1、聚 乙 烯 管 道连接技术编 著 :李 正 华审 批 :蓝 元 虎成 都 三 环 金 属 制 品 有 限 公 司聚乙烯（PE）管道连接技术聚乙烯（PE）是一个由多种工艺方法生产的具有多种结构和特性及多种用途的系列品种树脂，最早是由英国的帝国化学公司（ICI）于 1933 年发明的。并于 1939 年开始商品化生产。聚乙烯管道应用始于 20 世纪 40 年代，到今天已经历了大约三个阶段:第一阶段 （20 世纪 40 年代70 年代末）主要为 PE32、PE40、PE63。最初用于做电话线导管和矿井无压排水。为低密度聚乙烯（LDPE） 。20 世纪 50年代末，高密度聚乙烯管道作为压力管道材料进入
2、市场，其最小要求强度为6.3Mpa.此时聚乙烯管道真正开始用做压力管道。20 世纪 60 年代中期开始采用聚乙烯管输送天然气。第二阶段（20 世纪 80 年代90 年代初，主要是 PE80）随着聚合催化剂以及聚合工艺技术的不断发展，具有良好的长期耐蠕变性的第二代高密度聚乙烯（HDPE）管道在欧洲问世，其最小要求强度（MRS）为 8.0MPa(PE80)。几年之后，比 HDPE 具有良好的柔韧性的 PE80 级中密度聚乙烯（MDPE）管道材料问世。从此以后，MD/HDPE 快速占领了城镇供水管道和城镇燃气管道市场。第三阶段（20 世纪 90 年代初至今，主要是 PE100） ，在 PE80 级
3、HDPE 管道基础上进一步提高了最小要求强度（MRS）和耐快速开裂性能（RCP）和耐慢速开裂性能（SCG） ，其最小要求强度（MRS）为 10.0MPa(PE100)，主要应用于压力较大和直径较大的城镇供水管道和城镇燃气管道。目前聚乙烯树脂已占世界合成树脂产量的三分之一，居第一位。管材已成为在 PVC-U 之后，世界上消费量第二大的塑料管道品种。已被广泛用于燃气输送、给水、排污、农业灌溉、油田、矿山、化工及邮电通讯领域。现在已有超 100 级聚乙烯管道出现，如PE125。公司从 2002 年开始投资生产聚乙烯管道以来，现已开发生产出给水、排水、燃气、煤矿用瓦斯管几个系列产品和配套管件，聚乙烯管
4、道已成为公司的主打产品。第一节 聚乙烯管道熔接机理及技术要求1、聚乙烯管道熔接机理（同样适合于聚丙烯）由于聚乙烯是具有非极性的长链分子结构，这些长链分子总是相互贯穿，彼此重叠或缠结在一起，形成无规则的线团结构。长链分子间存在着强大的吸引力，从而使聚乙烯表现出良好的力学特性。聚乙烯随温度变化表现出许多不同的性能和行为，按照其行为表现，一般可分为三种状态：结晶态（玻璃态） 、高弹态、和粘流态（见图一） 。T1 T2 T3结晶态 高弹态 粘流态T 聚乙烯温度坚硬固体 橡皮状弹性体 粘性液体图一 不同温度条件下聚乙烯的状态结晶态：处于结晶温度以下，聚乙烯分子链和链锻被冻结，分子失去活动能力，在外力作用
5、下，只能产生瞬时的变形，外力消除后会恢复原状，是材料的正常使用状态。高弹态：聚合物分子开始具有活动能力，但整个分子链仍不能运动，在外力的作用下，能产生较大的变形，外力解除后，仍能缓慢恢复原状。此时，聚合物弹性模量大大降低，力学性能变差。粘液态：聚合物分子间距大，大分子链的运动能力增强，直至发生整个分子中心位移而产生流动。在外力作用下，整个分子链间相互滑动而产生变形，使长链分子重新重叠和惨结，这种形变是不可逆的，再温度降低后除掉外力。其长链分子间依然可以保持这种重组状态。聚乙烯管道熔接正是在粘流态下进行的，这是聚乙烯管道熔接可靠的保证。当温度继续升高超过粘流态上限温度时，分子运动进一步加剧，引起
6、聚乙烯分子的分解而破坏其性能。可见熔接的温度范围是狭窄的，所以一般推荐的热熔焊温度为 PE80 21010；PE100 22510（环境温度 20时下） 。从加热熔接界面的加热端到管材的常温端是一个温度渐变过程，分子的活性差别很大。在熔接时，外力是人为施加的，施力过小，界面间长链分子未能充分变形，从而不能有效的重新重叠及缠结；相反，对接力过大熔融的融质都被挤出熔接界面，使界面间分子温度低于熔接的合适温度，将引起接口质量下降。整个熔接的过程是聚乙烯的温度和作用于熔接端的压力随时间变化的过程。为获得足够的粘流态融质、保证熔接界面分子间相互滑移和分子充分缠结，从而得到一个合格的熔接接口，熔接过程必须
