
＜15
35
560
31.8
7916/A2
3.0
318
≤12
＜17
39
630
35.8
10018/A2
3.0
358
≤12
＜18
44
注：
以上参数基于环境温度为20℃。
A1.2电熔承插焊接及电熔鞍形关键工艺参数
电熔承插焊接及电熔鞍形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形焊接的关键工艺参数由管道元件制造单位提供。
A2焊接工艺评定检验与试验要求
A2.1热熔对接焊接工艺评定检验与试验
要求见表A－3。
表A－3热熔对接焊接工艺评定试件检验与试验要求
序号
检验与试验项目
检验与试验参数
检验与试验要求
检验与试验方法
1
宏观（外观）
/
附件G,G1.1
附件G,G1
2
卷边切除检查
/
附件G,G1.2
3
卷边背弯试验
/
不开裂、无裂纹
4
拉伸性能
23℃±2℃
试验到破坏为止：
（1）韧性,通过；
（2）脆性,未通过
GB/T19810
5
耐压（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：
①PE80＝4.5MPa
②PE100＝5.4MPa
（6）试验温度：
80℃
焊接处无破坏，无渗漏
GB/T6111
A2.2电熔承插焊接工艺评定检验与试验
要求见表A－4。
表A－4电熔承插焊接工艺评定检验与试验要求
序号
检验与试验项目
检验与试验参数
检验与试验要求
检验与试验方法
1
宏观（外观）
/
附件G,G3
附件G，G3
2
电熔管件剖面检验
/
电熔管件中的
升级会员 