PE(聚乙烯)管线的现场热熔焊接

【摘要】根据山西省介休市天燃气利用工程中压pe（聚乙烯）管线施工现场的实际情况,针对pe（聚乙烯）管线焊接难点及焊接质量要求,准确的把握预热阶段、吸热阶段、加热板取出阶段、对接阶段,冷却阶段的温度、压力及时间的控制,成功进行了pe（聚乙烯）管线的现场热熔焊接,获得令人满意的效果。【关键词】pe（聚乙烯）热熔焊接工艺山西省介休市天燃气利用工程中压pe（聚乙烯）管线,设计采用了热熔对接接头连接形式，改变了以往电容对接连接方式。该工程pe（聚乙烯）管线为工程直径315mm现场焊接沿市区内三贤大道及穿越农田，焊接质量要求高。在该工程施工中,厂家技术人员通过反复试验,摸索出一套合适的焊接工艺,选择热熔焊方法,对接设备采用450型及315型热熔对接焊机,组对采用液压对口机,热熔对接连接分为五个阶段:预热阶段、吸热阶段、加热板取出阶段、对接接段,冷却阶段,加热温度和各个阶段所需要的压力及时间符合热熔连接机具生产厂及管材生产厂的规定,确保了工程进度和焊接质量。以下简要介绍该焊接工艺,仅供交流参考。1 pe管热熔焊接技术热熔对接是将聚乙烯管端界面,利用加热板加热熔融后相互对接融合,经冷却固定连接在一起的方法。通常采用热熔电焊机来加热端管,使其熔化,迅速将其贴合,保持有一定的压力,经冷却达到熔接的目的。各尺寸的聚乙烯管均可采取热熔对接方式连接。但公称直径小于63mm勺管材推荐采用电容连接。该方法经济可靠，其接口在承拉和承压时都比管材本身具有更高的强度。2 焊接工艺2.1 焊接方法的选择所有聚乙烯管道的连接接头必须用电熔或热熔的连接方法,而不得使用机械连接方法,热熔连接的接头比管道自身的强度要大些。接头或连接件都是塑料材质,不存在腐蚀问题。管道连接方法的选取取决于管道制造商的要求和推荐说明,以及现场施工人员所掌握的技术。热熔连接首先把管道修剪、清洗整洁、对齐,然后被加热到其熔点并连接到一起。在工业上热熔技术有热熔和承插连接两种。2.2 焊接设备及机具选择设备采用450型及315型热熔对接焊机,组对采用液压对口机2.3 焊接前操作及要求用撬杠或支架将管垫平,调整同心度,利用卡具校正管材不圆度,并且留有足够的焊接距离。铣削足够厚度,使焊接端面光洁、平行、确保对接面间隙小于0.3mm,错边量小于焊接处壁厚的10%。重新装卡时必须重新铣削。3 焊接施工要点3.1 一般规定(1)pe管道采用热熔焊接时采用同种牌号、材质相同的管材和管件。对性能相似的不同牌号、材质的管材与管材或管件与管件之间的连接,应通过试验,判定连接质量能得到保证后,方可进行。(2) 聚乙烯管材、管件存放与施工现场温差较大时,将管材和管件在施工现场放置一段时间。使其温度接近施工现场温度。(3) 聚乙烯管道连接时,管段须洁净。每次收工时,管口须临时堵死。(4) 聚乙烯管道连接结束后,进行接口外观质量检查。不合格者必须返工,返工后重新进行接头外观质量检查。3.2热熔对接连接(1) 热熔对接设备采用450型及315型热熔对接焊机,组对采用液压对口机。(2) 热熔连接前、后,连接工具加热面上的污物应用洁净棉布擦净。(3) 热熔对接连接一般分为五个阶段:预热阶段、吸热阶段、加热板取出阶段、对接接段,冷却阶段,加热温度和各个阶段所需要的压力及时间应符合热熔连接机具生产厂和管材,管件生产厂的规定。热熔对焊接时,要求管材或管件应具有相同或相近焊熔指数,且具备相同的sdr值。