浅析钢骨架聚乙烯塑料复合管焊接工艺
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焊工之友焊接技术第42卷第9期2013年9月文章编号:1002—025X(2013)09—0076—04钢骨架塑料复合管焊接技术李晓兰(黄石市广播电视大学十五冶分校,湖北黄石435000)摘要:详细介绍了钢骨架塑料复合管电熔连接前的各项准备工作和电熔焊接工艺,以及其各工序的施工质量控制方法。
关键词:钢骨架塑料复合管;断管封口;打磨修整;电熔焊接中图分类号:T G457文献标志码:B0前言钢骨架塑料复合管是一种新型管材.其以优质碳素钢丝网为增强相,进口高密度聚乙烯、聚丙烯塑料为基体,通过对钢丝点焊成网并在生产线上与塑料连续同步填注挤出、成形的新型双面防腐压力管道。
钢骨架塑料复合管具有较好的刚度和强度,抗蠕变性强,耐磨、内壁光滑且不易结垢,水力工况好。
其节能、节材效果明显,使用寿命可长达50年以上。
目前已广泛地应用于市政建设、冶金、有色、电力、饮食等行业的管道安装中。
l工程概况由本公司承建的黄石山力兴冶薄板有限公司80万t冷轧及镀锌项目分为生产区、生活区及公共设施区三大区域.这三大区域之间的给水管线均采用钢骨架塑料复合管,其中生产区内部的循环水系统也采用了钢骨架塑料复合管.累计使用钢骨架塑料复合管达3.8km。
2安装工艺2.1安装工序在黄石山力兴冶薄板有限公司80万t冷轧及镀锌项目中的钢骨架塑料复合管安装工序如图1所示。
收稿日期:2013-02—11管材及管件检查t管材断管及封口l电熔区打磨及修整l电熔套筒连接及调平l电熔焊接圈l钢骨架塑料复合冒安装工序2.2管材及管件检查管道施工前须对管材及管件进行检查.尤其对封头部位进行仔细检查。
(1)检查管材及管件表面是否光滑,是否有裂纹、碰伤及划伤,内部的增强钢丝网是否外露。
如发现有裂纹或者碰伤、划伤应立即补焊至合格,如管材及管件损伤严重,则标识为不合格品。
(2)检查电熔套筒内外表面是否光滑,是否有裂纹、碰伤及划伤。
外观质量检查合格后。
使用电桥测量电熔套筒的导通情况及电阻值,不合格的电熔套筒标识为不合格品。
钢骨架聚乙烯塑料复合管施工工艺[钢骨架聚乙烯复合管安装施工技术及要点]摘要:以内蒙德晟金属制品工程新兴管材“钢骨架聚乙烯复合管”(简称SRPE管)安装为例,简要介绍其施工技术及要点。
关键词:钢骨架聚乙烯复合管;SRPE管;电熔;施工技术;工艺要点:TU74:A :引言随着时代的进步和科技的发展,一种新型管材“钢骨架聚乙烯复合管”(以下简称SRPE管)应运而生,由于 SRPE管具备:价格低廉(和同规格钢管价相差不多)、寿命长久(一般50年的使用期)、重量轻、运输便捷、安装方便、利于环保等诸多优点,所以倍受人们青睐。
而传统的管道施工技术已经不能满足SRPE管安装要求,本文结合实践经验,对SRPE管安装施工技术及要点介绍如下:一、工艺流程图二、工艺原理利用220V±20V电压,采用专用电熔套筒,将管道接口逐根连接一体。
三、工艺特点1、SRPE管适用于工作压力≤1.6MPa的给排水系统管道,特别适合防火要求严格的厂房、车间、工厂;2、埋地敷设时,管道采用电熔联接,与金属管采用法兰联接;3、SRPE管最小管径为DN50,与< DN50管连接时,均需采用变径。
四、施工工艺要点1、施工准备(1)施工工具:手提切割机、万用表、榔锤、打磨机、发电机(施工电源电压不足时使用)、水桶、6mm电缆线(3芯以上)、手动葫芦等。
(2)辅助材料:无水酒精(在做大口径管材时用)、记号笔、毛巾、钢丝绳、砂纸磨片、垫木等。
2、管材、管件的验收(1)接受管材、管件必须进行验收。
验收内容包括:产品合格证、质量保证书、各项性能检验报告、规格数量、包装情况及管材、管件的质量等。
(2)验收管材、管件时,应在同一批中抽样,并按现行企业标准《钢骨架塑料复合管及管件检验标准》的规定内容进行检查,必要时进行全面测试。