7、满足以下基本条件：a、清洁的熔接界面；b、合理的加热温度；c、合适的外力；d、充分的熔接时间。2、聚乙烯压力管道连接技术要求1、焊接区域内应当防范不良的气候影响：在风雨天气和在零度以下进行焊接时，必须采取适当的保护措施，以保证需要焊接的焊接面有足够的温度。2、与焊接面接触的所有物件必须清洁，待焊接面在焊接前必须清洁和干燥，需要焊接的部位不能有损伤、破坏、杂质等其它污染物（如油脂，泥土等）3、对于公称直径小于 63mm 或壁厚小于 6mm 的管材或管件，以及焊接端部SDR 值不同管材或管件不推荐使用热熔对接连接。4、熔融指数不同的聚乙烯管材或管件采用热熔对接时，应调整加热温度、焊接压力、熔接时间
8、，并进行实验检查。检查合格后方可进行连接。5、不同 SDR 系列的管材管件产品互相对接时，最好是通过机械加工的方法使焊接处壁厚相同。根据实际经验不同 SDR 的管道连接在工艺控制得当时也能达到目的测试要求。6、焊接好的每一个焊口，应该有详细的焊接记录，包括环境温度、焊工代号、焊口编号、管道规格、焊接压力、拖动压力、加热板温度、切换时间、吸热时间、冷却时间等。聚乙烯管道主要连接方法有：热熔连接，电熔连接 和机械连接，其中热熔连接又分为热熔对接，热熔承插，热熔鞍型连接。电熔连接又有电熔承插和电熔鞍型连接。第二节 聚乙烯热熔对接连接一、热熔对接焊机具热熔对接连接的主要设备是对接焊机（如图二） 。机具
9、一般包括：机架及夹具、液压系统（泵站） 、铣刀、加热板及计时装置。热熔对接机具主要性能要求：1、泵站：对接焊机泵站为整个焊接过程的动力源，应该包括清晰可辨的压力指示、压力调整方向控制、计时装置等性能及技术要求：压力表表盘直径100mm，精度等级不低于 1.5 级，而且应当定期进行校准。计时与报警系统能够满足焊接所需的控制时间参数，以声音或其它方式提醒使用者，所有接头（包括快装接头）不能有泄漏；应保证切换时间在（3+0.01dn)秒范围内,对 dn 不超过 250mm 以下,最大 6s,dn 在250mm 以上,最大 12s；图二 热熔对接焊机2、机架及夹具 这些部件的主要作用：夹持管材、管件使
10、其作直线往复运动，并使其能在运动中保持良好的同轴度，并对管材的不圆度进行校正。主要技术要求：夹具：夹具是用来夹持管道的主要部件，部份夹具还要跟随油缸作往复运动，这就要求夹具要具备有足够的刚性，其与油缸支撑处连接必须紧密，保证在整个行程中的轴向线性偏差0.2mm，要求夹具的不圆度0.1mm。机架的稳定性与直线性满足以下条件：在夹持管材时有支撑的架或其它支撑物的情况下（图三） ，其轴向线性偏差0.5mm;去除支撑后，焊机机架及所夹管材的额外弯曲度应当不超过受力机架测试的值，见下表一：图三 表一 受力机架测试值要求：管材外径（SDR17.6） 250 315 400 500 630受力后同轴度（mm
11、） 1 2 3 4 53、加热板：焊接时的热源，为管道焊接面提供熔化温度主要性能要求：应能在环境温度-1040范围内正常工作；加热板盘面应均匀涂覆聚四肤乙烯（PTFE）等耐高温防粘层，最大粗糙度（Ra）为2.5m；要保证足够的面积向熔接面散热，内边和外边的富余量应该符合以下求，当管径250mm 是，富余量应当10mm,当管材外径250mm 时，富余量应大于 15mm。与管材管件接触的地方不能有划伤及微孔；厚度偏差（即两边平行度） ，型号 250 以下0.1mm，250 以上0.25mm；加热及感温元件反应要灵敏，温度控制应在7，能够恒温控制在 170260的正常工作状态（环境温度在-1040）
12、4、铣刀 主要用于平整管材、管件待焊接面。主要技术要求：其动力主要由手枪电钻或电动机或液压马达通过传动变速机构带动铣刀盘旋转。要求铣刀片可能更换，具备铣削量可控功能；应具备双面切削功能，铣削后两个待焊面应该光滑平整，两个端面闭合后间隙应符合以下（表二）要求： 表二 铣削后两端面闭合后间隙值管材管件外径 DN（mm） DN225 225DN400 400DN630待焊面闭合间隙（mm） 0.3 0.5 1我公司自行生产的热熔对接焊机规格及用途如下：手动焊机 SHDS160 焊接 63160 口径管道（手动焊机，不带液压系统）液压焊机 SHD160 焊接 63160 口径管道SHD250 焊接 1