另外采用不同厂家的管件时,必须选择合理的与这相匹配的焊机,才能取得最佳的焊接效果、(4) 热熔对接连接保压、冷却时间,须符合热熔连接工具生产厂管件、管材生产厂的规定。在保压、冷却期间不得移动连接件或在连接件上施加外力。(5) 热熔对接连接须符合下列规定:对接连接前,两管段各伸出一定长度,并应校直两对应的连接件,使其在一个轴线上,错边不大于壁厚的10%。管材或管件连接面上的污物应有洁净棉布擦净,应铣削连接面,使其与轴线垂直,并使其与对应的特连段面吻合。等连接的用对接连接工具加热,平板电热模恒定温度190-210,加热板加热时间以厚壁en为参照控制加热时间t(秒)【t=(1015)Xen】，可根据外界气温而相应的调整,夏季相对较短,秋冬季节则适当延长,加热初始可适当给予对接压力以消除端面切削不平整现象,当开始出现轻微翻边时,撤销熔化压力直至达到相应的熔融效果,以两端面熔融区长度为1-2mm为佳。保持压力,使接口逐渐冷却至40左右卸压。保压时间一般为30-50s;冷却时间t(分钟)以壁厚en参考(一般以11.5en),或以手摸卷边生硬，感觉不到热为准。抽板切换时间:将加热板拿开,迅速让两热熔端面相粘并缓慢升高焊接压力,为保证熔融对接质量,切换周期越短越好,控制在5-6秒。焊接对接压力(mpa):在加压过程中,初始要缓慢使压,时间控制在3-5秒,从而保证塑料端面应在熔融状态之下，并以熔融对接区卷边宽度2-4mm为宜,均匀保压;不良操作影响:过快会造成熔融料快速挤出,造成虚焊;太慢则会产生熔融料温度散失过多,影响到材料的焊接强度!4 焊接质量标准与检验4.1 质量标准pe管的焊接质量执行国家技术标准:cjj63-2008聚乙烯燃气管道工程技术规程及质量标准执行:cjj33-2005城镇燃气输配工程施工及验收规范规定。4.2 质量保证措施(1) 聚乙烯管道连接的操作工上岗前,应经过专门培训,经考试和技术评定合格后方可上岗操作。(2) 严格执行工序交接检查制度,不合格部位必须处理后,方能进行下道工序施工。(3) 组织得力人员经常对穿越设备的运转情况进行检查、保养,发现问题及时进行维修处理,保证穿越设备的正常运行。4.3 质量检验对焊件进行了外部、内部质量检查和超声波检查,结果如下:(1) 外观检查:经肉眼直观检查,凸缘双翻边均匀,并且凸缘翻卷到管外圆周上,形状大小均匀一致,无气孔,鼓泡和裂缝。接头外观质量检验项目及要求.(2) 内部检查:对部分焊缝进行超声波探伤检验。经检验,内部无裂纹、夹渣、未熔合、未焊透等超标缺陷。(现超声波检测方法在国内还不成熟)(3) 压力检测法,经水压强度及严密性试验后,发现管线无压降、无渗漏检验合格,符合质量标准执行:cjj33-2005城镇燃气输配工程施工及验收规范。5 结论(1) 采用热熔对pe管线进行焊接,焊接质量稳定,操作方便,适合现场施焊环境条件。(2) 在确定焊接方法及工艺参数时,应以工艺试验及评定为基础。施焊过程中,必须保证预热阶段、吸热阶段、加热板取出阶段、对接接段,冷却阶段的温度、压力及时间,采用大规范焊接工艺参数施焊。(3) 采用本文确定的焊接工艺措施,在较短的时间一次焊接完成150道焊口,达到了水压强度及严密性试验一次性合格,取得了良好的经济效益,保证了工程的顺利投产。目前山西省介休市天然气利用工程中压管线成产运行状况平稳良好。