淺談聚乙烯管道的連接技術(shù)

淺談聚乙烯管道的連接技術(shù)摘要：西氣東輸、南水北調(diào)將推動許多領(lǐng)域發(fā)展，塑料管道將在這些領(lǐng)域中發(fā)揮巨大的作用。而其中的聚乙烯管道具有耐腐蝕、抗老化、安全無毒、綜合造價低等優(yōu)點(diǎn)，使其在燃?xì)廨斉?、給水、排水、排污、卷盤噴灌、熱力護(hù)套、鋼管內(nèi)襯、環(huán)保、化工、垃圾填埋等領(lǐng)域的應(yīng)用，應(yīng)用前景十分廣闊，是金屬管道的理想替代品。本文主要介紹聚乙烯燃?xì)夤芎徒o水管連接技術(shù)。關(guān)鍵字：焊接原理熱熔連接電熔連接焊接周期1.1概述：聚乙烯管在輸送燃?xì)?、給水時要求承受一定的壓力，且要求至少50年的壽命，并且保證絕對的安全性，PE管道系統(tǒng)連接技術(shù)的優(yōu)劣，直接關(guān)系到管網(wǎng)的運(yùn)行效果和使用壽命。因此對連接技術(shù)的要求就非常嚴(yán)格。1.2、聚乙烯管道連接技術(shù)的發(fā)展情況：聚乙烯燃?xì)夤艿涝谌劢蛹夹g(shù)方面的主要進(jìn)展有：九十年代電熔連接技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在：1）管件的材質(zhì)緊跟管材材質(zhì)的發(fā)展，國際上已有多家電熔管件制造商開發(fā)生產(chǎn)PE100材料的管件。2）電熔管件的結(jié)構(gòu)經(jīng)過不斷的發(fā)展，改進(jìn)，走向成熟。具有寬的熔接區(qū)，較長的插入深度和冷卻區(qū)。GeorgFisher公司1997年推出了它的模塊化設(shè)計(jì)的電熔鞍形管件和過渡管件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了由一些基本元件在車間和施工現(xiàn)場組合成所需管件，減少庫存，方便應(yīng)用。3）電熔連接設(shè)備已進(jìn)入第三代（多功能），可以現(xiàn)場進(jìn)行熔接質(zhì)量控制，并且確保設(shè)備和安裝的可追溯性。4）電熔管件的自動識別系統(tǒng)可使電能按照一定方式自動輸與電熔管件，在九十年代后期，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化。有三種類型：數(shù)字識別系統(tǒng)，機(jī)電識別系統(tǒng)和自調(diào)節(jié)系統(tǒng)。目前大多數(shù)電熔管件采用的是數(shù)字識別系統(tǒng)，熔接參數(shù)以及其它信息以代碼的形式記錄在條形碼、磁卡等數(shù)據(jù)載體上，熔接控制器從上述載體中讀出參數(shù)后自動控制熔接。5）近年電熔管件成型技術(shù)最主要的進(jìn)展是成型的自動化。熱熔連接的發(fā)展：熱熔對接設(shè)備的發(fā)展方向是全自動化，不僅可消除人為因素，并且可實(shí)現(xiàn)可追溯性。英國燃?xì)夤臼紫冗M(jìn)行研制，主要是針對大口徑管子，因?yàn)閭鹘y(tǒng)機(jī)器用于直徑大于D315mm的管子時已出現(xiàn)問題。英國、德國、比利時、法國、美國等均已開發(fā)半自動、全自動設(shè)備。