13、10250 口径管道SHD315 焊接 160315 口径管道SHD450 焊接 315450 口径管道SHD630 焊接 355630 口径管道 二 热熔对接操作步骤焊接前准备焊前准备主要是检查焊接设备是否符合要求，如检查电源、线路；加热板及加热系统是否正常，有无划伤；各连接部件是否松动；液压系统中油箱油液是否充足，各连接油管是否漏油，系统压力是否正常可控；要注意在北方施工时，当环境温度低于 0时，建议先将液压油进行加热，使其温度达到30左右再进行开机运行。装夹固定将待焊接管材或管件端面清理干净再用焊接机具夹具固定，并对长管道进行支撑，以保证良好的对中性能。由于管道在加工制造运输储存中均可能
14、造成一定量的不圆度，所以在装夹管材时在能够保证有足够的焊接行程的前提下，待焊端面离夹具距离越近越好，以使其更好地恢复圆度。铣削端面放入铣刀，打开铣刀电源开关，使刀盘旋转，缓慢的合拢两待铣削面，加以适当的压力，在两边均出现连续均匀的切削后，撤掉压力略等片刻（铣刀两端均无切削时）退开两待焊接面，停掉铣刀。铣削过程中产生的切削厚度应当为 0.51mm 为宜，通过调整铣刀片的倾角可以调整切削的厚度。再次合拢对中，查看端面间隙与对中性能，两端面错边量应当小于焊接处管道壁厚的10%，间隙值应当符合前面表二的要求。如果不能满足则应该通过调整夹具的松紧，支撑的高低等进行重新对中校正，并重复铣削过程，直到符合要
15、求为止。测试拖动压力 拖动夹具和管材所需要的压力 该压力最后要叠加到最后的工艺压力上，得到焊接过程中实际的使用压力。加热待焊面 当加热板温度达到设定值，并使其静置一段时间，使其表面温度均匀后，将加热板放入机架内，施加规定的压力，使两待焊接面受热卷边高度达到规定值。将压力降低到规定值该压力为保证两待焊接面能够充分与加热板接触即可，使待焊接面进入吸热阶段，并进行计时。 切换对接与冷却 吸热时间达到后，退开管道，取出加热板，合拢两管端，将压力升到规定值（不能超过规定值） ，严禁高压碰撞，切换时间应尽量短，不能超过规定值。冷却时间达到后拆卸管道。三、热熔对接焊工艺曲线图热熔对接焊在工艺上有三个要素，即
16、温度，压力 ，时间。焊接工艺曲线（焊接程序图）实际上是熔接过程压力、时间关系图。目前通常采用的工艺图见下图四， 通常施工温度下工艺参数取值见表三 图四： PE 管材对接焊工艺曲线图（DVS20071995）表三 环境温度为 20 时 HDPE MDPE 管道热熔对接参数（根据德国焊接协会标准 DVS2007-1995） 壁厚en（mm）加热时卷边高度（mm）吸热时间Ta2（s）Ta2=10en最大允切换时间（s）焊接调压时间（s）冷却时间（min）4.5 0.5 45 5 5 64.57 1.0 4570 56 56 610712 1.5 70120 68 68 10161219 2.0 12
17、0190 810 811 16241926 2.5 190260 1012 1114 24322637 3.0 260370 1216 1419 32453750 3.5 370500 1620 1925 45605070 4.0 500700 2025 2535 6080Pa1:加热压力;包括拖动压力 P0 P0:拖动压力 P a2：吸热压力 Pf1:熔接压力 P f2:冷却压力 P f1:熔接压力 T a1:加热时间 Ta2:吸热时间 T a:总 吸 热 时 间 TU:切 换 时 间 Tf1:加 热 时 间 Tf2:冷 却 时 间 Tf:总 焊 接 时 间 T:焊 接 温 度四 、 接 缝
18、 压 力 的 计 算管 材 焊 接 所 需 要 的 压 力F1 PGA PG ： 工 艺 要 求 的 单 位 面 积 所 需 压 力 （ 0.15N/mm2）A： 管 材 待 焊 接 端 面 截 面 积 （ mm2）机 架 液 压 系 统 的 输 出 推 力 :F2=PS S= （ R2-r2） （ 如 果 是 双 油 缸 系 统 还 应 乘 以 2）P: 液 压 系 统 压 力 （ MPa）S:液 压 系 统 中 油 缸 活 塞 的 有 效 面 积 （ mm2） R:油 缸 半 径 （ mm） r:活 塞 杆 半 径 （ mm）由 于 F1=F2所 以 焊 接 时 所 需 的 压 力 : P