3、管材、管件的存放(1)管材管件应存放在通风良好、温度不超过40℃的库房或简易场地。
不允许与火焰及高温物体接触。
若存放时间较长则应有遮盖物。
钢丝网骨架聚乙烯塑料复合管的电熔焊接摘要:在石油化工、矿山、市政、燃气等行业钢丝网骨架聚乙烯复合塑料管被广泛运用,以上海漕泾地区1200吨/年催化剂项目中钢丝网骨架聚乙烯复合塑料管的施工为例,详述其电熔焊接工艺和质量控制,解决了项目施工过程中产生的该管材电熔焊接接头漏水问题,同时通过施工定额对比简述了该种复合塑料管的推广带来的经济效益和社会效益。
关键词:钢丝网骨架聚乙烯塑料复合管;电熔焊接;质量控制;经济效益 1引言随着社会经济的发展,一些传统的施工材料逐渐被新型的经济环保安全的材料所代替,尤其是复合材料的大力发展,大大提高了施工效率、降低了使用及施工成本,带来了良好的经济和社会效益。
以上海漕泾地区的1200吨/年催化剂项目为例,由上海华谊建设有限公司施工总承包,该项目部分工艺物料管线及地下管网工程中给水管即采用的是钢丝网骨架聚乙烯(PE)复合塑料管,本人参与了该部分管道的施工,在给水管最终试压时出现了个别接头渗漏的现象,通过分析查找原因解决了问题,并进行了总结,以下会针对此进行阐述。
2 钢丝网骨架聚乙烯复合塑料管性能特点钢丝网骨架聚乙烯复合塑料管材是以包覆处理后的高强度钢丝连续缠绕成型的芯层为增强骨架,采用专用热熔胶、塑料通过挤出成型方法复合成一体的新型环保管材。
它既保留了钢管优良的承压性能,又保留了塑料良好的质量轻、耐腐蚀、耐热保温、管道连接牢固、卫生性能、无毒以及其易于敷设、技术可靠、使用寿命长等特点,且直埋于室外土壤内的大型管道使用电熔工艺,可有利地克服接头渗漏的难题。
【1】3 钢丝网骨架聚乙烯复合塑料管的焊接及质量控制3.1 连接方式钢丝网骨架聚乙烯复合塑料管连接可以采用法兰连接、电熔连接、热熔连等多种方式,应依据现场实际情况合理选择连接方式。
1200吨/年催化剂项目部分使用钢丝网骨架聚乙烯复合塑料管的工艺管线与阀门相连采用的是法兰连接,厂区给水管均为地下直埋,根据需要现场采用的电熔连接,以下将以钢丝网骨架聚乙烯复合塑料管电熔焊为例描述。
钢骨架塑料复合管施工工艺总结孟亚奇中国风电集团阜新联合风力发电有限公司014040摘要:钢骨架复合管从结构上分为内管、骨架和外管等几部分,骨架是由编制焊接成网的钢丝骨架或冲压成孔的钢板网组成;这种钢塑复合管在使用性能方面具有许多优势。
本文主要针对施工工艺方面的特殊性能及施工过程中应注意的相关事项作总结性探讨。
关键词:钢骨架塑料复合管工艺原理电热熔连接试压验收1、钢骨架复合管的工艺原理及特性。
由于钢骨架复合管是在骨架成型后外壁采用高密度聚乙烯材料,内管壁采用超高分子量聚乙烯材料,钢塑共挤一次成型的工艺,因而克服了钢塑分离的技术难点,其耐压、抗冲击力等性能指标优良,这样不仅使加强的金属丝或钢板网处于无缝的有效保护中,同时消除了管内的压力或腐蚀性介质可能对管材造成的侵蚀或损坏,不仅具备了钢管的强度、硬度,而且具有耐磨性、耐腐蚀性、不结垢、不污染、使用寿命长等特点。
在使用性能方面具有许多优势:如抗蠕变性能好、长期静压强度高,同口径管材壁厚减薄,压力等级提高;导热系数低,冬季使用外壁不需保温,夏季使用亦不结露,节能性好,耐温度性能高可达70 ℃;抗脆裂性能较PVC 管大幅度提高;强度好、刚性好、抗冲击性好,具有类似钢管的低线性膨胀系数,抗蠕变性和防紫外线照射性,耐磨性能是钢管的5-8倍;管材热膨胀系数小;输送化学物质、危险品时安全系数大幅度提高;在非开挖敷设技术、定位示踪方面也有明显优势;常规条件下工程综合造价随管径增大优势越明显;考虑到防腐、安装、使用寿命等因素,综合成本较钢管低;内壁光洁,不结垢,水头损失比钢管低30%。
2、管道铺设应注意的要点。
在沟槽内铺设管道时,如设计未规定其它材料的基础,应铺设在未经扰动的原状土上。