對聚乙烯管道熱熔對接工藝的研究一直在進(jìn)行。目前一些主要國家（如英國、德國、比利時、芬蘭等）聚乙烯管道熱熔對接的工藝參數(shù)不盡相同，而且由于材料的不斷發(fā)展，對工藝變化的要求也是必然的。采用比較廣泛的熔接工藝是德國焊接協(xié)會（DVS）發(fā)布的。比利時根特大學(xué)對DVS的熔接工藝改變了兩個參數(shù)：溫度由215℃提高到225℃；加熱壓力降低了50%。并認(rèn)為壓力有進(jìn)一步降低的可行性。瑞典排污塑料管質(zhì)量委員會（KP-Council）根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的研究認(rèn)為，冷卻時間應(yīng)進(jìn)一步延長，特別是對厚壁管材。1993年，英國水研究中心（WRC）提出一種“雙壓”（dualpressure）連接法用于壁厚大于20mm聚乙烯管的連接。該方法與通常的焊接程序的主要差別在熔接階段的冷卻壓力降低。美國天然氣研究所（GRI）開發(fā)了用于連接和修理聚乙烯天然氣輸配管線的新方法。該方法使用了一個稱為“SmartHeat”的自調(diào)、恒溫加熱的新技術(shù)。該技術(shù)具有能較好地控制溫度，連接件和裝配費(fèi)用低的優(yōu)點(diǎn)。1.3聚乙烯連接方式：PE管不能采用溶解性粘合劑與管件連接，它的最佳連接方式是熔焊連接，焊接技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了一定的過程，早期聚乙烯焊接方式有熱熔對接連接、熱熔承插連接和鞍形焊接。由于熱熔承插連接存在一定的缺點(diǎn)，通過對連接技術(shù)的不斷研究，近來發(fā)展了一種新的連接方式—電熱熔連接。相應(yīng)地，采用的施工機(jī)具是電熱熔焊機(jī)和熱熔對接焊機(jī)，焊接設(shè)備應(yīng)符合ISO12176-1或ISO12176-2的要求。其次就是與金屬管道連接時采用鋼塑過渡接頭連接。1.4聚乙烯管道熔接原理：聚乙烯管道焊接原理是聚乙烯一般在190℃~240℃之間的范圍內(nèi)被熔化（不同原料牌號的熔化溫度一般也不相同），此時若將管材（或管件）兩熔化的部分充分接觸，并施加適當(dāng)?shù)膲毫Γ娙酆附拥膲毫碓从诤附舆^程中聚乙烯自身的熱膨脹），冷卻后便可牢固地融為一體。由于是聚乙烯材料之間的本體熔接，因此接頭處的強(qiáng)度與管材的本身的強(qiáng)度相同。2.連接注意事項(xiàng)：余勾誤P郵E禾管道連接時應(yīng)辟注意如下事項(xiàng)尼：餅菊鍛1似．操作人員上救崗前，應(yīng)經(jīng)過埋專門培訓(xùn)，經(jīng)冰考試和技術(shù)評孝定合格后，方男可上崗操作。男扁促2慘．管道連接前測應(yīng)對管材、管匹件進(jìn)行外觀檢象查，符合產(chǎn)品渾標(biāo)準(zhǔn)要求方可縱使用。花迷猛3汪．在寒冷氣候歲（你-叉5陽℃聞以下）和大風(fēng)欲環(huán)境下進(jìn)行連攻接操作時，應(yīng)狀采取保護(hù)措施疫或調(diào)整施工工論藝。你役遠(yuǎn)4旅．每次連接完純成后，應(yīng)進(jìn)行稻外觀質(zhì)量檢驗(yàn)瞞，不符合要求討的必須切開返瘦工，返工后重緊新進(jìn)行接頭外誦觀質(zhì)量檢查。