新整違筑村料全國中文核心期刊聚乙烯管道的電熔焊接肖燕，賈曉輝(河北滄州明珠塑料股份有限公司,河北滄州06100)摘要:介紹聚乙烯管道電熔焊接原理，對(duì)電熔管件、電熔焊機(jī)的要求,電熔管件的焊接操作過程及電熔焊接的檢驗(yàn)等。質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局近期將領(lǐng)布的燃?xì)庥镁垡蚁┕艿篮附蛹夹g(shù)規(guī)則，將進(jìn)一步規(guī)范聚乙烯管道的焊接技術(shù)工作，提高管道焊接質(zhì)量和管道系統(tǒng)的安全。關(guān)鍵詞:聚乙烯管道:電熔焊接:電熔焊機(jī):電熔管件;焊接質(zhì)量中圖分類號(hào):TU532.61文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào): 1001-702X (2007)04-0015-03Electric fusion welding of PE pipelineXIAO Yan, JIA Xiohui(Hebei cangzhou minghu Limited Company,Cangzhou 061001, Hebei, China)近幾年來，聚乙烯(PE)管道由于其獨(dú)特而良好的可熔接根據(jù)電熔焊接原理和國內(nèi)外的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證實(shí)，管道能否(焊接)性.連接方便(熱熔對(duì)接、電熔連接)、抗開裂、環(huán)保、衛(wèi)形成可靠的焊接連接，主要由電熔管件的設(shè)計(jì).電阻的溫度-生、可回收使用等特點(diǎn),而成為城市輸氣管網(wǎng)、中低壓供水管電阻特性、電熔焊機(jī)提供的電源電壓的穩(wěn)定性以及管件和管網(wǎng)的最佳選擇，在我國得到了快速發(fā)展。隨著PE壓力管道應(yīng)材的材料性質(zhì)連接界面的預(yù)處理狀況、連接界面間的縫隙寬用的普及，PE電熔管件以其施工方便，焊接可靠而得到非常度和均勻性、管件和管材的對(duì)中和夾持穩(wěn)定狀況、焊接工藝參廣泛的應(yīng)用,特別是城市燃?xì)忸I(lǐng)域使用已經(jīng)普及，在供水領(lǐng)域數(shù)(如電壓、電流、時(shí)間等)、焊接時(shí)環(huán)境溫度、操作人員的水平也開始廣泛應(yīng)用。等因素決定。國內(nèi)外應(yīng)用實(shí)踐的歷史經(jīng)驗(yàn)表明，能夠與聚乙烯管材使2電熔管 件的要求用壽命基本等同的可靠連接方法是焊接。因此,電熔管件與電熔焊機(jī)也得到了廣泛的應(yīng)用和快速發(fā)展。在聚乙烯管道系統(tǒng)的構(gòu)成中,電熔管件是必不可少的組此外，近幾年鋼絲網(wǎng)骨架聚乙烯復(fù)合給水管，由于具有成部分，燃?xì)夤艿老到y(tǒng)所用的電熔管件必須符合GB .PE管材的優(yōu)點(diǎn)，又比PE管有著更優(yōu)越的綜合性能，特別是15558.2- -2005《燃?xì)庥镁垡蚁┕芗芬?guī)定的要求;給水用聚乙在抗快速應(yīng)力開裂性能、抗蠕變性能、持續(xù)機(jī)械強(qiáng)度性能等方烯電熔管件必須符合GB/T 13663.2- -2005 給水用聚乙烯管面優(yōu)于純PE管,所以，也開始廣泛用作市政給水管。其主要件》規(guī)定的要求。連接方法就是電熔焊接(因?yàn)橹虚g有鋼不能對(duì)接)，相應(yīng)的電(1)PE電熱熔管件所用的電熱絲必須符合其產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的熔管件與電熔焊機(jī)也因此而得到發(fā)展。