管道穿越公路时应设钢或钢筋混凝土套管,套管内径至少大于管材外径150mm。
套管内有接头时,则必须在试压合格后方可进行穿越。
钢骨架塑料复合管在地面下铺设时,最小管顶覆土厚度应符合下列规定:埋设在行车道下时,不宜小于1m;埋设在非行车道下时,不宜小于0.6m;在直管段埋设时宜随地形自然弯曲铺设,直管段结束端应设置固定支墩,以防止其变形压力传递到其他原件上并造成破坏。
钢丝网骨架塑料复合管工艺方案一、引言钢丝网骨架塑料复合管是一种具有优异性能的管道材料,广泛应用于工业领域。
为了确保管道的质量和稳定性,本文提出了一种钢丝网骨架塑料复合管的工艺方案。
二、材料准备1. 钢丝网:选择高强度、耐腐蚀的铁丝制作成合适尺寸的网格结构;2. 塑料料粉:根据所需管道的特性选择合适的塑料料粉;3. 助剂:根据不同塑料料粉的特性选择相应的助剂。
三、工艺步骤1. 钢丝网加工:将选定的铁丝制作成合适尺寸的网格结构,确保网格的平整度和强度;2. 塑料料粉配置:按照一定比例将所选塑料料粉和助剂充分混合,并在混合过程中保证无异物和杂质;3. 熔融挤出成型:将混合好的塑料料粉在挤出机中进行熔融加热,并通过挤出机的挤压将塑料料粉挤出较为均匀的管材形状;4. 钢丝网插入:在挤出的塑料管材内插入预先加工好的钢丝网,在保证钢丝网位置正确和牢固的前提下将其完全插入;5. 冷却固化:将插入钢丝网的塑料管材通过传送带进行冷却和固化,使其保持规整的形状和稳定性;6. 检验和包装:对冷却固化后的钢丝网骨架塑料复合管进行质量检验,并进行合适的包装。
四、质量控制1. 钢丝网质量控制:要求钢丝网的平整度、强度、耐腐蚀性满足设计要求;2. 塑料料粉质量控制:保证塑料料粉的纯度和与助剂的充分混合;3. 挤出成型控制:控制挤压机温度、齿轮速度和压力,确保挤出的塑料管材形状和尺寸符合要求;4. 钢丝网插入控制:保证钢丝网插入的位置正确、牢固和完全;5. 冷却固化控制:控制冷却速度和固化时间,确保管材的规整性和稳定性。
五、安全注意事项1. 操作人员应经过相关培训,并熟悉各项操作规程;2. 操作过程中应穿戴合适的防护装备,确保人身安全;3. 使用挤出机等设备时,应注意安全操作,避免意外发生;4. 周围工作环境应保持整洁,确保安全生产。
六、总结本文所提出的钢丝网骨架塑料复合管工艺方案,综合考虑了材料准备、工艺步骤、质量控制和安全注意事项。
钢丝网骨架塑料(聚乙烯)复合管管道施工工法钢丝网骨架塑料(聚乙烯)复合管管道施工工法一、前言钢丝网骨架塑料复合管是一种新型的管道材料,通过将聚乙烯管与钢丝网骨架结合而成,具有较高的刚度和强度,广泛应用于各种管道工程中。
本文将介绍钢丝网骨架塑料复合管的施工工法,包括工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点钢丝网骨架塑料复合管管道施工工法具有如下特点:1. 轻质高强:钢丝网骨架塑料复合管由聚乙烯管与钢丝网骨架复合而成,具有轻质高强的特点,既保证了管道的刚度和强度需求,又减轻了管道的自重,方便施工和安装。
2. 耐腐蚀:聚乙烯材料具有较好的耐腐蚀性能,能够适应各种恶劣环境条件下的使用,提高了管道的使用寿命。
3. 节能减排:钢丝网骨架塑料复合管的生产过程对环境无污染,管道材料可回收再利用,具有良好的环保特性。
4. 施工便捷:钢丝网骨架塑料复合管采用一体化设计,具有较好的连接性能,施工过程中连接简便,提高了施工效率。
5. 经济实用:钢丝网骨架塑料复合管的施工成本相对较低,维护成本也较低,是一种经济实用的管道材料。
三、适应范围钢丝网骨架塑料复合管广泛应用于以下领域:1. 市政工程:适用于给水管道、排水管道、燃气管道等市政工程中,具有抗压、耐腐蚀和耐老化等特点。
2. 农业渔业:适用于农田灌溉、水利工程、水产养殖等领域,具有耐腐蚀和抗震性能。
3. 矿山工程:适用于煤矿、金矿、铁矿等矿山工程中,具有耐磨、耐压和抗破裂等特点。