19、1=PGA/s 在 焊 接 过 程 中 最 终 需 要 系 统 焊 接 压 力 Pf1（ MPa） 还 应 该 加 上 前 面 所 述 的 拖动 压 力 P0（ MPa）Pf1=P1+P0五 、 热 熔 对 接 焊 质 量 的 检 查 方 法焊 接 接 头 的 质 量 本 质 是 承 载 能 力 。 根 据 检 验 的 目 的 不 同 ， 要 分 为 工 艺上 的 检 验 和 施 工 质 量 检 验 。 其 中 工 艺 意 义 上 的 主 要 是 为 了 选 择 最 佳 的 焊 接 工艺 和 接 头 结 构 ， 制 定 出 控 制 接 头 质 量 的 方 法 。 施 工 意 义 上 的 质 量
20、 检 验 其 目 的在 于 对 施 工 过 程 中 对 连 接 质 量 的 控 制 。 根 据 检 验 方 法 不 同 又 要 分 为 非 破 坏 性检 验 和 破 坏 性 检 验 。 工 艺 意 义 上 的 检 验 多 为 破 坏 性 检 验 ， 而 施 工 质 量 检 验 多为 非 破 坏 性 检 验 。（ 一 ） 热 熔 对 接 接 头 可 能 存 在 的 缺 陷 焊 件 熔 接 前 准 备 和 配 合 的 缺 陷 ： 管 端 加 工 存 在 问 题 ， 如 不 圆 ， 不 垂 直 等 ；连 接 表 面 不 清 洁 ； 轴 向 偏 差 过 大 等 。 焊 口 形 状 的 缺 陷 ： 主
21、要 是 扫 接 口 卷 边 的 和 结 构 上 存 在 的 偏 差 。 微 观 缺 陷 ： 气 孔 （ 制 件 本 身 可 能 产 生 ， 在 焊 接 过 程 中 热 氧 化 也 可 能 产 生 ） ；未 焊 透 （ 焊 接 温 度 和 压 力 不 足 ， 或 产 生 了 高 压 碰 撞 ） ； 缩 孔 （ 人 工 强 制 冷却 或 在 寒 冷 地 区 施 工 没 有 采 取 措 施 ， 还 有 可 能 是 在 保 压 冷 却 过 程 中 管 材 产 生了 后 退 ） ； 外 来 杂 质 等 。（ 2） 非 破 坏 性 检 验主 要 手 段 为 目 检 ， 即 外 观 检 验 。 目 前 超
22、声 波 检 验 和 X 射 线 检 验 也 有使 用 ， 特 别 是 这 几 年 超 声 波 检 验 发 展 较 快 ， 用 以 检 验 内 部 缩 孔 杂 质 等 。1、 外 观 检 验用 肉 眼 对 整 个 接 口 进 行 外 表 观 察 。 可 以 直 接 发 现 焊 件 准 备 前 和 配 合 上的 缺 陷 ， 以 及 焊 口 形 状 的 缺 陷 。 主 要 焊 接 缺 陷 及 原 因 见 图（ 1） 合 格 接 口 的 典 型 特 征A 焊 缝 两 边 均 匀 地 存 在 圆 形 卷 边 ， 卷 边 表 面 应 光 滑 饱 满 。B 管 道 错 边 量 不 能 超 过 管 材 壁 厚
23、 的 10%。C 焊 缝 底 部 不 能 低 于 管 体 。当 热 熔 对 接 的 是 管 材 和 管 件 时 ， 管 件 端 的 卷 边 可 能 出 现 形 状 不 规 则 的 情 况 ，这 是 由 于 管 件 注 塑 成 型 工 艺 特 点 造 成 的 ， 这 时 只 需 要 检 查 管 材 端 即 可 。 另 当两 种 材 料 MFR（ 熔 体 流 动 指 数 ） 相 差 较 大 时 也 会 出 现 宽 度 不 均 等 情 况 。 这 时应 该 在 焊 接 前 先 焊 接 试 样 进 行 检 验 后 方 能 焊 接 。（ 2） 典 型 缺 陷 接 口 说 明图 五 图 六（ 4） 切 下
24、 卷 边 的 检 查因 工 程 需 要 ， 如 用 做 内 衬 的 PE 管 有 时 可 能 要 求 除 去 外 卷 边 ； 有 时 为 减 小 管内 介 质 的 流 动 阻 力 ， 可 能 要 求 除 去 内 卷 边 ； 有 时 ， 也 仅 为 控 制 施 工 质 量 而 切下 卷 边 ， 切 下 的 卷 边 ， 可 用 卷 边 尺 测 量 卷 边 宽 度 。 卷 边 宽 度 和 外 观 应 符 合 前述 要 求 。 检 查 卷 边 是 否 有 污 染 、 孔 洞 、 熔 体 破 坏 等 。图 七 卷 边 的 切 除接 着 可 对 卷 边 进 行 “后 弯 ”试 验 。 用 手 指 按 住
