PE管道热熔焊接技术

、 PE 管道热熔焊结1.1 适用范围目前，大多燃气公司采用PE80的HDPE管道，分SDR11和SDR17.6不同型号。一般 热熔焊接适用于DE63以上口径管材件或壁厚6mm以上管材件的连接。1.2 管道热熔焊接原理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。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；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。1.3 焊接必备条件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熔体。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。4、足够的冷却时间。二、热熔焊接分类及步骤热熔对接连接：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。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凹凸加热芯棒，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。鞍型热熔连接：鞍型热熔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。2.1 焊接工艺在实际施工中注意事项1、焊接时气温的变化，当气温低时，可适当的延长吸热时间2、压力换算：在焊接中实际操作的使用压力与工艺参数数值是不同的： 首先，应将工艺压力（加热压力 、 吸热压力、焊接压力）换算成液压系统压力；其次，应将拖动压力（移动夹具的摩擦阻力）加到P1上，得到使用压力3、焊制压力的计算公式 ：51 管材截面积52 液压缸截面积，一般焊机厂家提供P0界面压力（工艺压力）P 拖拖动阻力2.2焊接工艺参数1、加热工具温度应在材料的熔融温度（部分结晶性塑料）或材料粘流态转换温度之上。 因为只有在这种情况下，塑料产生熔融流动，塑料大分子才能相互扩散和缠绕。一般来说， 随着工具温度的提高，接头的强度就开始提高而达到最大。实验证明，HDPE在低于180C 时，即使在熔化时间相当长的情况下，也不可能取得质量好的接头。2、加热工具温度的上限受制于材料结构的变化和焊缝形状变化：当温度过高时，会出 现如下情况：卷边的尺寸增大；聚合物熔体对工具的粘附；聚合材料的热氧化破坏（热氧化 破坏析出挥发性产物，如 CO 不饱和烃等。由于材料结构内发生变化和出现杂质的结果， 使焊接接头的强度降低）。考虑到上述情况，焊接聚乙烯最好采用温度190230C。加热时间：加热时间是焊接过程中的重要参数。他与加热工具一起，共同决定着焊件内 的温度分布及产生工艺缺陷的可能性、形状和结构。管端熔化的最佳时间是随着焊接尺寸的 增大而增大，一方面由于加热面积增大，更重要的是对流和辐射传播的能量会随着管壁厚的 增大而减小。实验证明，管材的壁厚远较其外径对加热时间更有实质性的影响。加热压力：加热时的压力，应能迅速的平整管材端面上的不平度并有效的促进塑化，但 压力也不能过大。塑料熔体在加热和压紧时压力的作用下，会流向焊端的边缘而形成焊瘤刺， 并改变焊接接头的形状，而且会造成焊端熔化层的深度减小，改变了总的温度分布，严重影 响焊接质量。冷却压力、时间：由于塑料材料导热性差，并且冷却的速度相对缓慢，以及焊缝材料的 收缩，结构的形成过程在长时间内以缓慢的速度进行。因而，焊缝的冷却必须在保持压力下 进行。吸热时间：为了获得充分的熔化区域，足够长的吸热时间非常的重要，而加热压力较为 次要。 冷却时间：冷却时间过短，造成较大的内应力，引起焊口脆化。增压时间：加热完 毕，管端必须迅速的结合在一起，但压力的增加应是平稳地。切换时间：推荐值在10s以内， 重要的是尽量可能的缩短切换时间，因为熔化端面的冷却速度非常快。压力：可在相当宽的 范围内变化：0.100.22MPa。摩擦力大时不宜采用较低的值，推荐范围为0.150.22MPa。 温度：可在200230C范围内变化，在强度上没有明显的变化。2.3 热熔焊接中需要注意的事项1、热熔对接焊可用于d三63mm的同种牌号、规格、材质的连接件。性能相似，不同 牌号材质的连接需试验验证。2、在寒冷天气（-5C以下）和大风环境下进行热熔对接连接操作时，需采取保护措施 或调整焊接工艺。3、热熔对接焊接，严禁在雨天进行。4、铣刀严禁在较大的压力下进行启动；铣削好的管材严禁用手触摸或被污染。5、工作人员不要穿肥大的服装或戴首饰，工作人员应戴保护手套，穿工作服和工作鞋。 应避免口袋、长发、鞋带和其他部位太靠近机器，以免其被卷入机器对操作人员和设备造成 损害。