4. 交通工程:适用于道路、铁路、桥梁等交通工程中,具有抗压、耐腐蚀和抗震性能。
四、工艺原理钢丝网骨架塑料复合管的施工工法采用以下技术措施:1. 材料准备:根据实际工程需要,选择合适的聚乙烯管和钢丝网骨架,并进行预处理,确保材料质量符合要求。
2. 接口处理:对聚乙烯管和钢丝网骨架的接口部分进行处理,采用热熔焊接或机械连接等方式进行固定,确保连接牢固。
钢骨架塑料复合管焊接技术摘要:钢骨架塑料复合管是一种新新型管材,这种管道具有较好的刚度和强度,采用电熔法连接,文章详细介绍了钢丝网骨架塑料(聚乙烯)复合管材的焊接工艺。
关键词:钢骨架塑料复合管、等经直接、电熔法连接由咸阳市自来水公司承建的兰池大道给水管道工程是咸阳市政府2010年的重大项目建设之一,西起金旭大道,经窑店、正阳两乡镇,东至西铜高速匝道收费站,全长18.3公里,是咸阳市东郊的主干道供水管线,该供水工程管材全部采用DN500钢骨架塑料复合管材,该管道输水温度不大于40度,工作压力0.5 Mpa,试验压力1.0 Mpa。
钢骨架塑料复合管作为一种新兴的管材,电熔法连接大管径钢骨架塑料复合管给水工程又是一项新的工艺流程。
钢骨架塑料复合管是以优质低碳钢丝为增强相,高密度聚乙烯为基体,通过对钢丝点焊成网与塑料挤出填注同步进行,在生产线上连续拉膜成型的新型双面防腐压力管道。
较好地解决了金属管道耐压不耐腐、非金属管道耐腐不耐压、钢塑管易脱层、玻璃钢管对敷设环境要求较高的诸多缺点。
这种管道具有较好的刚度和强度,抗蠕变性强,耐磨,管材外型美观,内壁光滑,可减少结垢和结蜡,减少管线清洗次数,而且管道与介质摩擦阻力小,施工方便,便于维修。
1、工艺原理管材与管件采用电热熔方式连接,利用管件内部发热体将管材外层和管件内层塑料同时熔融,使管材与管件可靠地融成一体。
2、焊接施工工艺备料一打磨氧化层一清洁焊接面一标记承插深度一检测管件线圈一装配管件一检查配合一固定接线处一管件编号一焊接一冷却一局部回填(支架安装固定)一试压验收一整体回填竣工。
3、管材验收3.1、管材、管件必须进行验收。
验收内容包括:产品合格证、质量保证书、各项性能检验报告、规格数量、包装情等。
3.2、管材要求:表面应光滑平整,外表面应呈自然收缩状态,内外表面不允许有气泡、裂口、分解变色及明显的机械伤痕,管材两端切割平整。
3.3管材的几何尺寸,尤其是管材、管件(包括电熔接头)的两端管口的椭圆度需在允差范围之内(不圆度应不大于3%);4、管道布置4.1管道宜在沟槽内进行连接,下管时应采用软带或麻绳平衡下移,防止管材划伤、扭曲或过大的拉伸和弯曲。
钢丝网骨架塑料复合管的电熔焊接工艺沙多玛(广州)化学有限公司[一期工程],总投资6000多万美元。
由我公司负责施工总承包,该工程管道总长约27629m,包括不锈钢管、无缝钢管、镀锌管、焊接钢管、塑料管、钢丝网骨架塑料复合管等。
其中钢丝网骨架塑料复合管约2239m,主要分布在厂区,焊接质量对管道安装的质量起着决定性的作用。
下面就结合工程实际,介绍钢丝网骨架塑料复合管的电熔焊接工艺。
一、结构形式钢骨架塑料复合管是以高强度钢丝左右螺旋缠绕成型的网状骨架为增强体,以高密度聚乙烯(HDPE)为基体,并用高性能的粘接树脂层将钢丝网骨架与内外高密度聚乙烯紧密连接在一起。
该粘接树脂是一种高性能粘接材料,属于HDPE改性材料,与HDPE在加热条件下能完全熔融为一体,同时,其极性键与钢有极强的粘接性能,由于粘接树脂的使用,成功地解决了钢、HDPE间无连接因子的问题,具有更优良的复合效果。
二、焊接原理钢骨架塑料复合管的连接采用电热熔连接和法兰连接两种方式。
电热熔连接是将复合管插到电热熔管件中,对预埋在管件内表面的电热丝通电使其发热。
先使管件内表面熔化而产生熔体,熔体膨胀并充满管材管件的间隙,直至管材外表面也产生熔体,两种熔体互相熔融在一起,冷却成型后,管材与管件紧密连接为一体。