缸3.P截E膀管道連接技術(shù)悅：冠熱熔連接淚和電熔連接方鳴式的優(yōu)缺點(diǎn)比禮較如下：緞名潔帳稱下輔要宋造求均電熔連接尺襖擱1.笑羞需要有專用的洽電熔焊機(jī)。堡糟餅2.駛劫適用于所有規(guī)碗格尺寸的管材腥。機(jī)菠蜜3.頓淚可用于不同牌擾號、材質(zhì)的管夏材與管材、管共材與管件連接殖。習(xí)娘炭4.柱霉不易受環(huán)境、唉人為因素影響亂。揪識嘩5.少雞設(shè)備投資低，腳維修費(fèi)用低。都蹲苦6.頑居連接操作簡單合易掌握。吹熱熔連接面細(xì)滾1.罵瓶需要有專用的采熱熔焊機(jī)。法前玉2.穴愁一般適用于公盲稱直徑大于兵63mm炎的管材。墨飛親3.勝罵適用于同牌號掃、材質(zhì)的管材信與管材、管材登與管件連接。壩性能相似，不都同牌號、材質(zhì)嘆的管材與管材御、管材與管件夕連接，需實(shí)驗(yàn)周驗(yàn)證。擋垂暈4.業(yè)粉易受環(huán)境、人殺為因素影響。不勾執(zhí)5.乘深設(shè)備投資高。屈披繩6.龜馬連接費(fèi)用低。助梁波7.朝購操作人員需進(jìn)喜行專門培訓(xùn)，視具有一定的經(jīng)膊驗(yàn)。3.1對接焊濱對接焊常缺用于較大直徑尸管的連接，一鄙般大前于污D置63mm暫，將一定溫度竹的加熱板放在潔對好的兩管或沙管件之間加熱殊一定的時間，巧抽掉熱板，將暴要焊的兩端在夕一定壓力下迅縱速對接在一起既并保壓一定時慢間冷卻，即可核形成一個強(qiáng)度襖高于管材本體瓶強(qiáng)度的接口?；芜x擇的壓力要織使接觸面處產(chǎn)次生所要求的力駁，不管摩擦壓棚力損失。當(dāng)對棕接焊河機(jī)帶有液壓源揉時，力通常被塞表示為施加的繡油缸壓力。對憑于這樣的機(jī)器潤，要提供一個重專門的對照表屯，以給出實(shí)際燥的接觸面處壓洗力與壓力計(jì)指果示壓力的關(guān)系露。格靈對接焊周期及積參數(shù)：鎮(zhèn)對接焊周槐期和各階段的笛參數(shù)參考值見膽圖認(rèn)（減1倡）壓照力虹/蓄時間曲線和奏表粗1狼，說明如下。a.總則惜吊丘T勸姓加熱板溫度，業(yè)以測量與管材磨或管件端面接志觸的加熱板表鋤面區(qū)域的溫度允為準(zhǔn)。向b.掛兵階曬段逆1鞠：預(yù)熱蒼子平p烘1啞—嬌—器預(yù)熱階段端面論壓貴力肉/跳（鵝N/mm驅(qū)2于）足（切Mp聾a魯）炭倆醫(yī)B關(guān)1魯—腦—敞初始翻正邊殘/mm推毯極t頑1充—值—罪形成要求翻邊范寬度時的時草間蹦/s裝c轉(zhuǎn).躁階密段囑2筍：吸熱魯須勺p緩2跨—設(shè)—侄吸熱階段界面侍壓敞力佳/狡（撇N/mm饑2陪）派（生Mp兩a暈）寒堅(jiān)糟t掌2撿—黨—御吸熱時承間傍/s挑d古.甜階肚段券3備：撤回加熱板猴胞番t宮3腿—稀—僵從移開加熱板嶼到兩熔接面接聰觸的時志間銷/s賄e灣.端階仁段訪4稍：加壓低駐神t補(bǔ)4賓—才—上從介面接觸到賺升到規(guī)定壓力交所要時鮮間榮/s膀f張.旦階饑段永5庭：對接焦晶柔p辟5她—噴—繳對接階段接觸慘面的壓代力灌/稠（鼻N/mm亡2穿）獻(xiàn)（滾Mp消a服）房搬沃t墳5蛙—音—騰恒定壓力下的棍時間液g油.銅階無段胳6欣：冷卻驢摧聚t山6仁—帳—榨冷卻時間，此摧時不能施加額液外的力，可取竭出冷冶卻涉/近s胖。踏序棕B蓋2拐—魂—雙最終翻邊寬勤度冊/m薦m擴(kuò)。