PE管施工质量控制(07))（PPT50页)

PE管施工质量控制要点2017年7月一、相关知识介绍一、相关知识介绍1、PE管：PE表示聚乙烯材料，是乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂，聚乙烯无臭，无毒，手感似蜡，具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70～-100℃)，化学稳定性好，能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸)，常温下不溶于一般溶剂，吸水性小，电绝缘性能优良，韧性极好（拉伸断裂伸长率为钢管的20倍）。用聚乙烯混配料（以聚乙烯基础树脂加入必要的抗氧剂、紫外线稳定剂和颜料而成的粒料）制作的管道就是我们通常所说的PE管。2、聚乙烯（PE)材料的几个重要特性：（1）对温度的敏感性：PE材料的融熔温度为190～260℃,而使用温度通常为-20～40℃,由于使用温度与融熔温度较接近，因而对温度十分敏感。温度↓→抗拉强度↑、断裂伸长率↓、抗冲击强度↓，反之当PE管受热或环境温度较高时,对管道的承压能力有很大影响（拆减）。（2）应力开裂特性：当PE管在搬运和安装过程中，管道表面可能被尖锐物划伤，可能会导致其开裂（达到开裂临界值激发）或开裂的慢速增长。（3）耐候性：PE管暴露于室外，在紫外线、热、氧气等作用下，其延伸率、冲击强度等物理性能均要降低，即产生所谓的老化现象。为了防止材料在短期内在大幅度老化，在PE燃气管专用料中除加颜料外，一般还加抗氧化剂及紫外线稳定剂。（4）密度特性：按密度大小分为HDPE(0.941～0.965g/cm3)、MDPE(0.926～0.940g/cm3)、LDPE(0.910～0.925g/cm3),随着密度的增加,聚乙烯材料的刚性↑、拉伸强度↑、脆性↑、软化温度↑，但韧性↓、抗应力开裂性↓。（5）抗腐蚀性：聚乙烯（PE）是无极性的饱和脂肪烃长链聚合物，具有优良的介电性和对各种化学剂的耐化学腐蚀性，在酸性和碱性土壤中具有良好的抗腐蚀性，因此PE管在敷设时不需要进行防腐（但不耐强氧化性酸，如浓硫酸、硝酸、铬酸和硫酸的混合溶液等，温度约90～100℃时的硫酸、硝酸能迅速毁坏聚乙烯（PE）。因此在敷设管道时，要注意避开有此类物质的场所）。●由于聚乙烯管道，具有良好的柔韧性、耐腐蚀性,同时重量轻、施工方便、寿命长（达50年）、投资小、管道的气密性较好、管道表面光滑、输送流体阻力小等优越性能，因此在燃气和给排水领域已得到广泛应用。3、PE管的标识：（1）市政燃气管材的颜色为黄色或黑色，黑色管道上应至少挤出三条黄色条，色条沿管道纵向均匀分布。（2）管材出厂时应有永久性标志，且间距不超过2米，标志一般包括下列内容：制造商和商标、“燃气”或“GAS”、尺寸“dnXen”、SDR值、PN值、PE80或PE100、混配料牌号、生产时间（日期、代码）、标准编号等。•公称压力PN：管材、管件在20℃时的最大工作压力。•标准尺寸比SDR：管道公称外径与公称壁厚的比值，有时又称径厚比。•PE100(或PE80等):是管道材料的分级命名，PE表示聚乙烯,100表示分级数。PE100对应的MRS为10.0MPa,PE80对应的MRS为8.0MPa。[MRS（最小要求强度）：管道在水温20℃、50年长期承受内水压力下，聚乙烯管材环向抗拉强度的最低保证值]。4、PE管焊接（1）PE焊接（熔接）基本原理：聚乙烯可以熔接主要是依赖其在高温下熔化，冷却后又凝固的特性。聚乙烯一般可在190～260℃之间被熔化，利用这一特点，将需要连接在一起的管材或管件的两端面熔化，然后将两端熔化的部分充分接触，并保持适当的压力而不产生位移，待冷却后，两端面便牢固地连接在一起。（2）PE焊接(熔接)分类与连接形式：●焊接(熔接)分类:热熔与电熔(加热方式不同)●连接形式:热熔连接：热熔对接连接、热熔承插连接、热熔鞍形连接。电熔连接：电熔承插连接、电熔鞍形连接。