三、焊接前准备1.人员准备1.1施焊人员已接受技术交底,掌握焊接工艺的要点;1.2施焊人员已熟悉设备的操作规程。
2.材料准备2.1管材的内外壁应光洁平顺,不允许有气孔,裂纹,分解变色线及明显的划痕,但允许有因自然收缩引起的细微凹坑和凸起;2.2管件应完整,无缺陷,无边形;加热组件应完好无损;2.3管件规格尺寸及偏差应符合表1要求(见下表):表1 管件规格尺寸及偏差2.4检查管件与管材的压力等级是否匹配。
3.机具准备3.1确认热熔设备的额定电压是否与电源相符;3.2检查热熔设备的显示是否正常;3.3检查热熔设备的动作是否灵敏。
四、焊接工艺1.工艺流程下料→刮氧化层→清洁焊接面→测量管件→承插深度标记→电阻测试→承插→通电→→焊接→冷却2.焊接工艺2.1根据实地安装需要的长度进行下料,切割时必须使用专用的割管器垂直切割管材,切口应平整,去毛刺、飞边。
钢骨架增强塑料复合管电热熔焊接工艺研究-3PE电熔管件焊接工艺探讨对PE电熔管件焊接参数进行了研究,提出了焊接时恒压及过程动态控制的方法,推导出焊接电压的计算公式,有效解决了施工焊接中存在的关键问题。
关键词:电熔焊接、焊接电压、焊接动态过程控制我国近几年以来非金属管材发展迅速,尤其以PE为基础材料的各种复合管材更为突出。
以PE为材质的复合管连接基本上全部采用PE电熔管件,此类管件的性能、结构、生产设备以及安装施工工艺在较多的文章中都有介绍,但涉及到其中最关键的电熔焊接参数方面的问题基本上都是一笔带过,很少有详细的探讨,笔者从事PE电熔管件制造、试验及施工多年,现就此重点介绍电熔管件焊接参数的确定以及施工中必须注意的事项。
PE电熔管件结构形式如图1所示图1 电热熔套筒PE电熔管件在装配时应做到以下几点焊前准备工作:(1)管材、管件内外表面保持干燥,如有水或潮湿应采取干燥措施。
(2)用电动钢丝刷去除管材焊接部位的氧化层,使得表面粗糙以保证融合两表面受热均匀,融合良好。
(3)用丙酮擦拭管件内表面,以去除水、油锈等污物。
(4)根据管件的深度在管材上作记号,保证管材插入到位。
1 焊接方法及焊接参数的确定21.1焊接方法的确定(1)焊接原理:电熔焊接的基本原理是通过给嵌于管件内壁的铜丝通电,使焊接部位受热达到一定温度,在此温度下,融合面上的塑料树脂发生相变,由固态转变为粘弹态,高分子链段获得了一定的活动能力,同时塑料树脂材料受热膨胀,增大了整个融合面的压力,这样就使得连接界面处的高分子材料互相渗透、交织,而后通过冷却使得材料重新结晶排列,整个焊接部位结合成一个牢固的整体,完成焊接过程。
(2)焊接方法:焊接过程中的热量是由嵌于管件内表面的铜丝通过专用热熔焊机通电产生的。
由基本的电学公式Q=I2Rt,我们知道铜丝导电发热是与电流、电阻、时间或电压、电阻、时间有关的,根据焊机的调节特点,我们可以分别采用恒压或恒流对铜丝通电,因此把电熔焊接分为恒压焊接和恒流焊接两种方法。
PE钢丝骨架复合管是一种新型的管道材料,其具有耐腐蚀、耐化学药品侵蚀、抗疲劳等优点,因而在工业领域得到了广泛的应用。
在实际生产和工程应用中,PE钢丝骨架复合管的焊接工艺是十分重要的一环,只有选用合适的焊接方法,才能保证焊接质量和管道的使用寿命。
本文将就PE钢丝骨架复合管不同规格的焊接方法进行详细介绍,以供参考。
一、焊接方法分类PE钢丝骨架复合管的焊接方法可以分为热熔对接焊、热熔插口焊和电热熔对接焊三种。
1. 热熔对接焊热熔对接焊是通过熔融材料的方式来实现管道的连接。
在对接焊中,首先要将PE钢丝骨架复合管的两端加热至熔融状态,然后将两端对接在一起,冷却后形成牢固的连接。
2. 热熔插口焊热熔插口焊是将管端热熔后插入法兰或管接头中,通过冷却后产生的热收缩力使管端与法兰或管接头融合为一体。
这种焊接方法适用于带有法兰或管接头的PE钢丝骨架复合管的连接。