要求電熔管件產(chǎn)品的電性能主要體現(xiàn)在產(chǎn)品的電阻上。根據(jù)1聚乙烯( PE )管道電熔焊接原理CB 1558.2-2005要求，在23 C下電熔管件的電阻應(yīng)在以下聚乙烯管電熔焊接的原理:是用電熔焊機(jī)給鑲嵌在電熔管范圍內(nèi):最大值為標(biāo)稱值X(1+10%)+0.1 Q;最小值為標(biāo)稱值件內(nèi)壁的電阻絲通電加熱,其加熱的能量使管件和管材的連X(1-10%)。因此,要求所用的電熱絲必須在單位長(zhǎng)度上具有接界面熔融。在管件兩端的間隙封閉后，界面熔融區(qū)的熔融物非常穩(wěn)定的電阻值,才有可能保證產(chǎn)品具有穩(wěn)定的電性能。聚在高溫和壓力作用下,其分子鏈段相互擴(kuò)散，當(dāng)界面上互相擴(kuò)乙烯電熔管件內(nèi)分布的電阻絲是電熔管件的主要構(gòu)件。電阻散的深度達(dá)到了分子鏈纏結(jié)所必須的尺寸,自然冷卻后界面絲的直徑、長(zhǎng)度、螺距分布,決定其發(fā)熱量,不同要求有不同的就可以得到必要的焊接強(qiáng)度,形成管道可靠的焊接連接。設(shè)計(jì),每種規(guī)格都要通過設(shè)計(jì)和試驗(yàn)確定。配料必須符合其產(chǎn)品中國煤化工"收稿日期:2006-09-28標(biāo)準(zhǔn)YH. CN M H G的長(zhǎng)期性能具有決定作者簡(jiǎn)介:肖燕，女, 1966年生,河北滄州人，工程師。地址:河北省滄州市新華西路13號(hào),電話:0317- 2063955.性的影響，燃?xì)庥秒娙酃芗没炫淞显贕B 1558.2- 2005NEW BUILDING MATERIALS . 15 .肖燕,等:聚乙烯管道的電熔焊接中作了明確的規(guī)定,其基本性能見表1。對(duì)焊接質(zhì)量的影響，這就對(duì)電熔焊接的控制精度提出了更高表1燃?xì)庥肞E電熔管件對(duì)混配料的性能要求的要求。因此,由全國塑料制品標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(SCATC48)塑項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)要求料管材管件及閥門分技術(shù)委員會(huì)(TC48/SC3)牽頭,制訂了密度(kg/m)≥930(基礎(chǔ)數(shù)值)電熔焊機(jī)國家標(biāo)準(zhǔn)《塑料管材和管件聚乙烯管道系統(tǒng)熔接設(shè)熔體質(zhì)量流動(dòng)速率(NFR)| 02-14, 且最大偏差不應(yīng)備第2部分: 電熔連接)報(bào)批稿。該報(bào)批稿規(guī)定，高性能的電超過混配料標(biāo)稱值的+20%熱穩(wěn)定性(氧化誘導(dǎo)時(shí)間)熔焊機(jī)主要有以下幾個(gè)方面的要求:>201(g/10 min)(1)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),電熔焊機(jī)的外殼防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP54,同時(shí)基本揮發(fā)分含量/(mg/kg)≤350應(yīng)具有防止跳撞的保護(hù)措施。性能水分含量"/(mgkg)≤300(2)性能指標(biāo)，電熔焊機(jī)的性能指標(biāo)主要是輸入電源范碳黑含量9%2.0-2.5圍、能量輸出精度、.有效值控制、能量補(bǔ)償功能等幾個(gè)方面。碳黑分散7級(jí)(3)安全防護(hù),電熔焊機(jī)通常用于野外施工,因此,必須有顏料分散級(jí)≤安全防護(hù)措施，這主要體現(xiàn)在輸出電源的絕緣保護(hù)及管件電耐氣體組分h≥20全尺寸試驗(yàn)d,≥250 mm)/MPa|臨界壓力Pn≥1.5xMOP阻值檢測(cè)上。