表中沒有對郊其說明是由書于刪B嚇2袍受突P依E勁材料類型、生紫產(chǎn)過程（擠出嘩或注塑成型）疾、使用的加熱碌板類型、溫度疊和焊接周期的風(fēng)影響，因此很艦難確定一組翻徒邊寬度值。不既過，只要按連潔接程序操作，映就是一個良好與的象征。一種堆確定可接受的泛翻邊寬度蒸值詞B席2耳的方法是在實(shí)小驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)秘行的，在規(guī)定駛條件辱下使用管材和泊對接焊機(jī)。從潑在連接程序規(guī)識定的條件下制悶作的幾個接頭武確定一個平均箱值暢B村2慣。詳參數(shù)典數(shù)值炊單位梯加熱板溫度須，銹T6窯3代≤掙d擠n截≤飼25025三0姿＜矮dn害210±10兄225±10敬℃愈1叨壓力撒，姨p1隊(duì)1超）輛0.18±0旬.02隨N/mm齊2涂（慣Mp付a險）仙時間賴，長t川1產(chǎn)翻邊寬度灣，濾B1只達(dá)緊到寶B刑所要時燃間縮d必n越≤基18噴0介：據(jù)1抱＜醒B攜1茄≤希218掌0延＜阻d挪n懲≤崖31規(guī)5憐：碗2并＜糖B聞1干≤啄331掠5盤＜弦d倚n撿：屑3饞＜都B臺1害≤執(zhí)4樸Smm垂2愿壓力更，慶p2撞1巧）環(huán)0.03±0澇.02味N/mm通2龜（丟Mp盒a斃）絨時間棒，蝶t2資（貝30+0.5包d瓶n假）述±10誓s奉3堅(jiān)時間睬，彈t3漂最大抽：章3+0.01奶d濱n補(bǔ)≤鼠8乎s隙4精時間處，付t4儀最大誠：站3+0.01頂d仔n勺≤頂6謀s螺5項(xiàng)壓力遣，北p5繪1如）英0.18±0區(qū).02沸N/mm公2蟻（感Mp貝a降）禽時間遲，姓t5味最小洋：化10衫m(xù)in樓6步時間豎，旗t6慈最小肚：擔(dān)1.5e縮n仙最拘大逼20襪min探1釘）此壓力為接絲縫壓力皂松痕掀表中參數(shù)為通抗用指導(dǎo)參數(shù)，愉僅供參考。不障同制造商的熔桿接參數(shù)不盡相偏同，用戶必須次嚴(yán)格執(zhí)行。握駕管道對接焊程的序：矩下面概述要了在規(guī)定的對面接焊周期和溫勵度下，制作對地接焊接頭所必跑須的操作過程鼻：綁－盡可能腥減少拖動阻力跑，例如使用管云材滾動鋼－在對接陷焊機(jī)上夾緊管質(zhì)材或管件的插賀口端陳－清潔插攪口端改－檢查對堆接焊機(jī)是否與根管材直徑和規(guī)托定的對接周期紙匹配裹－移動可抱動夾具，將管王材端部靠在銑滲刀上刨平。靠百近壓力應(yīng)滿足領(lǐng)以使銑刀兩側(cè)舉能產(chǎn)生穩(wěn)定的磚薄片。當(dāng)管材墊端面或管件端眼面平整并互相削平行時，刨平卡工作就算完成術(shù)了豪－降低壓悲力，保持銑刀垃轉(zhuǎn)動以避免管飯材和管件起毛號刺。向后移動領(lǐng)夾具并移走銑身刀弓－使對接緒焊機(jī)上的管材趨或管件互相接月觸并檢查對其象情況。管材或航管件的插口端們應(yīng)盡可能對齊裙，不超過連接我程序中規(guī)定的霉最大偏移量即切管材壁厚稼的孫10誦%威，不足非1mm陵的按曾1mm斧計(jì)。