3. 电热熔对接焊电热熔对接焊是通过电热熔接头将PE钢丝骨架复合管的两端加热至熔融状态,然后将两端对接在一起,冷却后形成牢固的连接。
与传统的热熔对接焊相比,电热熔对接焊具有操作简单、效率高的优点。
二、焊接方法选择在选择PE钢丝骨架复合管的焊接方法时,需要考虑以下几个因素:1. 管道规格:不同规格的PE钢丝骨架复合管适用的焊接方法有所不同。
一般来说,直径较小的管道适合采用热熔插口焊,直径较大的管道适合采用热熔对接焊或电热熔对接焊。
2. 环境条件:在一些特殊的环境条件下,比如温度较低或者潮湿环境,需要考虑选用适合的焊接方法,以确保焊接质量。
3. 施工条件:施工条件也是选择焊接方法的重要考虑因素。
在室外施工时,可以采用电热熔对接焊等便于操作的方法。
三、焊接工艺无论采用何种焊接方法,都需要注意以下几点:1. 焊接前应仔细检查PE钢丝骨架复合管的表面,确保其清洁、无损伤和污染。
2. 焊接过程中需要控制好加热温度和加热时间,避免热过量造成管道变形或者热应力过大。
3. 焊接后,应及时对焊口进行检测,确保焊接质量。
浅析钢骨架聚乙烯塑料复合管焊接工艺摘要:钢骨架聚乙烯塑料复合管(PE管)是一种技术含量高、双面防腐、耐压的新兴复合管,在工程中有很大的前景。
本文主要通过对PE管焊接原理的分析、焊接工艺参数的调整,提高了焊接合格率。
关键词:钢骨架聚乙烯塑料复合管电熔焊合格率0 引言PE管道是以高密度或中密度的聚乙烯原料生产的新型管材,钢骨架聚乙烯塑料复合管是一种技术含量高、双面防腐、耐压的新兴复合管。
这种管材以表面经过特殊加工处理的钢丝按经、纬方向点焊成网作为增强相,管内外壁均以高密度聚乙烯为基体,采用真空挤塑技术与塑料挤塑拉膜技术加工而成的复合管道。
钢骨架聚乙烯塑料复合管的基体材料高密度聚乙烯具有很好的化学稳定性、机械强度、耐寒度、电绝缘性盼、辐射稳定性、无毒性(绿色产品)、比重小、强度与重量比值高、脆化温度低(-80℃)和韧性优良、耐冲击、耐蠕变性,因此钢骨架聚乙烯塑料复合管集抗腐蚀性、耐磨性与耐压于一体,摒除了钢制管道耐压不耐腐,塑料管道耐腐不耐压、钢衬塑管道塑料与钢管脱层、钢涂塑管道易磨损开裂、玻璃钢管施工条件苟列、抗冲击性能差的缺点,是一种具有广阔应用前景的新兴管材。
但是在实际焊接过程中往往因为参数选择不合理或操作不当,严重影响焊接合格率,不但影响了PE管的应用,同时没有检测出来的焊接缺陷也为工程质量埋下了隐患。
1 PE管道焊接原理1.1 PE管焊接原理聚乙烯管电熔焊接的原理是用电熔焊机给镶嵌在电熔管件内壁的电阻丝通电加热,其加热的能量使管件和管材的连接界面熔融。
在管件两端的间隙封闭后,界面熔融区的熔融物在高温和压力作用下,其分子链段相互扩散,当界面上互相扩散的深度达到了一定的尺寸,自然冷却后就可以得到必要的焊接强度,形成可靠的焊接接头。
电熔连接是电熔管件在电熔焊机的支持下连接管材的一个过程。
根据电熔焊接原理和国内外的实践经验已经证实,能否形成管道可靠的焊接连接,主要由电熔管件的设计、电熔焊机提供的电源电压的稳定性、管件和管材的材料性质、管件和管材连接界面的预处理状况、管件和管材连接界面间的缝隙宽度和均匀性、管件和管材的对中和夹持稳定状况、焊接工艺参数(如电压、时间等)、焊接时环境温度、操作人员的水平等因素决定。
2 电熔焊机及辅助设备机具简介2.1 电熔焊机电熔焊机的作用简单来说就是将电网或发电机电源经过降压变换控制后输入到电熔管件电阻丝的一种电力电子设备如图2.1。
图2.1电熔焊机外观图电熔焊机性能主要有以下几个方面的要求:1)、结构设计,电熔焊机的外壳防护等级达到IP54,同时应具有防止踫撞的保护措施。
2)、性能指标,电熔焊机的性能指标主要是输入电源范围、能量输出精度、有效值控制、能量补偿功能几个方面。
3)、安全防护,电熔焊机是用于野外施工,因此,必须有安全防护措施,这主要体现在输出电源的绝缘保护及管件阻值检测上。
4)、焊接可追溯性,由于聚乙烯管道系统的特殊性,要求其每次的焊接数据都必须可以追溯。
