非开挖无压力性聚乙烯管材管道热熔对接焊焊接技术规程规范
广州市英凤科技发展有限公司
发起单位：广州市英凤科技发展有限责任公司发起人：陆浪添张世刚
声明
《非开挖无压力性聚乙烯管材管道热熔对接焊焊接技术规程规范》（以
下简称《规范》）保证所有的陈述，技术信息，都有可靠的资料来源，但不
保证来源资料的完整行。使用《规范》之前，使用者应该考虑是否使用《规范》中的技术方法由使用者决定，发起单位和发起人不承担由本规范的一切
风险和责任。
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序
随着非开挖技术施工应用越来越广,出现的问题相应曾多,由于缺少专业的施工标准和规范,导致当前的非开挖施工缺乏安全保障,施工中损伤坏管道、工程半途而废的事故时有发生，给市政基础设施管理带来诸多隐患；非开挖施工技术都需要尽快编制、发布非开挖技术标准。鉴于目前非开挖技术在国内还处于发展阶段，施工设备的智能化程度不尽相同、各种管道的铺设要求存在特殊性，本《规范》以规定电力管道通信管道为主，考虑各类管道施工的特殊性，不对带压力的非开挖管道（如自来水，天然气，石油管道）对接焊焊接技术进行规范。
随着非开挖技术的发展，各单位在使用本《规范》时有意见和建议请及时邮件到infengkeji@https://www.doczj.com/doc/fd15602762.html,。
本《规范》可作为管道建设方的验收要求，也允许作为地方的行业技术
规范或相关单位的内部技术规范。
本规范參考的标准：
TSG D2002-2006 《燃气用聚乙烯管道焊接技术规则》
GB/T 19810-2005 《聚乙烯管材管件热熔对接接头拉伸强度和破
坏形式的测定》
CJJ 63-2008 《聚乙烯燃气管道工程技术规程》
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第一章总则
1.1 为了规范非开挖电信电力管道有的聚乙烯管道的焊接技术工作，保证其焊接质量，由此起草本规范。
1.2 本规定适用于无压力性DN90mm-DN400mm，壁厚6mm以上的聚乙烯管道管材组件焊接工作，不对压力性管道进行规定，但可参照本规范。
1.3 从事非开挖聚乙烯管道焊接工作可以按本规范进行评定合格的工艺进行。
第二章术语
2.1 聚乙烯管道 polyethylene（PE）fuelpipeline
由聚乙烯管材，管件组成的管道系统。聚乙烯管材是由聚乙烯配料通过挤出成形工艺生产的管材。
2.2 公称直径 nominal diameter
为了应用而规定的管道标定直径，聚乙烯管道在指管道的外径，单位为mm。DN为管道的公称直径
2.3 热熔对接焊接 fusion-jointing
用加热工具加热连接部位，使其熔融后，施压连成一体的连接方式。
第三章管材和焊接机要求
3.1聚乙烯管道建设、安装单位应当选用已经取得制造许可证的制造单位生产的管道组件。管道组件制造单位应当提供质量证明书，质量证明书的内容必须齐全，并加盖管道组件制造单位的质量检验章。管道安装单位从非制造单位获得聚乙烯管道组件时，必须取得制造单位制造许可证复印件和聚乙烯管道组件质量证明书原件。管道安装单位应当对所采购的管道组件与质量证明书的真实性和一致性负责。
3.2焊接机要求满足《GBT 2067
4.1-2006 塑料管材和管件聚乙烯系统熔接设备第1部分：热熔对接》中描述的要求。
第四章聚乙烯焊接机理
4.1 聚乙烯是一种热塑性材料，一般可在200℃～235℃之间的范围内被熔化(不同原料牌号的熔化温度可能不相同)，此时若将管材两端熔化的部分充分接触，并施加适当的压力，冷却后便可牢固地融为一体，从而达到焊接目的。
聚乙烯聚合物随温度的变化可分成三种状态；粘流态(粘流体)，结晶态(坚硬固体)，高弹态(橡皮状弹性体)一种高结晶度的聚合物。
聚乙烯管材的熔接完整过程应该经历上述三种状态的转变，聚合物的粘流态下进行的熔接过程中，要获得一个合格的接口，必需满足的基本条件有，合适的外力，可以加剧分子变形，使两界面的分子能充分的缠结；熔接界面必须是干净、干燥的以免影响界面分子间的相互缠结；合理的加热温度和加热时间，以保证获得足够粘流态的融质。