淹－刨平后六管材和管件端濟(jì)面之間的間隙稀應(yīng)盡可能小，隨不應(yīng)超過連接厲程序中規(guī)定的峽最大間隙，具區(qū)體為：步弊寇1喇）跌d水n抖＜乏2250.3扭mm妙極劉2種）產(chǎn)22菠5莫≤役d煌n縣＜扣400炎0.5mm龍納挖3綢）納40將0現(xiàn)≤絹dn渾1mm分－測量由相于對接焊機(jī)的歌摩擦損失和向稅前移動可動夾聚具的拖動阻力嘴所產(chǎn)生的額外銷阻力，并將這泊個壓力加到要箏求的對接焊壓想力上幼－如果有亭必要，清潔焊料接表面和加熱瓶工具。加熱工鋼具上的聚乙烯啦殘留物應(yīng)用木或質(zhì)刮刀刮掉；揀－檢查加熱熱工具焊接表徑面涂層是否完辟整并沒有劃傷綠；掛－檢查加循熱工具溫度是暢否正確；努－將加熱突工具放在管材行端面之間，使乘對接焊機(jī)上的附管材靠近加熱止工具并施加一卸定的壓力（包帝括測量的額外嫌壓力），直到佳熔化翻邊達(dá)到據(jù)規(guī)定的寬度；鍵－降低壓被力，使管材端窮面和加熱工具他之間剛好保持滋接觸；沙－達(dá)到吸垂熱時間后，向逗后移動對接焊柳機(jī)可動夾具并冠移走加熱工具保。快速檢查加疑熱后的管材端憲部，確定在移露動加熱工具過軍程中是否損傷灌熔融的端面，誼然后再次移動比對接焊機(jī)可動氏夾具，使管材曉端面接觸。這韻個松開和靠近壓的時間應(yīng)在連內(nèi)接程序規(guī)定的皂最長時間之內(nèi)額－不用時廟，要把加熱工殿具儲存保護(hù)好穿。驢－在整個促對接過程和隨殲后的冷卻過程省中，對接焊機(jī)五應(yīng)保持一定壓捷力（應(yīng)重視關(guān)或注冷卻過程，蘭冷卻好壞直接者影響產(chǎn)品質(zhì)量甩）岡。亡枕－達(dá)到對疼接焊和冷卻時慨間后，卸去對管接焊機(jī)的壓力報，使壓力為零冶。譯－移動管閥材時，避免碰麗撞熔接處。向攏若鮮熱熔焊時應(yīng)特象別注意卷邊、很壓力和焊接時幕間的控制，嚴(yán)絲格按照規(guī)定的功參數(shù)操作。合霧格的焊口應(yīng)有衡兩翻邊，焊道擴(kuò)翻邊卷到管外口圓周上，兩翻彩邊的形狀、大困小均勻一致，緩無氣孔、鼓泡魔和裂紋，兩翻冤邊之間的縫隙捷的根部不低于綠所焊管子的表止面。細(xì)3.際2爛電熔熔接：摧電熔焊接林的關(guān)鍵是設(shè)計(jì)功先進(jìn)的電熔管寫件，其基本原址理包括加熱、拾利用焦耳效應(yīng)施、集成在管件孕內(nèi)表面（焊接砍表面）的電阻局線圈、引起線紹圈附近的材料選熔化，從而使頭管材與管件熔涂接在一起。電怪熔管件一般包猶括套筒、鞍形糖、變徑、等徑劇三通、異徑三暖通和彎頭等。諒可用于與用不紅同類型聚乙烯煩材料和不同熔炮體流動速率材容料制造的干線極、支線管材或你插口管件連接汗。溫度：劑對于環(huán)境壤溫度的變化，純只要這些變化裳在連續(xù)程序規(guī)固定的范圍內(nèi)，異不需采取特殊樣的預(yù)防措施就笑可以進(jìn)行焊接商操作，。如果哈有必要對輸出吩到管件的電能要進(jìn)行一些調(diào)整很，以適合極限在環(huán)境溫度的要紀(jì)求，應(yīng)該使用嫁適當(dāng)?shù)碾娙墼O(shè)瀉備。仙索電熔焊接設(shè)備軌：角電熔焊機(jī)封是利用電源（妥發(fā)電機(jī)或公共頂用電），為管功件提供正確的桃焊接參數(shù)的，溉如果有必要，里還要考慮環(huán)境罵溫度。焊接參懂?dāng)?shù)是施加電壓焦和某/扯或電流及焊接盡時間。如果用寧發(fā)電機(jī)作為電寧源，它應(yīng)能輸?shù)浅龉芗枰返哪芰坎⒖紤]物焊機(jī)和發(fā)電機(jī)創(chuàng)的電的特性。