2.2 辅助机具在聚乙烯管道系统的焊接过程中,一般还用到热风机,老虎钳,磨光机、专用磨光片、拉伸组对器、平板尺、木锤、固定夹具、吊装带等配套工具,这些配套工具的使用保证了PE管道的焊接质量。
3 焊接常见缺陷的类型及分析3.1 电熔管件焊接时短路,过熔。
电熔管件焊接时短路,过熔直接影响焊接质量,导致整体管线安装不合格,属于严重质量问题,最经常的原因是管子在管件内的定位不正确:插入深度未到位,轴向未对中等:或管子与管件尺寸配合出现较大偏差,如管子的不圆度严重超标。
另外还可能是由于电熔管件和管材连接处有水分或者加热时间过长使得电阻丝在管件内部游动时两根接触,瞬时加热造成局部碳化也会造成短路。
造成管件内电阻丝挤出管件端口,接缝处有喷射状熔融物溢出。
3.2 结构畸变在焊接过程中,如若聚乙烯管材和管件安装不当,就会使焊接接头丧失保持原有结构的能力,具体表现为电阻丝错位,承插不到位或不对中。
对于管材直径较小或是管材与管件配合较紧的接头,熔焊区压力过大时,电阻丝就会在聚乙烯熔体的带动下产生位移,水平间距发生不规则变化,这种现象象称为电阻丝错位;若待焊管材与套筒没能实现紧密有效的承插装配,就会使聚乙烯熔体在焊接过程中流出焊接区域,焊接前两段待焊管材没有固定致使管材不在同一轴线上,会导致部分焊接界面的强度不足,形成安全隐患。
这些缺陷主要是人为因素的影响,为此在焊接操作时应严格按操作规范进行,承插管材和套筒后必须保证同轴度。
3.3 过焊焊接输入功率过高,焊接时间过长或装配不当时,焊接过程中电阻丝的温度过高,就会使其周围的聚乙烯因过热而断链裂解,产生相对分子质量较低的聚合物,在焊接熔焊区产生不连续区域,降低了材料的性能,焊后接头易发生失效。
过焊接头的聚乙烯分子链达到了一定程度的缠结,可承受低于标准的载荷,但长期使用性能并不能符合要求,使用一段时间后易破坏。
3.4 熔合不均匀,夹杂融合不均匀,影响管件连接强度,对以后使用过程中有质量隐患。
可能原因管件和管材连接处打毛不充分,或是打毛后未对打毛处进行清洁处理,连接处有油污,水和泥沙,也有可能是未及时根据现场温度和施工环境对焊接参数做出相应的调整。
管子在管件内定位不正确也会造成接头处熔合不均匀,影响焊接质量。
4 焊接工艺4.1 基本要求电熔管件应保护好包装,直到使用时方可拿出。
在开始焊接前,管件内表面应保持干燥、清洁。
4.2 打磨对于需要切口的管材,用塑料管材切刀或带切削导向装置的细齿锯切断管材,必须确保其端面垂直于管材轴线,不能有斜口。
用小刀切除内、外部边缘的毛刺。
同时用老虎钳将管槽中钢丝圈取出,并用热风枪将焊丝熔敷在凹槽内。
为了提高熔接性能,安装电熔前应将管材的熔接面除去氧化层。
采用适当的工具,DN50~200的宜采用手刮刀(玻璃片),由于小口径管壁较薄,只要去除氧化层为宜;DN250~500的由于口径大,面积大,宜采用打磨处理,提高效率。
去氧化层时应均匀刮整个周边,面面俱到,不允许漏刮。
刮削长度到管件端头标记处为宜。
管件内壁同样的需做清洁处理,小口径的采用酒精擦洗,大口径的可采用刮去表皮处理,由于管件内壁布有铜丝,宜采用手工刮削,不宜用电磨处理,用电磨时,要用软磨片,避免铜丝露出。
4.3 组对用打毛处理好的电熔套筒连接管材两端,将管材或插口管件插入到电熔管件承口区域,检查管材或插口管件上的插入深度标记线,同时,使用拉伸器和吊装带固定管件,调节拉伸器以保证管材两端均匀插入电熔套筒,必要时可以使用木锤对电熔套筒四周进行捶击,使管材端部插入电熔套筒长度的一半为宜,同时要确保管材、管件的同心度,确保管材承插到位,保证熔接质量。
如果承插不到位,加热部份露空,融熔接面积减少,承压能力大大降低,且焊接过程中管材从电熔管件中受熔融料压力外移,管件内将会塑料熔塌,造成管件焊穿。
同时,在组对过程中要保证端部打毛部分的清洁度。