4.2 可焊性的判别一般要在实验室中通过剥离实验的方法判别。在没有实验设备的施工现场，亦可以采用一个简单的方法，粗略判断管材和管件的可焊性及焊接的可靠性：取一个熔焊完成的管件，沿管件的轴线方向锯下一条10～15mm 样条，用两只手钳剥离两侧叠在一起的样条。当二侧的样条受拉变形被伸长，而熔接的界面没有被破坏时，一般可以认为管材与管件具备可焊性。
第五章焊接条件要求
5.1管道焊接操作必须符合以下要求：（一）焊接机的工作温度为－5℃～40℃。焊接环境应当防范不良的气候影响，风雨天气以及在-5℃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；（二）焊接管材表面划伤程度不超过壁厚20%，焊接面以及与焊接面接触的所有物品必须清洁和干燥，需要焊接的部位不能有损伤破坏、杂质、污垢（如：污物、油脂、切屑等）；（三）确保焊接过程的连续性，焊接完成后必须进行充分的自然冷却，以消除其内应力；（四）对于DN≤63mm或者H<6mm的管道组件不允许使用热熔对接的焊接方法；（五）不同级别和熔体质量流动速率差大于0.5g/10min(108℃，5kg)或不同SDR系列的管道组件互焊时，推荐采用电熔连接或采用适当的加工方法使焊接处壁厚等厚。
注：H为公称壁厚，单位为mm。SDR：指公称直径与公称壁厚比值。
第六章聚乙烯焊接要求
6.1热熔对接焊接的操作过程
6.1.1焊接前要求
正确连接对接焊机的各个部件。
测量电源电压，确保电压符合焊机要求。
通电测试，确保焊机没有损坏且符合焊接要求。
检查清洁加热板，当涂层损坏时，加热板应当更换，加热板表面的聚乙烯残留物只能用木质工具去除，油脂必须用棉布和酒精处理。
加热板允许偏差应设定值为加热温度的±5℃。按照焊接工艺正确设置加热温度、吸热时间和冷却时间参数。
加热前，应该在焊接温度下预热，以确保吸热时加热板达到加热温度。
对接前，调节好对接压力大小，因为对接压力过小，界面间长链分子无法充分变形，无法充分重新重叠及缠结；对接压力过大，粘流态的融质则被挤出熔接界面，使界面问的介质大都处在高弹态形成假焊。
6.1.2 装夹管道组件
用支架将管垫平，调整同心度，利用夹具校正管材的不圆度，并且留有足够的焊接距离。
6.1.3 铣切焊接面
焊接断面必须干净、干燥，以免影响界面分子间的相互缠结。铣切使焊接断面光结，平行，确保管材之间的对接断面的间隙小于0.3mm（图6.1），接头的错边量小于管厚10%。不规则的管材对接对接面积的相对对接平面的有效量应大于90%。焊接有难度时焊接面积相对对接平面的有效量不得小于80%。重新装夹时必须重新铣切。
段面间隙小于0.3mm
图6.1
6.1.4 拖动压力的测量和记录
每次焊接时必须测量记录拖动压力（P
1
）。
6.1.5 加热
放置加热板，调整焊接压力（P
3）=拖动压力（P
1
）+焊接规定压力（P
2
）。
当加热板两侧焊接处圆周圈边凸起的高度达到规定值时，卸压至拖动压力（P
1
）或在保证加热板和焊接断面紧合的条件下卸压为0，此时开始吸热计时。
6.1.6 切换时间
达到吸热时间后，移开焊机的可动夹具，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。
在这段切换时间内，熔融的物料暴露在空气中，不但会迅速降温，还会产生一定程度的热降解，因此该段时间的控制就显得非常重要，控制得越短越好
6.1.7对接
），吸热计时完毕，抽出加热板，立即对接焊接面，并将压力升到焊接压力（P
2
开始计时。
6.1.7 保压冷却
在整个对接焊过程和随后的保压冷却过程中，保压冷却过程中应保证压力稳定。冷却压力和时间对于接头质量有着非常重要的影响。为了提高效率而人为地缩短冷却时间是非常错误的。保压冷却过程中禁止移动对接焊接机或焊接管材的其它部位。保压冷却过程中的外力会使管材，管件不能保持在同一轴线上，造成接头内应离增大，从而影响焊接质量。