耐快速s.試驗(yàn)(管材壁厚≥15 mm)臨界壓力P≥(4)焊接數(shù)據(jù)可追溯性,由于聚乙烯管道系統(tǒng)的特殊性，裂紋擴(kuò)展MPaMOP24 0072.(RCP)要求其每次的焊接數(shù)據(jù)都必須可以追溯。因此,電熔焊機(jī)不僅耐慢速裂紋增長(zhǎng)(e,25 mm)/h165 .要能進(jìn)行高質(zhì)量的焊接,還要對(duì)焊接數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和保存見PE原材料性能差異的最基本因素是分子結(jié)構(gòu)的差異，只IS0 12176- -4:2003 塑料管材管件聚乙烯系統(tǒng)的焊接設(shè)備第有采用先進(jìn)的聚合裝置和工藝才能生產(chǎn)出具有優(yōu)良性能的4 部分，可追溯編碼(E在制定國標(biāo))]。PE管道專用料,所以必須選用有定級(jí)證明的專用混配料。此外,即將頒布的燃?xì)庥镁垡蚁┕艿篮附蛹夹g(shù)規(guī)則規(guī)定:(3) 電熔管件熔接顯示器焊接機(jī)具除應(yīng)滿足相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)外，還明確指出應(yīng)當(dāng)符合聚乙烯管件內(nèi)部設(shè)計(jì)了熔接顯示器,當(dāng)熔融壓力達(dá)到電以下要求:熔管件設(shè)計(jì)要求時(shí)顯示器將會(huì)推出,以便于操作者觀察到，如(1)焊接機(jī)具正常的工作溫度范圍為-10~+40C。如果超果顯示器未被推出，該處焊接的管件則需從系統(tǒng)上切割下來，出此溫度范圍工作， 需要焊機(jī)制造單位和施I單位協(xié)商采取用新的電熔管件重新進(jìn)行焊接。適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施;(4)電熔管件熔接必須達(dá)到粘流態(tài)并控制其熔融的溫度(2)除滿足國家計(jì)量法有關(guān)規(guī)定外,焊接機(jī)具在完成2000范圍個(gè)焊口或最長(zhǎng)不超過12個(gè)月時(shí)，還必須進(jìn)行校準(zhǔn)和檢定,保聚乙烯材料處于粘流態(tài)時(shí)才有可能形成焊接，必須要達(dá)存相應(yīng)記錄，確保焊接機(jī)具經(jīng)常處于良好的工作狀態(tài)。到并控制其粘流態(tài)(熔融)溫度范圍。要使電熔管件與管材熔(3)電熔焊機(jī)應(yīng)有一個(gè)數(shù)據(jù)檢索存儲(chǔ)裝置.該裝置通過一接,必須將電熔管件預(yù)埋進(jìn)- -定 功率及阻值的電阻絲,對(duì)電阻個(gè)接口將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)下載到電子設(shè)備(計(jì)算機(jī)或者打印機(jī))，絲進(jìn)行通電加熱，從而使管件和管材的連接界面熔融,并形成存儲(chǔ)容量至少為250個(gè)焊口的參數(shù)。電熔焊機(jī)應(yīng)當(dāng)有工作參一定的壓力,才達(dá)到焊接的條件。數(shù)自動(dòng)輸入及環(huán)境溫度自動(dòng)補(bǔ)償功能。自動(dòng)輸入的方式可以-般電熔管件設(shè)計(jì)電壓為48 V。該電壓等級(jí)- 方面保證是條形碼、識(shí)別電阻、磁卡或者微控芯片。了焊接的安全性，另-方面也保證了管件熔接的能量需求。