聚乙烯管道焊接指导书.docx

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聚乙烯管道焊接指导书

聚乙烯管道产品标准

1.燃气用埋地聚乙烯（PE）管道系统第1部分：

管材GB15558.1-2003

2.燃气用埋地聚乙烯（PE）管道系统第2部分：

管件GB15558.2-2005

3.给水用聚乙烯管材GB/T13663-2000

4.给水用聚乙烯（PE）管道系统第2部分：

管件GB/T13663.2-2005

　　　　　　Q/JZ-35-2003

聚乙烯管道焊接指导书

黑龙江安装工程有限公司陕西分公司

聚乙烯管道系统的连接

聚乙烯管道系统主要由管材、管件及与之配套的阀门、凝水缸等组成。

聚乙烯管道的连接技术，直接决定了管道运行的安全及寿命。

因此掌握正确的连接技术，对于施工人员无疑是非常重要的。

管道的连接按施工形式的不同可分为热熔焊接、电熔连接、热熔承插焊接、机械连接、法兰连接、钢塑过渡连接。

机械式连接，在安全性上存在问题，国家标准不建议采用，在此不再叙述。

钢塑过渡适用于63以下的聚乙烯管与钢管的连接。

一般由管件生产厂预先连接好。

钢塑过渡管件上的聚乙烯管段可方便的与聚乙烯管线进行连接。

法兰连接适用于需要方便拆卸或管径大于63的钢塑连接的场合。

热熔承插焊接，因存在着操作技术要求高，质量不易控制，不适用于大口径管件焊接。

此方法在水管施工上有较多的采用。

下面就主要的连接方式热熔焊接、电熔连接及热熔承插焊接作介绍。

一．聚乙烯管材对接焊

1.用于对接焊的管材、管件应由相同牌号的材料制成，对于由不同材料制成的管材，应由生产厂家出具两种材料相熔的证明。

2.用于对接焊的管材必须是经检验合格的合格产品，且管材外径、壁厚相同。

3.聚乙烯管道对接焊操作人员必须经过专业培训，持证上岗。

4.焊接机具必须处于完好正常状态。

5.环境温度低于-5℃时或下雨、刮风、太阳暴晒等恶劣天气下，必须采取防护措施。

（一）.工艺流程：

管材准备→夹紧定位→铣端面→系统拖动力确定→端面熔接→冷却定型

1.管材准备

准备需要对接焊的管材

2.夹紧定位

根据管材的规格,配备相应的夹模，将焊机的两夹具放在最大张开位置，将管材固定在两夹具内，使相对管端面伸出夹具拖板约50mm，移动夹具到两端面接触,校正使两端面完全重合。

3.铣端面

张开两夹具，将铣刀盘放置在夹具中间，开动铣刀盘，缓慢地移动夹具，使两端面压紧铣刀盘，将两对接焊端面铣平整。

切屑厚度不应超过0.2mm。

移动待焊管段使两个端面贴合，两平面之间的最大缝隙不应超过0.5mm，同时两管边的错位也不能超过壁厚的10%。

否则，应校正后再次重复上面的处理。

铣削后的端面不能被污染，应立即开始熔接。

4.系统拖动力确定（Po）

将两夹具移动到最大张开位置，然后将压力调节开关放置最小，操纵夹具移动手柄使夹具闭合，同时调整压力调节旋钮，使压力逐渐增大，观察夹具的移动速度，确定一适宜的值，保持压力旋钮不变，使两夹具移动几次，观察系统压力Po的变化，最终将较准确的Po值记录在工艺原始记录卡上。

5.设备系统对接压力确定（P2）：

P2=P×π×e×（D-e）/S+Po（Mpa）

P：

单位对接面积应施加的力为0.18-0.22N/mm2

e：

壁厚

D：

外径

S：

焊接机具液压系统执行缸活塞总有效面积（mm2）

5.端面熔接

设定加热板的温度，控制在规定的范围内。

通过秒表设定时间参数。

熔接过程压力-时间的关系曲线及各种规格管材的有关熔接参数见参数表所示。

将达到熔接温度的加热板放在两待焊面中间，操作动夹具使两端面在对接压力P2的作用下，双面紧贴到加热板面上，观察待焊面在加热板的两边逐渐溢出熔融料（称为预热卷边），当卷边的高度达到参数表的值时，通过减压按键将吸热压力降至P1，吸热时间达到后，将动卡具移开，迅速撤出加热板，使两个待焊端面熔接，线性加压至P2，使两个端面完全贴合，同时溢出的熔融物料在熔缝区周围形成两道均匀的焊环。

