PE管热熔焊接技术的施工出现质量问题及控制措施

浅谈聚乙烯PE管热熔焊接施工质量问题及控制措施摘要：聚乙烯PE管热熔焊接施工符合国家节能减排，低碳化规定，能较好控制施工环境。并对聚乙烯PE管热熔焊接施工中出现质量问题，产生原因进行分析，提出质量控制措施。一、概述PE管是建设部“十一.五”推广应用的一种新型材料，也是国际上推崇的绿色建材。目前，国内一些厂家的聚乙烯管材、管件等生产设备和制造技术基本达到国际先进水平，国家制订了燃气、给水等埋地式聚乙烯管材、管件标准和施工规范，从而使聚乙烯PE燃气管道在市政燃气工程中的大规模应用确立了理论依据,聚乙烯PE管燃气管道施工得到了迅速发展。二、聚乙烯PE管施工要点1.聚乙烯PE燃气管对管沟的要求：其开挖宽度和工作坑尺寸，应根据现场实际情况和管道敷设方法确定。也可按公式确定：单管沟边连接b=DN+0.3，双管同沟连接b=DN1+DN2+S+0.3（S为两管之间设计净距）。沟底连接时，其宽度应加大。在湿陷性黄土地区，不宜在雨季施工，或在施工时切实做好排水工作，排除沟内积水。开挖时应在槽底预留30～60mm厚土层进行压实处理。沟底遇有垃圾等杂物时必须清除，并应铺一层厚度不小于15mm的砂土或素土，整平压实至设计标高，对软土基及特殊腐蚀土壤，应按设计要求处理。管道下沟前按设计图纸检查灰土等地基处理层的标高，并清除沟底的一切杂物，管道下沟采用人工下管，下沟时应防止划伤、扭曲或过强的拉伸及弯曲，严禁用金属绳捆绑吊装。2.施焊的焊工必须持有省质量技术监督局颁发的《锅炉压力容器焊工合格证》且施焊项目与证书规定项目相一致。3.焊接前先试焊，按照焊接设备性能、管材生产厂家提供的参数，结合规范规定调整加热温度、焊接加热时间、拖动压力、保压时间、冷却时间等焊接参数,制定出合格焊缝的环高、环宽、环缝高标准，正式焊接按《PE管焊接作业指导书》进行正式焊接。4.聚乙烯PE燃气管连接方式采用热熔对接焊连接，焊机为热熔对接焊机，聚乙烯PE燃气管焊接后，对焊口进行100%的外观检查及10%的焊口切除检验。5.聚乙烯PE燃气管对接前，两管端各伸出夹具一定长度25～30mm，并校直两对应的连接件，使其处于同一轴线。6.检查焊机各部分电源线及其它线路连接是否正常。7.按要求接通加热板、铣削装置、液压系统的电源等。8.根据所施工的管材规格选用恰当的夹具、设置好机架位置。9.将两端已清理合格的管材用夹具固定在机架上，注意做到两端面相距在100mm左右，检查夹具使管口错边量小于壁厚的10%，并用棉布擦净管连接端头。10.测出每根焊接管子的拖动压力并记录。11.用双面铣刀铣削焊口两端面，完全清除管端氧化层，使其待连接端面吻合，且在同一轴线上。12.查取相应管材的焊接参数并记录，同时计算出熔接压力，熔接压力=标准焊接压力（理论参数）+拖动压力。13.将热板加热温度设置在210℃±10℃进行加热，将达到温度要求的加热板置于机架上，闭合夹具，此时焊接压力逐步升至预热压力，待管口间凸起均匀且高度达到要求时，记录卷边时间，并将预热压力降至拖动压力，同时按下吸热时间按钮，吸热时间由相应管材参数查得，并做记录。14.达到吸热时间后，迅速打开夹具，取出加热板，并立即关合夹具，操作时间尽量缩短，以不超过8秒为宜，在规定的时间内匀速将压力由零位调至焊接压力，按下冷却时间钮，冷却时间由相应管材参数查得，并做记录，达到冷却时间后，打开夹具，取下焊好管材，进行下一接口的焊接。15.检查焊环质量，焊缝宽度、高度符合规范要求为合格，否则锯开焊口重焊。16.聚乙烯PE燃气管道宜蛇形敷设。17.管线碰头必须采用电熔焊时，焊机与管件正确连通，在全自动电熔焊机上设定管件的电压及焊接时间（由相应管件参数查得），按管件电压和焊接时间参数通电加热，在焊接时间达到后，检查管件熔化孔已被熔化，即为焊接合格，否则锯掉重焊。在冷却时间（由相应管件参数查得）内，不得移动焊件或在焊件上施加外力。