机械连接：承插式锁紧型连接、承插式非锁紧型连接、法兰连接、钢塑转换接头。(3)热熔对接：热熔对接工作原理是将待焊接管材（件）两端面用一定压力靠在一个预置好温度的加热板上维持一段时间，在管材端面获得了足够的热量后，取出加热板，给待焊两端面施压，使两个熔接（焊接）端面紧密接触，最终使两个端面黏合在一起。一般情况下，热熔焊接的整个过程分为五个阶段：▲预热阶段（卷边阶段）▲吸热阶段▲转换阶段（加热板抽出阶段）▲熔接（焊接）阶段▲冷却阶段各阶段所用时间、压力等参数取决于所使用的管材标准，热熔对接焊接过程压力～时间相对关系示图:P1P5P2P4T1T2T3T4T5压力时间预热阶段加热阶段转换阶段(抽加热板)熔接阶段冷却阶段(5)热熔对接焊机分类:热熔对接焊机一般可分为手动热熔对接焊机、半自动热熔对接焊机和全自动热熔对接焊机三类。□手动热熔对接焊机:一般由机架、铣刀、加热板、液压控制箱几部分构成。如图:□半自动热熔对接焊机:同手动热熔对接焊机相比，半自动热熔对接焊机的加热板可以自动弹出，此外根据功能配置情况还能保存熔接参数及操作者代码，可随时查阅。□全自动热熔对接焊机：自动热熔对接焊机控制箱连有一个压力传感器和温度探头，可控制和调节加热板温度，也能控制5个阶段的时间参数。工作时允许各阶段设置不同的压力及维持时间并记录，每个工作循环可自动记录并重复操作。一组新的焊接参数被选定，如果实际参数超差，将会出现报警提示，另外通过条码阅读器可自动读取管材参数。全自动热熔对接焊机一般有如下特点l焊接参数用条码方式输入；l加热时间自动控制；l加热板温度自动调节；l冷却时间自动控制；l加热板自动弹出；l加压压力自动设定；l根据环境温度自动补偿加热时间；l能保存熔接参数及操作者代码，可随时查阅，可在打印机上打印输出，入档备查。热熔对接的辅助工具•1）龙门切管器2）辊轮支架•3）刨边工具4）校圆工具5）矫直工具6）翻边卡尺4、电熔焊接：采用内埋电阻丝的专用电管件，通过专用设备，控制内埋电阻丝的电流、电压及通电时间，使加热面融化而熔接的方法。二、PE管施工质量控制要点二、PE管施工质量控制要点•1、PE管的搬运与存放：•（1）PE管、管件搬运时，不得划伤、抛摔、剧烈撞击、暴晒、雨淋、油污和化学品污染。•（2）PE管、管件应存放在通风好,温度≤40℃，远离热源以及油污和化学品污染的地面平整的库房内。管材应水平堆放在平整的支撑物上或地面上，堆放高度不宜超过1.5米，当管材捆扎时，可适当提高堆放高度，但不宜＞3.0米。管件应逐层叠放整齐，确保不倒塌，并便于拿取和管理。管道、管件在工地需要堆放时，应场地平整、无硬尖物，并用遮盖物遮挡，严禁阳光下爆晒。•另外，管材、管件从生产到使用之间的存放期不宜超过一年，发料时要坚持“先进先出”的原则2、对进场PE管道、管件的检查验收：（1）管道、管件型号规格是否符合设计要求；（2）资料检查：合格证、质保书、各项检验测试报告、使用说明书等。（3）外观检验（表观及尺寸）：管材的内外表面应清洁、光滑，不允许有气泡、明显划伤、杂质、颜色不均等缺陷，管端头应切割平整、并与管轴线垂直，适当抽测管道、管件外观几何尺寸，并与材料质量标准进行比对。3、PE管焊工必须持证上岗（双证）：港华系统培训合格证、经国家质量技术监督局确认的资格证。4、加强对焊接设备的检查，确保其完好性及适用性：（1）焊机应定期校验（一般每年1次）。（2）适当配制辅助工具：创边工具、切管器、校圆工具、翻边卡尺、辊轮支架等。（3）野外作业时发电设备的完好性与适用性。（4）根据港投的要求，2010年公司已规定：对于≥De90mm以上的PE管道，要求使用全自动热熔对接焊机（消除人为因素对焊接质量的影响）。5、注意环境对焊接的影响①、焊接环境温度宜在-5～45℃范围内。②在-5℃温度以下及大风环境下进行熔接操作时，应采取保护措施或调整施工工艺（如焊接防护棚）。③足够的操作空间或场地。6、加强焊接过程的控制(规范操作)：（1）焊前准备选用相应的夹具。正确的连接焊机各部件；测量电源电压，符合要求；检查清洁加热板，正确设置吸热、冷却时间和加热板温度等参数；焊接前，加热板应当适当预热.