为使焊接面不被污染，每次焊接前必须用洁净的绵织物将加热板擦净（或用镜头纸，无水酒精擦拭）。

当遇到大风天气时，管材的另一端应封堵，避免管内通风冷却。

6.冷却定型

熔接完成后，按下秒表开始计时，冷却时间到后，管件焊接完成。

冷却过程中不应受到任何外力的影响。

禁止任何形式的人工加速冷却方式。

7.焊接参数

焊接完成后，记录操作者、焊机型号、天气、环境温度、托动压力、焊接压力、焊接温度、焊接时间、吸热时间、操作时间等参数。

（二）.管件熔接压力—时间关系曲线

P1:

吸热压力

P2：

焊接及加热压力

t1：

预热时间（卷边凸起达到预定高度的时间）

t2：

吸热时间

t3：

转换时间

t4：

加压时间

t5：

冷却时间

焊接参数的确定：

—焊接温度：

210±10℃（PE80）

220±10℃（PE100）

—压力P1：

低

—压力P2：

P2=P×π×e×（D-e）/S+Po（Mpa）

P：

单位对接面积应施加的力为0.18-0.22N/mm2

e：

壁厚（mm）

D：

外径（mm）

S：

焊接机具液压系统执行缸活塞总有效面积（mm2）

t1：

卷边凸起达到0.5+0.1e（mm）高度的时间

t2：

15e（s）

t3：

最大3+0.01D（s）

t4：

最大3+0.03D（s）

t5：

10+0.5e（min）

二．聚乙烯管道电熔焊接

1.本操作规程依据《聚乙烯燃气管道工程技术规程》CJJ63-1995制定。

2.电熔焊接操作人员必须是经过专业培训，有上岗资格证的专业人员。

3.待焊的管材、管件必须是经过检验合格，在有效合格期内的合格品。

4.焊接机具必须处于正常完好状态。

（一）.焊前准备

1.操作程序

1.1用布清理管材、管件待焊面上的赃物，用尺子测量并用记号笔在管材上标出插入管件的深度；对于鞍型管件焊接，在管材上标出焊接区域。

1.2用刮刀均匀刮削管材待焊面，去掉管材表面的氧化皮。

1.3用小刮刀将管材内外表面上的棱角倒钝，将管材内外碎屑、余屑清理干净。

1.4如果待焊区域管材的椭圆度大于管材外径的1.5%，必须用管材复圆校正器进行校正。

1.5用无屑的洁净软布浸无水酒精，清洁管材待焊面及管件的内表面。

2.操作注意事项

2.1首先必须对待焊管段两端的相对位置进行检查，必须保证两管段在同一轴线上。

2.2两个待焊管段端面应与管材轴线垂直。

2.3清洁处理后的管材、管件待焊面禁止用手触摸，避免任何形式的污染，必须尽快焊接。

2.4管材焊接区域清洁干净后，应将插入深度重新用计号笔标识清楚。

（二）.插入

1.操作程序

将管材沿轴线方向插入管件中，严格避免斜着插入，保证插入深度到位。

2.操作注意事项

2.1管材必须是无应力插入管件中，即管材插入后，管件可容易的转动。

2.2如果管材变形过大，或管材外径尺寸偏差过大，应重复操作程序第一步的工作。

2.3必须保证管材与管件在同一轴线上。

2.4电熔管件的电源插口应置于方便操作位置，一般最好垂直朝上。

（三）.焊接

1.操作程序

1.1按照管件上的焊接参数，在焊机上设定，焊机显示正常后进行焊接。

1.2对于带条形码的管件，用条形码焊机上的光笔从管件的一端匀速的滑至另一端，将条码上的参数读入焊机进行焊接。

1.3观察管件上的熔料压力释放孔中熔料凸起。

1.4焊接完成后，应将焊接参数（操作人、焊接时间、施工时间等）用计号笔记录在焊好的管道上。

2.操作注意事项

2.1必须保证管件电源插孔焊机插头清洁，确保接触可靠。

2.2对于无环境温度自动补偿装置的焊机，焊接时必须根据施工现场的环境温度，对焊接参数进行修正。

2.3在环境温度低于-5℃或大风天气下，必须采取防护措施。

2.4焊接过程中，操作者应与管件保持一定的安全距离，应回避压力释放孔上方区域及管件两端区域，防止熔料喷出造成伤害。

2.5焊接过程中不能受到任何外力的影响。

2.6焊接完成后最好将管件插口保护帽盖上。

（四）.冷却