自發(fā)電機(jī)應(yīng)具備等適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)和畏安全裝置，以惱符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)誰的要求。在有綿些情況下，焊量機(jī)和發(fā)電機(jī)可望能要組合成一盡個整體。電熔較焊接設(shè)備應(yīng)符共合倉ISO12清176-墻2忙。焊接設(shè)備工巧況不好時，不酬可能有高質(zhì)量愁的焊接接頭。割焊接設(shè)備的維然護(hù)非常重要，平應(yīng)定期進(jìn)行。著剪電熔焊接程序臥：干下面概述覆了電熔焊接的缸操作過程。僻查謹(jǐn)僚-期電熔管件應(yīng)包朗裝保護(hù)好，直墓到準(zhǔn)備連接到擇管材或插口管祝件止為止。在場開始焊接前，健焊接面應(yīng)干燥扶粱飄召-伏確保電熔管件桿與環(huán)境溫度、證管材或插口管梯件系列翻或箭SD頸R內(nèi)值是匹配的。哪匯蒜朋-堵對于所有類型線的電熔管件，魯都要使用復(fù)原舉和對正夾具，午以減少管材不腸圓度、偏移和壟在連接與冷卻梢階段的移動。避摸榜-售刮掉管材或插風(fēng)口管件外層焊蜂接表面，以切茂除氧化的材料柏。用適當(dāng)?shù)墓ぐ淳?，如手動或瓶機(jī)械刮刀進(jìn)行冷這一操作。推界薦使用機(jī)械刮脈刀。應(yīng)沿管材汪或插口管件端寧部亞的整個外圓周腐進(jìn)行刮皮。當(dāng)拔使用鞍形或鞍啄形三通時，至妙少要在焊接區(qū)稻域刮皮。刮皮扛深度大約誰0.2mm世。各區(qū)鍬-虹承插電熔管件浪連接時，用塑次料管材切刀或挽帶切削導(dǎo)向裝董置的細(xì)齒鋸切啞斷管材，并使蘭其端面垂直于更管材軸線。用拿小刀切除內(nèi)部逗邊緣的毛刺。驕維以-辱確?？梢詸z查田插入深度（例劈如標(biāo)記插入深戀度）。將承口淚管件滑入插口擺端并正確定位免。非柿抄-盼如果采用通套理連接，將電熔供套筒件完全推死入到其中一個牌管材端部上，先在兩個管材端替部被夾緊后，火再將電熔套筒辨件往回推，這認(rèn)樣兩個管材端抖部都被管件套戴住。檢查兩個齊管材端部的插伸入深度。條借暢-露固定對正夾具鼓或定位夾具，討檢查管材端部炮是否對正。住溫慘-房打開管件護(hù)帽嘗，接好焊機(jī)導(dǎo)界線，按給定參江數(shù)焊接。多溪水-拒焊接完畢后，揪檢查觀察孔內(nèi)犁物料是否頂出哨，焊縫處是否媽有物料擠出。疫合格的焊口應(yīng)架是在電熔焊過怎程中，無冒煙鍛（著火）、過鏡早停機(jī)現(xiàn)象，巧觀察孔有物料蠻頂出，焊縫處蠅無物料擠出。獨(dú)3.話3歉鋼塑連接：膛營賽P姿E棒管道在和鋼管呢及閥門連接時左采用鋼塑過渡逃接頭連接和鋼酸塑法蘭連接。潮對于小口徑羽的包P步E魔燃?xì)夤苎螅Hd汽n辰≤爐6索3汽），一般采用別一體式鋼塑過殿渡接頭；對于勺大口徑最的懂P宏E貸燃?xì)夤苎恚ㄗ鎑壩n姨＞拖6門3癥），一般采用胞鋼塑法蘭連接莫。目前大口徑貝如唯dn31統(tǒng)5塞的一體式鋼塑繪過渡接頭我們靜公司已經(jīng)成功瞎開發(fā)生允產(chǎn)癢.薦雪鋼塑過渡接頭優(yōu)抹島①燙鋼塑過渡接勿頭丹P漏E穿管端亞與項(xiàng)P絕E味管道連接按熱舒熔和電熔連接害方法處理。頌困虜②墳鋼塑過渡