25、卷 边 外 侧 ， 将 卷 边 向 外 弯曲 ， 在 弯 曲 过 程 中 ， 观 察 是 否 有 细 缝 状 缺 陷 ， 如 图 ， 说 明 加 热 板 可 能 存 在 细微 污 染 。图 八 卷 边 的 测 量 与 后 弯 超 声 波 检 验超 声 波 检 验 是 根 据 超 声 在 介 质 的 分 界 面 上 的 反 射 和 折 射 性 质 。 通 常 的超 声 波 检 验 方 法 有 两 种 ； 回 波 脉 冲 法 和 阴 影 法 。 对 熔 接 接 头 主 要 采 用 回 波 脉冲 法 进 行 检 验 。 由 于 在 实 际 施 工 过 程 中 使 用 很 少 ， 在 此 不 做 过
26、多 的 介 绍 。（ 3） 破 坏 性 试 验破 坏 性 试 验 有 三 种 ； 分 别 为 ： 拉 伸 试 验 、 弯 曲 试 验 、 长 期 试 验 。 三 种 试 验 均须 在 实 验 室 或 特 定 仪 器 上 进 行 ， 在 此 不 做 详 细 介 绍 。 美 国 塑 料 工 业 协 会 提 出了 一 种 简 单 的 可 以 在 施 工 现 场 应 用 的 破 坏 性 试 验 方 法 ， 叫 做 “弯 测 试 带 试验 ”， 具 体 操 作 方 法 如 下 :弯 带 测 试 用 的 试 样 来 自 一 个 专 门 制 做 的 试 验 性 对 接 接 头 ， 通 常 是 当 天 焊接
27、的 第 一 个 接 头 ， 并 要 求 将 该 接 头 冷 却 到 周 围 环 境 温 度 。 从 此 试 验 熔 焊 管 材上 切 出 一 测 试 带 （ 沿 轴 线 方 向 切 除 ） ， 测 试 带 的 长 度 至 少 是 6 英 寸（ 152.4mm） 或 15 倍 管 材 壁 厚 。 宽 度 为 1 英 寸 或 1 壁 厚 。 试 样 制 作 好 后弯 曲 测 试 带 ， 使 其 两 个 端 接 触 。 如 果 焊 接 区 有 任 何 开 裂 或 孔 洞 ， 说 明 焊 接 不合 格 ， 应 确 认 当 前 环 境 温 度 及 调 整 焊 接 工 艺 ， 并 重 新 进 行 试 验
28、。 直 到 合 格 为止 。 需 要 提 醒 注 意 的 是 厚 壁 管 件 弯 曲 时 需 要 很 大 的 力 ， 弯 曲 时 可 采 用 必 要 的工 具 和 进 行 必 要 的 人 身 安 全 防 护 。第 三 节 PE 管道热熔承插连接（同样适合于聚丙烯）一 热熔承插连接的基本要求1. 对于公称直径 DN 大于 125mm 的管道不推荐使用热熔承插连接，其中直径小于 75mm 的管道可以直接手功承插连接，对于直径 DN75mm 的管材管件推荐采用机械设备进行连接。但在实际施工过程中采用专用机械设备的很少，实践证明在操作得当的情况下进行手工焊接的接头仍然是可靠的。2. 温度低于 4时不推
29、荐进行 PP 管道的承插焊接。对 PE 管道的焊接也应 当采取适当的保温措施。二、热熔承插焊设备及要求热熔承插连接主要设备为承插式焊机（见图九） ，其主要由加热板，温度调节控制系统，连接模具，行走机构（机械式焊机具备）等。在国内还没有制定承插焊机的国家标准，所以市场上的焊机也有多种型号，在选用时尽量选择温度可调节的焊机，而不推荐采用自动控温焊接机。在没有国家标准的情况下，选用时尽量参考国外相关标准，如美国材料测试协会编制的 ASTM F1056（聚乙烯管材管道和管件承插焊用承插熔焊机的规范标准）图九 手提式承插焊机图十 机械式承插焊机1、加热板及加热模具：加热板与加热模具之间应能够紧密接触，以
30、保证热量均匀有效的传递。加热模具表面及内孔均应光滑平整，与待焊接面接触的地方不能有划伤等缺陷，要求表面粗糙度（Ra）与对接焊机加热板一样为 2.5m,并要求涂覆均匀的聚四氟乙烯（PTFE）防粘层。2、温度控制系统与计时装置：其技术要求与前面所讲的对接焊机要求相同，在此不做赘述。机械式承插焊机：要求其有好的同心度，具体要求可参看对接焊机具。三、热熔承插焊接操作步骤1、焊接前准备检查焊机温控系统是否可靠，用专用螺钉将两个加热模具固定好。检查模具表面有无杂质、油污、划伤等情况。加热温度达到后，应再次用扳手旋紧固定螺钉。2、平齐和预处理管端头焊接前应用专用管剪将管材端头切削平齐，要求管端要与管材轴线垂
