北京燃气PE管道焊接的探索

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1、北京燃气在PE管道焊接 的探索一、聚乙烯管道焊接施工质量控制的重要性2011.10.01长期的使用寿命(长达50年,减少了旧管网改造费用)卓越的耐腐蚀性能(是一种惰性材料,除少数强氧化剂外可耐多种化学腐蚀,无电化学腐蚀)经济性能好柔韧性高、抗震能力强可靠的连接性能(焊口比管材本身抗拉能力强)焊接工艺成熟优良的输送性能(摩擦阻力较小)较好的耐冲击性能良好的施工性能PE管原材料为聚乙烯,是一种有机合成的高分子材料-[c-c-]n-,燃气管道应用有高密度(HDPE)和中密度(MDPE)2011.10.01聚乙烯是

2、一种高分子聚合物。它的性能主要取决于三大因素:分子结构、结晶度、分子量分布。其中结晶度最为关键:聚乙烯的结晶度是随着温度的升高而降低,温度越接近熔点,结晶度下降得越激烈。冷却度也影响着聚乙烯的结晶度,冷却速度快,结晶度低,因为结晶的生长时间短;冷却速度慢,结晶度高,那么结晶就会更充分。根据聚乙烯的种类不同,结晶度不同,冷却时间也不同。聚乙烯分子结构图热熔对接连接的原理:由于PE管道是利用PE树脂经挤出成型而得到的。其热熔对接是在特定的温度下,将PE管焊接端经加热熔化后,施以规定的压力作用,使PE管焊接端相互

3、连接融合,然后经保压冷却而使管材熔接成为一体。2011.10.01合格焊口具备的条件熔接界面必须是干净、干燥的。合理的加热温度和加热时间,以保证获得足够的粘流态的熔体。合适的外力足够的冷却时间。二、聚乙烯管熔接技术及焊接工艺2011.10.01聚乙烯管道的连接方式聚乙烯管道在国内外按其连接方式,一般分为热熔对接连接和电熔连接两种。热熔对接和电熔连接须执行国家质检总局颁布的TSGD2002-2006“燃气用聚乙烯管道焊接技术规则”国家标准。早期热熔对接焊时,外力是人为施加的,应施加合适的压力。压力过小,界面间

4、长链分子无法充分变形,无法重新重叠及缠绕。相反对接力过大,粘流态的熔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。电熔焊接时,其外力是靠熔体的熔融膨胀并在冷料区的作用下获得,无须人为施加。为保证合适的焊接压力,必须保证管件与管材装配组合后不能存在非轴向的应力,既要使用电熔固定夹具。2011.10.012011.10.01焊接准备/工艺-图5.1热熔对接焊工艺热熔焊接时三个重要参数:温度、压力、时间;温度固定,以下是PE熔接过程中压力与时间的关系。焊接工艺曲线图PtP2(焊接规定)P1(总焊接)

5、加热段切换对接段冷却段t1(卷边)t2(吸热)t3(取板)t4(调压)t5(冷却)总焊接时间压力时间(拖动)热熔对接焊的质量控制热熔对接接头的质量主要靠过程控制来保障。过程控制应从人、机、料、法、环五方面入手。人:焊接工人必须经过培训,并受到有效的管理。机:设备应符号有关标准的要求(例如GB/T20674.1-2006),并经常维护在良好工作状态。料:焊接前应检查管材、管件,以确保其直径、SDR和MRS及公差均符合规定。有明显缺陷或过度划伤的管材、管件应做出标记,不能使用。在开始铺设前和铺设过程中均应注意检

6、查管材有无严重的表面缺陷;如果发现表面缺陷深度超过公称壁厚的10%,应切断或按照有关程序修理有缺陷的这段管材。法:焊接方法应严格按照施工规范和工艺参数执行。环:环境因素主要考虑天气和管沟作业面状况。在将管道放到管沟前和回填过程中检查管沟底部,确保管道不被尖棱物体如石头或金属片损伤。2011.10.01焊口的质量取决于严格遵守规范的焊接程序、使用符合有关焊接质量要求设备及操作者技术水平。质量控制应由专业人员现场进行控制,监理人员应进行监测,提供真实可靠的质量报告。热熔对焊焊口的目视检查标准1.翻边对称焊口具有

7、沿管材圆周平滑对称的翻边,翻边最低处的深度不应低于管材表面。当焊接组件之间的熔体流动速率和成型方法不同时也会影响到翻边的不对称性,是否可接受应由有资格的人员或试验结果来确定。2.对中整平管材管件连接时应尽可能的同轴,错位量不应超过管材壁厚的10%。沿相邻两组件翻边的外圆周的任何一处都不应超过该值。2011.10.012011.10.01热熔对接焊接工艺评定检验与试验※非破坏性检验(1)宏观(外观):卷边应沿整个外圆周平滑对称,尺寸均匀、饱满、圆润。翻边不得有切口或者缺口状缺陷,不得有明显的海绵状浮渣出现,无

8、明显的气孔。卷边的中心高度K值>0;焊接处的错边量<管材壁厚的10%;(2)卷边切除检查:卷边应当是实心圆滑的,根部较宽。卷边底面不得有污染、孔洞等。若发现杂质、小孔、偏移或者损坏时,则判定为不合格。(3)卷边背弯试验:不开裂、无裂纹方法:将卷边每隔几厘米进行1800的背弯试验进行检查;※破坏性检验(4)拉伸性能GB/T19810-2005;断口为韧性破坏(5)耐压(静液压)强度试验GB/T6111-2003;焊

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