管4電熔焊接規(guī)則件生產(chǎn)商-般在管件上貼有反映管件焊接參數(shù)的條碼，焊接時(shí)，通過對(duì)條碼的掃描可以將焊接參數(shù)直接輸入到電熔焊機(jī)國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局近期將頒布的燃?xì)庥镁垡蚁┲?從而避免了人工數(shù)據(jù)錄入可能發(fā)生的錯(cuò)誤，使焊接過程可管道焊接技術(shù)規(guī)則,適用于燃?xì)庥镁垡蚁┕艿涝A(yù)制和管以保質(zhì)保量地進(jìn)行。道安裝過程中的焊接安全技術(shù)工作,其它領(lǐng)域聚乙烯管道的焊接安全技術(shù)工作也可以參照該規(guī)則執(zhí)行。規(guī)則規(guī)定:燃?xì)庥镁?電熔焊機(jī)的要求乙烯中國煤化工位，應(yīng)當(dāng)取得特種設(shè)備電熔焊機(jī)的作用是將電網(wǎng)或發(fā)電機(jī)電源經(jīng)過降壓變換控制造作業(yè)人員,須取得質(zhì)量制后，輸入到電熔管件電阻絲的一種電力電子設(shè)備。目前的管技術(shù)CNMHG證.進(jìn)行電格連接<電.道焊接基本上都采用自動(dòng)焊接,這種方法可以減少人為因素熔承插連接和電熔鞍形連接)的聚乙烯焊接,應(yīng)當(dāng)按規(guī)定進(jìn)行, 16.新型建筑材料2007.4肖燕，等:聚乙烯管道的電熔焊接焊接I藝評(píng)定電熔管件(電熔承插焊接及電熔鞍型連接)焊接6電熔焊接的檢驗(yàn)的關(guān)鍵工藝參數(shù),包括電壓、加熱時(shí)間、冷卻時(shí)間、電阻值;工藝評(píng)定工作,由電熔管件制造單位在產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)定型時(shí)逐一-進(jìn)電熔焊接的檢驗(yàn)與試驗(yàn)可分為非破壞性檢驗(yàn)和破壞性檢行焊接工藝評(píng)定，且晌施工單位提供相應(yīng)的焊接I藝參數(shù);施驗(yàn); 非破壞性檢驗(yàn)主要手段為目測(cè)和外觀檢查,用于施工現(xiàn)場(chǎng)工單位使用同一制造單位提供的管道元件時(shí),任選一一個(gè)規(guī)格進(jìn)的質(zhì)量控制和操作人員的自檢。破壞性檢驗(yàn)主要用于焊接工行驗(yàn)證即可覆蓋所有規(guī)格。工藝評(píng)定應(yīng)當(dāng)在施工單位保存至該藝評(píng)定及對(duì)焊接質(zhì)量有爭(zhēng)議焊口的試驗(yàn)。焊接工藝評(píng)定失效。這個(gè)規(guī)則是強(qiáng)制性的，頒布后必須執(zhí)行。6.1電熔承插管件焊 接的非破壞性檢驗(yàn)主要是進(jìn)行外觀檢查: (1)電熔管件應(yīng)當(dāng)完整無損,無變5電熔管件的焊接操作過程形及變色; (2)從觀察孔應(yīng)當(dāng)能看到有少量的PE頂出,但是5.1 電熔承插管件的焊接操作過程頂出物不得呈流淌狀，焊接表面不得有熔融物溢出; (3)電熔(1)焊接前準(zhǔn)備:①測(cè)量電源電壓,確認(rèn)焊機(jī)工作時(shí)的電管件承插口應(yīng)當(dāng)與焊接的管材保持同軸: (4)檢查管材整個(gè)圓壓符合要求;②清潔電源輸出接頭，保證有良好的導(dǎo)電性。周的刮削痕跡。(2)管材截取:管材的端面應(yīng)垂直軸線,其誤差應(yīng)小于56.2 電熔承插管件焊接的破壞性檢驗(yàn)mm。按GB/T 19807- 2005《塑料管材和管件:聚乙烯管電熔(3)焊接面清理:測(cè)量電熔管材的長(zhǎng)度或者中心線,在焊管件組合試件的制備》制樣。接的管材表面上劃線標(biāo)識(shí)，將大于劃線區(qū)域約5 mm內(nèi)的焊(1)電熔管件剖面檢驗(yàn):取電熔后的組件,用鋸條與熔接接面刮削約0.2 mm厚,以去除氧化層。