31、直。不推荐用锯削的方式。由于 PP 管在进入冬天后就会呈现脆性，所以在运输过程中防护不当时端面容易出现细小裂纹，在焊接前应去除管端，对于 PE 管材，去除管道主要是保证管材有良好的圆度。对管材端面进行倒角处理，一般要求角度不小于 30且倒角长度不超过 4mm。进行倒角处理的管材焊接更加轻松，接头焊缝更加美观。3、清浩管材、管件待焊接面。标记焊接时插入停止点 用记号笔在管材外壁上标记好需要焊接长度。并可以在处加设管材复圆工具。4、 加热检测加热温度是否达到,在环境温度为 20时，对于 PE80 和 PPR 推荐焊接温度 22010，PE100 级管材管件 23510。要经常使用高温计或其它表面感
32、温计来测量和校准模具温度。当温度到达后应等几分钟再开始焊接操作，以使模具温度均匀。将处理干净的管材和管件分别插入模具中，插入到标记线时停止插入并进行吸热。PE 和 PPR 管道承插连接的推荐工艺分别见表，材料不同加热工艺也不尽相同，应当参照生产厂家指导进行操作。5、焊接 吸热时间达到后，用一个很快的动作快速地将加热工具同管材管件移开，并检查有完整性，并迅速将管材稳地插进管件的承口中，直到插入标记线为止，该切换动作应当在规定时间内完成，同样见表。在管材插入后，不要拧动管材或管件，在插入的过程中可以有小范围的相对调整，以保证直线度。6、冷却 固定住管材管件以使管材管件在冷却过程中不会产生相对移动，
33、影响焊接效果。四： 热熔承插连接曲型工艺参数表四 PE 热熔承插连接曲型工艺参数加热时间（s） 加热长度 （mm）管外径（mm）SDR11 SDR17.6 最小 最大最大转换时间（s）最小冷却时间（min）20 5 12.0 14.5 4 225 7 13.5 16.0 4 232 8 15.6 18.1 6 440 12 18.0 20.5 6 450 18 21.0 23.5 6 463 24 24.9 27.4 8 675 30 15 26 30 8 690 40 22 29 33 8 6110 50 30 33 37 10 8125 50 30 36 40 10 8表五 PP 管道热熔
34、承插连接典型工艺参数加热时间（s）管外径（mm）SDR11最小承插深度（mm）最大转换时间（s）最小冷却时间（min）20 5 11 4 225 7 12.5 4 232 8 14.6 6 440 12 17 6 450 18 20 6 463 24 23.9 8 675 30 27.5 10 890 40 32 10 8110 50 38 15 105、 承 插 焊 典 型 缺 陷 （ 见 图 十 一 ）图 十 一第 四 节 、 电 熔 连 接 （ 电 熔 焊 ）焊 接 原 理 ： 预 埋 在 电 熔 管 件 内 表 面 的 电 阻 丝 通 电 发 热 ， 使 电 熔 管 件 内 表面 和
35、承 插 管 材 外 表 面 达 到 熔 化 温 度 ， 并 产 生 压 力 ， 冷 却 后 融 为 一 体 ， 达 到 熔接 目 的 。1、 焊 接 范 围GB15558.12003 标 准 规 定 的 所 有 规 格 系 列 的 管 材 及 GB15558.2-2005标 准 中 的 规 格 管 件 （ 见 图 十 一 ） 的 连 接 。 建 议 ： 63mm 规 格 管 材 最 好 使 用SDR11 系 列 。2、 全 自 动 电 熔 焊 机 的 一 般 要 求具 备 通 过 扫 描 仪 （ 读 码 器 ） 自 动 输 入 ； 和 手 动 输 入 焊 接 参 数 的 功 能 主 要执 行
36、标 准 为 ISO12176 2 国 际 标 准 。 输 入 和 输 出 电 压 超 出 焊 机 规 定 的 范 围 ， 或 不 符 合 电 熔 管 件 制 造 商 所 要求 的 条 件 时 ， 焊 机 能 自 我 保 护 不 进 行 熔 接 。 能 自 动 储 存 至 少 250 条 熔 接 数 据 的 原 始 记 录 ， 可 以 查 看 或 打 印 。 按 停 止 键 开 关 熔 接 可 立 即 中 断 。 电 熔 管 件 断 路 时 焊 机 能 提 示 并 且 不 工 作 。 显 示 屏 在 阳 光 下 或 柔 光 下 数 据 清 晰 可 见 。 应 当 配 备 精 度 1 的 环 境