（2）装夹管材/管件:用辊杠或者辊轮支架将管垫平，使焊件在同一轴线上。连接端伸出夹具，自由长度不应小于公称直径的10％，错边不应大于壁厚的10％。（3）铣削焊接面铣削平均厚度，不宜大于0.2mm。切削后熔接面应防止污染。拖动压力的测量及检查。（4）检查接口是否对齐标准：A、左右间隙不超过0.3mmB、上下错边不超过壁厚的1/10（5）加热放置加热板，调整焊接压力（P1）＝拖动压力（P2拖）＋焊接规定压力（P），加热。当加热板达到设定温度后，应保持一定恒温时间，然后再将端面修平的管材以一定的压力（包括测量的拖动压力）压紧在热板的加热平面上，初始时压力较高（P1）并保持一定的时间（t1）,直到形成规定宽度的卷边。（6）当加热板两侧焊接处圆周卷边凸起高度达到规定值时，降压至拖动压力（P2拖），在确保加热板与焊接端面紧密贴合的条件下，开始吸热、计时。（7）切换对接达到吸热时间后，打开焊机的移动夹具，并移走加热工具。快速检查加热后的管材端部，确定在移动加热工具过程中是否损伤熔融的端面，然后再合拢焊机夹具，使管材端面接触。（7）切换对接达到吸热时间后，打开焊机的移动夹具，并移走加热工具。快速检查加热后的管材端部，确定在移动加热工具过程中是否损伤熔融的端面，然后再合拢焊机夹具，使管材端面接触。(8）焊接立即贴合焊接面，在增压时间内平稳而迅速的将压力匀速升至焊接压力（P1）开始焊接。重新建立焊接压力时，应当缓和而不能太过突然，以免熔体不均匀流动或产生较大的内应力。(9）保压冷却保持一定压力（P5）进行冷却，冷却期间不得施加任何外力。冷却时间对于接头质量有着非常重要的影响。(10）拆卸达到冷却时间后，将压力降至零，拆卸完成焊接的管段。7、强化焊后检查工作，并做好PE管焊接检查记录：到目前为止，尚没有一种方便、可靠的非破坏性检测手段用于实际工程的接口检验。在大多数情况下，要凭借对接时形成的焊环判断接口质量。因此焊后检查显得十分重要，这是对焊缝焊接后质量情况的综合检查，主要检查焊环的几何形状、表观、错边、刨边检验（抽查）等情况。（1）热熔对接：A、焊缝几何形状控制：按照下列几何形状控制成环大小，一般可以保证接口的质量。环的宽度B=0.35~0.45S环的高度H=0.2~0.25S环缝高度h=0.1~0.2S（注：翻边最低处的深度不应低于管材表面）选取应遵循“小管径。选较大值；大管径，选较小值”的原则。如Φ63以下的管子焊环的宽度可以选成0.45S，而Φ250管子焊环的宽度则应选0.35S。B、表观情况：焊缝具有对称性、对正性、光滑，无气孔、杂质、开裂等。C、错边情况：错边量≤10%管道壁厚。D、刨边检验：建议抽查对焊缝的10%进行刨边检验，若刨边检验合格率不理想，则应加倍抽查比例。所抽查的刨边环（卷边），应编号保存，并留有相关的照片资料。卷边外观：在卷边下侧进行目视观察，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。卷边背弯试验：将卷边每隔几厘米进行180º的背弯试验，进行检查。当有开裂、裂缝缺陷时，则判定为不合格。（2）热熔承插：承口端部应形成均匀凸缘，外观光滑，无气孔、杂质、开裂等。（3）热熔鞍型：连接面周围应形成均匀凸缘，外观光滑，无气孔、杂质、开裂等。8、PE埋地给水管道与其它地下管道、建构筑物的最小水平净距宜满足以下规定：地下管道、建（构）筑物等设施名称最小水平净距（m）Dn＞200mmDn≤200mm建筑物3.001.00雨污水管1.00～1.500.50～1.00热力管道＞1.50（确保PE管表面温度不超过40℃燃气管道中低压：0.50高压：0.50～1.00电力电缆、电信电缆0.50通信、照明电缆0.50高压铁塔基础3.00铁路坡脚6.00乔木、灌木1.50道路侧石边缘0.509、管道交叉时，交叉点垂直净距≥0.15m。10、不同SDR值的PE管不得进行热熔对接连接。11、沟底压实平整无硬尖物、土方回填质量符合要求。12、水压试压及消毒冲诜，水质合格后方能并网运行。13