冷却过程必须是自然状态下的冷却，在这一过程中禁止任何外力的影响，禁止任何人工加速冷却方式。

三．PE管道焊接质量检验

（一）PE管热熔对接焊接质量检验

对接焊缝的质量检验分焊环外观检验及焊环破坏检验两种形式，一般施工过程中只做外观目测检验，对于有争议的焊环也可进行破坏检验。

1．焊环外观检验

1.1每一道对接焊环应符合下列要求（用肉眼检查）：

1.1.1焊缝的两边应均匀地存在圆形焊接卷边（称焊环），卷边的尖端应与管段表面接触；

1.1.2两道焊环应尽可能高低、大小一致；

1.1.3焊环的外观应饱满光滑，无发泡感。

对于管材或管件MFR5不同时（使用两种牌号原料对接焊），翻边不对称但仍然满足要求。

应在标准条件下，确定不对称性的可接受水平。

1.2对正

管段最大错边量S≤10%e

e:

管材壁厚

沿两个组件邻近焊接翻边的外圆周的任何一处，都不应超过该值。

1.3翻边宽度B

翻边宽度受材料、生产过程（挤出或注塑）、使用的加热机具类型、温度和焊接周期的影响，很难确定一组翻边宽度值。

通常确定可接受的翻边宽度值的方法是在试验的基础上进行的，从几个在严格按焊接程序规定条件下制作的几个接头，确定一个平均值Bm。

以此为标准，现场检查，所有的翻边宽度B不应超过Bm的±20%。

焊环宽度：

B

环缝高度h应高于对接管段外表面

2.焊环检验（破坏试验）

2.1取样位置

沿轴向随机取样。

如图1所示。

2.1.1试样制取

用铣床或锯按以下尺寸取样

试样尺寸如下:

L=（20—30）e±5mm

B=（1—2）e±1mm

e:

管材壁厚

2.1.2试样检验

2.1.2.1外观检验

用肉眼检查焊接断面，应无气孔、裂纹、夹渣的缺陷；

2.1.2.2试样弯屈检验

原理：

用垂直于试样两端的力，在2—10秒内，将试样弯曲180。

，焊缝无开裂。

如图所示。

试验设备：

材料试验机。

试验环境：

15℃~25℃。

施工现场也可用手握持样条两端，进行弯曲试验。

（二）电熔管件焊接质量检验

1.目测检验

1.1管材对正

检察管材和管件是否对正。

1.2刮皮

在承口两侧应有明显的刮皮痕迹。

1.3插入深度

应检查插入标记，以确认管材或插口已完全插入到位。

1.4熔融材料

检查焊接识的熔融材料或焊接电阻丝没有从管件中流出。

1.流出的熔料

1.5加热指示器

加热指示器的位置符合制造商的要求。

1.6电阻丝的位置

焊接完成后，电阻线圈不应出现不正常的偏移。

2破坏检验

2.1原理：

用垂直与管轴上的力压扁焊接在电熔管件上的一段管材。

试验设备：

虎钳或压扁试验机（该设备最大拉力应达100KN）。

试验环境：

15℃~25℃。

2.2试样制备：

根据制造厂家说明，任选1个电熔管件，把管材和管件焊接到一起，记录环境温度。

在焊接试样至少24小时后，再进行试验，要求管材自由端伸出管件两端部不小于50mm,以便使试样容易装夹（见图1所示）。

a）Ф20—Ф75管件

b）Ф90—Ф125管件

c）Ф140—Ф225管件

图一

2.3试验步骤：

2.3.1试样制备

对于Ф20—Ф75管件，把每个试样沿管件中心线一分为二（如图1所示），得到两个切割试样。

对于Ф90—Ф125管件，沿管件承口轴向圆周上均匀分成四部分（如图1所示），得到四个切割试样。

对于Ф140—Ф225管件，沿管件承口轴向圆周上均匀分成八部分（如图1所示），得到八个切割试样。

2.3.2把切割试样装夹到虎钳或压扁设备上，虎钳的虎爪应与电熔管件最外边接触（如图2所示）。

A-A

图二

2.3.3然后轮流压每个试样，直到使试样内壁彼此接触，即压成两倍的壁厚（如图3所示）。

图三

2.3.4这时用肉眼观察管件和管材的熔接区。

若管材和管件熔接区没有发生开裂现象，或开裂长度（沿管轴线方向）不超过熔接面整个长度的1/3，则表明试验成功，否则失败，若在压扁后，管材或管件在熔接区内出现明显的塑性破坏，也可认为试验成功。