組件端面成45°角進(jìn)行切開，組件中的電阻絲應(yīng)當(dāng)排列整齊，(4)管材與管件承插:在管材上重新劃線,位置距端面為不應(yīng)當(dāng)有漲出、裸露、錯(cuò)行,焊后不游離。管件與管材熔接面上1/2管件長(zhǎng)度:拆開管件包裝,將清潔的電熔管件與需要焊接應(yīng) 當(dāng)無可見界線。的管材承插,保持管件外側(cè)邊緣與標(biāo)記線平齊;安裝電熔夾(2)拉伸剝離試驗(yàn):按GB/T 19808- 2005《塑料管材和管具,不得使電熔管件承受外力,管材與管件的不同軸度應(yīng)當(dāng)小件公稱外徑大于或等于90 mm的聚乙烯電熔組件的拉伸剝于管材外徑尺寸的1.5%。離試驗(yàn)(IS0 13954:1997 IDT)》進(jìn)行。(5)輸出接頭連接:焊機(jī)輸出端與管件接線柱牢固連接，(3)擠壓剝離試驗(yàn):按GB/T 19806 -2005《塑料管材和管不得虛接。件聚乙烯電熔組件的擠壓剝離試驗(yàn)》進(jìn)行。(6)焊接模式設(shè)定及數(shù)據(jù)輸入:按焊機(jī)說明書要求,將焊(4)靜液壓強(qiáng)度試驗(yàn):按GB/T 611- -2003《長(zhǎng)期恒定內(nèi)機(jī)調(diào)整到自動(dòng)或手動(dòng)模式，然后輸入焊接數(shù)據(jù)。壓下熱塑性塑料管材耐破壞時(shí)間的測(cè)定》進(jìn)行。(7)焊接:①啟動(dòng)焊接開關(guān),開始計(jì)時(shí):②手動(dòng)模式下焊接6.3電熔鞍形 管件焊接的檢驗(yàn)參數(shù)應(yīng)當(dāng)按管件產(chǎn)品說明書確定。(1)非破壞性檢驗(yàn):①電熔鞍形管件與管材焊接后,不得<8)自然冷卻:冷卻時(shí)間應(yīng)當(dāng)按管件產(chǎn)品說明書確定,冷有熔融物流出 管材表面;從觀察孔應(yīng)當(dāng)能看到有少量的PE卻過程中不得向焊接件施加任何外力,必須在完成冷卻后,才項(xiàng)出,但是頂出物不得呈流淌狀.②電熔鞍形管件應(yīng)當(dāng)與管材能拆卸夾具。軸向垂直.③鞍形管件和管材裝配時(shí)不得有明顯間隙.④鞍形.2 電熔鞍形管件的焊接操作過程管件焊接處周圍應(yīng)當(dāng)有刮削痕跡。(1)焊接前準(zhǔn)備:與電熔承插管件焊接相同。(2)破壞性檢驗(yàn):按GB/T 19712- -2005 <塑料管材和管件(2)劃線:在管材上劃出焊接區(qū)域。聚乙烯(PE)鞍形旁通抗沖擊試驗(yàn)方法》進(jìn)行。(3)焊接面清理:將劃線區(qū)域內(nèi)的焊接面刮削約0.2mm7結(jié)語厚,以去除氧化層，刮削區(qū)域應(yīng)大于鞍體邊緣。(4)管件安裝:用管件制造單位提供的方法進(jìn)行安裝，確聚乙烯(PE)管道熔接(焊接)原理決定了電熔管件和電保管件與管材的2個(gè)焊接面無間隙。熔焊機(jī)的技術(shù)要求，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局近期將頒布(5)焊接數(shù)據(jù)輸入及焊接:與電熔承插管件焊接相同。燃?xì)怆局袊夯げ揭?guī)范聚乙烯管道(6)自然冷卻;接頭在冷卻過程中應(yīng)處夾緊狀態(tài)。鞍形三通的焊二管道系統(tǒng)的安全性。隨的冷卻時(shí)間應(yīng)當(dāng)大于60min或者按產(chǎn)品說明書進(jìn)行開孔操作。著電烙呂T和電陽干仍儀六電胎肝妝技MHCNMHC技術(shù)的發(fā)展，將進(jìn)一步(7)封堵:按照管件產(chǎn)品說明書進(jìn)行封堵。促進(jìn)聚乙烯管道系統(tǒng)的發(fā)展。ANEW BUILDING MATERIALS●17●