37、温 度 传 感 器 ， 根 据 环 境 温 度 的 变 化 ， 设 置 在自 动 档 时 能 自 动 进 行 焊 接 补 偿 。 焊 机 正 常 工 作 温 度 范 围 应 当 为 -10 +40 。 输 出 电 缆 2.5mm； 输 入 电 缆 3mm； 与 电 熔 管 件 连 接 的 输 出 接 头 接 触良 好 ， 并 且 有 保 护 措 施 ， 以 免 操 作 人 员 人 体 接 触 触 电 。 应 当 具 备 管 理 功 能 （ 超 作 密 码 ） ， 拒 绝 无 证 的 操 作 人 员 操 作 。 还 应 当 具 有 资 料 输 出 功 能 ， 即 要 以 与 计 算 机 进 行
38、连 接 或 资 料 交 换 。 以方 便 资 料 存 档 。3、 电 熔 承 插 焊 的 焊 接 操 作 过 程图 十 一 电 熔 管 件（ 1） 焊 接 前 准 备 ： 测 量 电 源 电 压 ， 确 认 焊 机 工 作 时 的 电 压 符 合 要 求 ； 清洁 电 源 输 出 接 头 ， 保 证 良 好 的 导 电 性 。 检 查 焊 机 是 否 完 好 .（ 2） 管 材 截 取 ： 截 取 管 材 端 面 ， 使 端 面 与 管 材 轴 线 垂 直 ,其 误 差 5mm见 图 十 二 。 对 管 材 端 面 进 行 倒 角 处 理 ， 倒 角 大 小 应 当 参 照 前 面 所 讲 的
39、 热 熔 承插 连 接 要 求 。（ 3） 焊 接 面 清 理 ： 测 量 电 熔 管 材 的 长 度 或 者 中 心 线 ， 在 焊 接 的 管 材 表 面上 划 线 标 识 ， 将 划 线 区 域 内 的 焊 接 面 刮 削 0.1 0.1mm 厚 ， 以 去 除 氧 化 层（ 见 图 十 二 ） 。（ 4） 管 材 与 管 件 承 插 ： 在 管 材 上 重 新 划 线 ， 位 置 距 端 面 为 1/2 管 件 长度 。 （ 如 三 通 管 件 则 要 除 去 旁 通 直 径 ） ,将 清 洁 的 电 熔 管 件 与 需 焊 接 的 管 材承 插 ， 保 持 管 件 外 侧 边 缘 与
40、 标 记 线 齐 平 。 如 遇 管 材 不 圆 ,则 还 应 该 使 用 复 圆夹 具 。 安 装 好 电 熔 夹 具 ， 不 得 使 电 熔 管 件 承 受 压 力 。 承 插 过 程 中 不 得 使 用 大力 敲 击 管 件 ， 防 止 内 部 电 热 线 受 损 或 短 路（ 5） 输 入 接 头 连 接 ： 焊 机 输 出 端 与 管 件 接 线 柱 牢 固 连 接 ， 不 得 虚 接 。（ 6） 焊 接 模 式 设 定 ： 按 焊 机 说 明 书 要 求 ， 将 焊 机 调 整 到 “自 动 ”或“手 动 ”模 式 。（ 7） 焊 接 数 据 的 输 入 ： 按 自 动 （ 条 型
41、 码 ） 或 手 动 方 式 输 入 焊 接 数 据 。（ 8） 焊 接 ： 启 动 焊 接 开 关 ， 开 始 计 时 ： 手 动 模 式 下 焊 接 参 数 应 当 按 管 件产 品 说 明 书 确 定 。（ 9） 自 然 冷 却 ： 冷 却 时 间 应 当 按 管 件 产 品 说 明 书 确 定 ， 冷 却 过 程 中 不 得向 焊 接 施 加 任 何 外 力 ， 完 成 冷 却 后 ， 拆 卸 夹 具 。图 十 二 4、 电 熔 鞍 形 管 件 的 焊 接 操 作 过 程 （ 管 件 图 样 见 图 十 三 ）（ 1） 焊 接 前 准 备 ： 同 上 。（ 2） 划 线 ： 在 管 材
42、 上 划 出 焊 接 区 域 。（ 3） 焊 接 面 清 理 ： 将 划 线 区 域 内 的 焊 接 面 刮 削 0.1 0.2mm 厚 ， 以 去除 氧 化 层 ， 刮 削 区 域 应 大 于 鞍 形 边 缘 。（ 4） 管 件 安 装 ： 用 管 件 制 造 单 位 提 供 的 方 法 进 行 安 装 ， 确 保 管 件 与 管 材的 两 个 焊 接 面 无 间 隙 。 修 补 用 点 熔 鞍 形 管 件 必 须 对 中 ， 切 电 热 丝 区 域 不 得 安装 在 修 补 的 孔 上 。（ 5） 焊 接 数 据 输 入 ： 同 电 熔 焊 。（ 6） 焊 接 ： 同 电 熔 焊 。（ 7