6.1.7 拆卸焊接元件
到达冷却时间后，将压力卸压为0，拆卸焊接元件完成对接。
6.2 焊接中的问题
6.2.1 焊接翻边问题
如果翻边向两边翻卷的尖端没有同管壁接触，翻边高度过低，通常是由于焊接压力不足或者加热温度过低造成的。
若两个卷边不同轴，主要是装卡定位不良，或管材外径偏差所致。应尽量保证装卡管材时管材外径的偏差不超过壁厚的5%。
同侧翻边不均匀，通常是由于铣削不平或对接夹具轴向间隙过大。
6.2.2 焊接参数
焊接温度的确定，要考虑聚乙烯的特性，加热温度应该设置在粘流态转化温度之上，聚乙烯在粘流态转化之上温度，聚乙烯分子才能互相扩散和缠绕。焊接的温度低，即使焊化的时间再长，由于材料的软化程度不够，不能取得良好的焊接质量。焊接的温度过高，也会出现圈边增大，聚乙烯熔料对工具的粘附，聚乙烯材料氧化降解。
由于聚乙烯材料导热性差，冷却速度慢，焊逢材料的分子重塑成为分子链，焊逢的冷却需要一定的时间和压力。
第七章聚乙烯焊接工艺评定参数、检验
7.1 焊接工艺参数
7.1.1 热熔对接焊接的关键工艺参数
7.1.1.1 焊接温度
推荐焊接温度为200℃～235℃，管道生产单位或管道安装单位可以根据具体的工作环境和需求，适当调节焊接温度。
7.1.1.2 焊接压力和时间
7.1.1.2.1 焊接时间和焊接压力关系
如图7.1
图7.1图中；
P
3
：总的焊接压力,MPa。
P
2
：规定的焊接压力, MPa。
P
1
：拖动压力, MPa。
t
1
：圈边时间,s。
t
2：吸热时间,s,（t
2
=H×10）。
t
3：去除电热板的切换时间,s,（t
3
=3+0.01DN）。
t
4
：调整焊接压力上升时间,s。
t
5
：保压冷却时间,s。
7.1.1.2.2 焊接压力（P
3）和规定的焊接压力（P
2
）
P
3
= P
2
+ P
1
P
2
= S
1*
P
T
/ S
S
1
：管材的截面积，mm2。
S
：焊接液压缸中活塞的一些面积，mm2，由焊机生产商提供。
P
T
：作用于管材上的单位面积的压力，0.15MPa。
P 1：拖动压力，MPa 。
7.1.1.2.3 吸热时间和管道壁厚H 的关系
聚乙烯管道的吸热时间是管道壁厚的关系应为t 2=H ×10。当环境变化时，可以适当调整。
7.1.1.3热熔对接焊接推荐的工艺参数
表7.1 SDR17.6（PE80）管材焊接参数
注：1，以上参数基于环境温度20℃，加热板温度为210℃。 2，SDR 表示管材径厚比。
3，PE80表示材料聚乙烯材料等级。 4，PE100的聚乙烯材料将加热板温度设为225℃，参数可按上表执行。 5，焊接环境每降低5℃，保压可以减少1min 。 7.2 焊接工艺评定检验和试验要求
7.2.1 热熔对接焊接工艺评定检验和试验
表7.2 热熔对接焊接工艺评定检验和试验要求
7.3 热熔对接焊接工艺评定试验件数和合格要求
热熔对接焊接工艺评定试验件数为2组。当宏观检验2组不合格，判定为工艺不合格，其它项目有一项不合格时，判定为工艺不合格。
第八章聚乙烯焊接工考试内容和要求
8.1 聚乙烯焊接工资格范围
见表8.1
表8.1聚乙烯焊接工资格范围
注：申请BW-2必须通过BW-1。
8.2焊接工考试内容
8.2.1基本知识
非开挖铺设聚乙烯管道施工的基本流程。
聚乙烯管道材料的有关基本知识；
聚乙烯管材、管件的标准和技术要求；
焊接设备的种类、名称、使用、维护；
焊接流程、注意事项、操作方法；
焊接缺陷的种类产生的原因和危害；
焊接质量影响因素和预防措施。
8.2.2 焊接操作技能
焊接产品符合7.2的要求，焊接考试数量符合7.3要求。
非开挖无压力性PE管材管道热熔对接焊焊接技术规程规范
第九章聚乙烯焊接工艺评定报告
评定单位:：日期审核：
第十章非开挖无压力性聚乙烯焊工焊接操作技能考试检验记录
焊工姓名：考试编号：
注：Y□√表示合格，N□√表示沒有合格。
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