三、聚乙烯PE燃气管焊接出现质量及控制措施1.虚焊热熔对接焊接时出现的虚焊,主要是对接焊机夹具行程不够和对接时夹具速度太快而引起虚焊两种情况。（1）对接焊机夹具行程不够,两连接件对接前用铣刀铣平管口后进行焊前试碰,碰对后在夹具行程杆上应看到有一定的行程余量,行程余量应不小于20mm为宜。在焊接过程中,若不注意这种情况,夹具的行程余量不够时,焊接后表面上看对接的非常好,但实际上两对接件熔接的不够彻底,出现虚焊。这是热熔对接焊中常出现而又不易察觉的问题;解决的办法是每次焊前都应注意留有足够的夹具行程余量。（2）对接件对碰时夹具速度太快。两连接件经加热板加热后进行对碰,若对碰过程中夹具速度太快,在对碰瞬间,两连接件熔融部分大部分被挤压到内外壁两侧,致使熔合的部分不够充分而造成了虚焊,解决的办法是操作人员控制机具的速度要均匀,使熔接部分充分融合。2.焊不透出现这种情况的主要原因是加热时间不够。一般情况下不同的管材﹑不同型号及规格的聚乙烯PE管,其焊接加热时间在出厂时都有规定,但所给加热时间是在环境温度为200C﹑有微风时设定的,当环境温度低于100C和风力较大时,若按设定的加热时间进行加热焊接,焊接后表面上与正常时焊接没有多大区别,实际上没焊透,解决办法是当遇到施工环境温度低于100C和风力较大时,应根据管材不同型号﹑规格适当调整加热时间。3.焊口碳化发生这种质量问题的原因是加热时间过长,与焊不透的情况正好相反,对于热熔对接焊,有些施工人员认为焊接过程中加热时间越长,焊接效果越好,而事实恰好相反,聚乙烯PE管在加热时间过长时,会出现碳化现象,严重影响到焊接质量。4.聚乙烯（PE）管热熔焊接常见质量问题及控制措施如表质量问题产生原因控制措施焊道窄且高熔融对接压力高、加热时间长、加热温度高；降低熔融对接压力，缩短加热时间、降低加热板温度；焊道太低熔融对接压力太低、加热时间短、加热温度低；提高熔融对接压力及加热温度、延长加热时间；焊道两边不一样高①被焊的两管材的加热时间和加热温度不同；②两管材的材质不一样，熔融温度不同，使管材端面的熔融程度不一样；③两管材对中不好，发生偏移，使两管材熔融对接前就有误差；①使加热板两边的温度相同；②选用同一批或同一牌号的材料；③使设备的两个夹具的中心线重合，切削后要使管材对中；焊道中间有深沟熔融对接时熔料温度太低，切换时间太长；检查加热板的温度，提高操作速度，尽量减少切换时间；接口严重错位熔融对接前两管材对中不好，错位严重；严格控制两管材的偏移量，管材加热和对接前一定要进行对中检查；局部不卷边或外卷内不卷或内卷外不卷①铣刀片松动，造成管端铣削不平整，两管对齐后局部缝隙过大；②加压加热的时间不够；③加热板表面不平整，造成管材局部没有加热；①调整设备处于完好状态，管材切削后局部缝隙应达到要求；②适当延长加压加热的时间，直到达到最小的卷边的高度要求；③调整加热板至平整使加热均匀；假焊①熔融对接压力过大，将两管材之间的熔融料挤走；②加热温度高或加热时间长，造成熔融料过热分解；①降低熔融对接压力；②降低加热温度、减少加热时间；四、结束语与建议通过近几年在兰州市三个高新开发区聚乙烯PE管热熔焊接施工，该管道具有连接方便、施工简单，速度快、维修少、耐腐蚀、柔韧性好、使用寿命长，无污染，经济优势明显等优点。同时施工过程中,不会对人体及环境造成不利影响；能较好控制施工环境。从使用年限、安装费用、耐磨性、透气率等方面与其它管材对比，具有节约工程投资，节约能源等突出特点，具有良好的经济效益和社会效益。同时也对聚乙烯PE管热熔焊接施工出现质量问题也提出控制措施。随着热熔焊接机械自动化程度不断更新，各地区PE热熔对接焊机型号不统一，建议PE热熔对接焊机由同一厂家制造，有利于控制PE管热熔焊接质量。PE管热熔焊接焊口目前除了破坏性实验外，尚缺乏检验手段和方法。作者还要进步研究探讨焊口检验方法，为后续的工作继续学习研究。