43、） 自 然 冷 却 ： 接 头 在 冷 却 过 程 中 应 当 处 于 夹 紧 状 态 ， 鞍 形 三 通 的 冷 却时 间 应 当 大 于 60 分 钟 或 者 按 产 品 说 明 书 进 行 开 孔 操 作 。 建 议 在 第 二 天 进 行开 孔 操 作 。（ 8） 封 堵 ： 按 照 管 件 制 造 单 位 的 管 件 产 品 说 明 书 进 行 封 堵 。 见 示 意 图 十四图 十 三 图 十 四5.电 熔 焊 接 质 量 检 验（ 1） 造 成 不 良 接 头 的 主 要 原 因在 电 熔 管 件 设 计 、 制 造 优 良 的 前 提 下 ， 可 能 造 成 电 熔 连 接 接
44、 头 质 量 差 的主 要 有 以 下 几 个 方 面 接 头 连 接 部 位 污 染 管 子 连 接 端 没 有 进 行 刮 削 处 理 或 处 理 不 当 管 子 插 入 深 度 不 对 ， 过 短 ， 对 中 性 能 不 好 。 管 材 连 接 端 不 圆 或 尺 寸 不 对 管 材 用 力 敲 入 管 件 内 ， 导 致 电 热 丝 脱 落 短 路 连 接 端 有 少 量 水 或 其 它 导 电 体 。（ 2） 电 熔 连 接 接 头 的 现 场 检 验 检 查 管 材 管 件 是 否 对 中 ， 插 入 深 度 是 否 达 到 标 记 位 是 否 进 行 了 恰 当 的 刮 削 处
45、理 。 是 否 有 熔 融 料 从 界 面 处 溢 出 ， 如 有 则 不 合 格 。 管 件 一 般 都 带 有 加 热 观 察 口 ， 观 察 口 指 示 柱 是 否 冒 出 ， 如 没 有 反 应 则 不合 格 。常 见 电 熔 焊 接 失 败 现 象 见 图（ 3） 电 熔 连 接 接 头 的 破 坏 性 试 验 。主 要 是 脱 粘 试 验 方 法 。 胶 粘 试 验 又 分 为 剥 离 脱 粘 和 压 挤 脱 粘 试 验 。 要 求专 用 设 备 ， 在 此 不 做 详 述 。第 5 节 机 械 及 其 它 连 接 方 式1、 钢 塑 转 换 连 接（ 1） 法 兰 连 接 一 端
46、 用 塑 料 法 兰 外 套 钢 法 兰 盘 ， 将 塑 料 法 兰 通 过 上 面讲 到 的 热 熔 对 接 、 热 熔 承 插 、 电 熔 连 接 与 塑 料 管 道 进 行 连 接 ， 另 一 端 加 密 封件 后 用 螺 栓 与 金 属 法 兰 连 接 。（ 2） 预 制 钢 塑 （ 铜 塑 ） 转 换 连 接可 先 在 塑 料 管 件 内 通 过 注 塑 一 次 成 型 包 覆 金 属 件 ， 然 后 与 钢 管 上 的 螺纹 进 行 连 接 ， 或 者 进 行 焊 接 （ 管 件 需 特 制 ， 如 燃 气 用 钢 塑 转 换 ）2、 卡 圈 锁 紧 或 连 接 （ 需 制 做 专
47、 用 金 属 管 件 ） ， 与 铝 塑 管 连 接 件 基 本 相 同 。很 不 常 用 。3、 承 插 式 柔 性 连 接 。与 PVC 和 铸 铁 管 连 接 方 式 基 本 相 同 ， 需 要 在 管 材 一 个 连 接 端 扩 口 ， 或 制 作专 用 管 件 ， 主 要 在 波 纹 管 中 应 用 ， 压 力 管 道 中 很 少 应 用 。4、 热 缩 套 连 接 用 于 无 压 力 管 道 ， 在 此 不 做 详 述主 要 参 考 资 料 ：孙 逊 编 著 聚 烯 烃 管 道 化 学 工 业 出 版 社中 国 机 械 工 程 学 会 焊 接 学 会 焊 接 手 册美 国 塑 料 工 业 协 会 聚 乙 烯 管 道 手 册高 立 新 聚 乙 烯 压 力 管 道 连 接 技 术贡 爱 国 聚 乙 烯 （ PE） 管 道 施 工 技 术 与 维 护 管 理魏 若 其 等 聚 乙 烯 管 材 热 熔 对 接 焊 性 能 评 价 方 法王 军 等 电 熔 焊 机 连 接 PE 管 道 的 应 用 技 术成 都 三 环 金 属 制 品 有 限 公 司 PP R 技 术 说 明 书成 都 三 环 金 属 制 品 有 限 公 司 焊 机 说 明 书CJJ101 2004CJJ63 2008GB/T 50349 2005