管材必须插到位,并使管材与管件保持平行,为了确保管材的穿插到位,需在插口端做好插入深度标志。
同时要合理掌握插口端氧化层的刮削量,严禁用重物敲击过量装配。
4.4 焊接过程4.4.1 接电源,调整参数焊机使用的电源有220V及三相380V两种,使用前务必核对清楚。
所使用的电缆致少3×6+1mm2规格,如输送的距离过长,电缆需适当加粗,减少线损。
同时影响焊接质量的主要参数为电压,熔接时间.4.4.1.1电压波动对接口质量的影响给定的电熔管件内电阻丝电阻值一定,因此,电阻丝的发热功率完全取决于电源提供的电压,故焊口的质量会因电压波动影响加热功率而变坏。
过小的焊接电压导致热输入不足会使电熔接头冷焊,管材和套筒不能有效熔合,易发生脆性破坏,过高的电压会造成过焊,电阻丝发生错位偏移,过高的热输入使熔融面的聚乙烯劣化,接头强度低于正常的焊接接头,受力后在管材处发生破坏,因此熔接电压对接口质量起到很大作用。
4.4.1.2 熔接时间对接口的影响每个规格的电熔管件所需的热量范围都是固定的,过多或过少的热量都将对焊接质量产生致命的影响,而在焊接电压和管件电阻固定的前提下,焊接时间是管件发热量的主要决定因素。
因此在焊接过程中调节电压和焊接时间对于焊接质量起到非常大的作用,参考厂家给的工艺参数及现场实际的情况,并通过多次试验,优化焊接参数,对电压和时间做出一定的调整。
如表4.1为优化过的焊接参数。
表4.1优化的焊接参数管径50 80 100 150 200 250 300 350 400 450 500U1(V) 15 26 28 50 80 50 80 100 120 140 150T1(S) 90 90 90 120 120 120 120 120 180 180 400U2(V) 0 0 000000000T2(S) 90 90 90 120 120 120 120 120 120 180 180U3(V) 25 38 48 160 115 70 100 120 140 160 160T3(S) 210 215 210 300 290 450 450 600 530 900 900 说明:U1焊接过程中预热电压,T1为预热时间,U2干燥电压,T2干燥时间,U3焊接电压,T3焊接时间。
4.4.2 操作过程焊接按起动“按扭”时,待起动后,按“确认”,对焊机进行调试,是否能正常工作。
确认焊机正常工作后,按“编程熔接”如图4.2步骤1,并输入管径开始进行焊接如图4.2步骤2按“熔接”,进入自动熔接阶段如图4.2步骤(3,4),第一阶段预热过程,第二阶段冷却,干燥过程,第三阶段熔接过程,然后进入自然冷却过程,焊接完后在冷却过程中要让接头处于自然状态,且应保证冷却过程中不受任何外力作用,不得移动、转动接头部位及两侧管道。
防止因为焊接后外力作用破化接头处的强度和焊接质量。
完成焊接后,卸除输出线与管件的连接。
观察管件的温度是否正常,左右前后温度有无较大差异,冒料是否影响美观。
如有不正常现象应给予当场切除处理。
在焊接过程中密切关注焊接进展情况,适当保持人身、设备与焊接件间的距离,防止由于不正当操作等原因造成的意外事故对人身和设备的损伤。
步骤1步骤2步骤3步骤4图4.2 电熔焊接步骤5 结论通过对焊接中常见缺陷产生原因的分析,制定出了一套PE管电熔焊接的操作程序。
通过焊接实验,优化了焊接参数,提高了焊接合格率。
在福州项目已完成的5653米的给排水管线及329米的工艺污水线均为PE管,通过对焊接中常见缺陷的分析,调节电压和焊接时间,优化焊接参数,并在焊接过程中严格执行规范,减少了焊接缺陷,合格率达到100%。
本文总结出的PE管焊接程序和要求值得在以后的工程中进行推广应用。
参考文献[1]GB/T13663.2-2005 给水用聚乙烯管件[2]《钢骨架聚乙烯塑料复合管的特性及施工方法介绍》[3] GB/T 20674.2-2006塑料管材和管件聚乙烯系统熔接设备第2部分:电熔连接:《电熔连接》。