聚乙烯管道接口的质量控制

聚乙烯燃气管道接口的质量控制 摘要聚乙烯燃气管道接口缺乏有效的无损检测技术手段，其接口质量需要通过正确选择焊 接工艺和焊接机具、加强焊接过程控制、强化自检和验收手段、加强人员的管理与控制来得 以保证。 关键词聚乙烯；管道接口；质量控制焊接机具年检 1前言 聚乙烯燃气管道具有使用寿命长、耐腐蚀、焊接性能好、高柔韧性、流通能力大、施工 速度快、经济性好等优良性能，同样管道的焊口不合格会导致整个管网使用寿命短，甚至会 导致安全隐患。相对于钢管、铸铁管而言更适合于做埋地燃气管道。聚乙烯管道也有其不足 之处，其接口不像钢管一样具有无损检测技术手段来验证合格与否就是其中之一。所以要求 通过严格的质量控制措施来保证聚乙烯管道接口质量合格，这样才能发挥出聚乙烯管道的优 势，推动聚乙烯管道事业的发展。本文从以下几个角度来分析聚乙烯燃气管道接口的质量控 制措施，以供同行参考。 2焊接工艺和焊接机具的选择 聚乙烯燃气管道的连接，是整个聚乙烯管道安装过程中最重要工序，连接技术的优劣， 直接关系到燃气管网系统的运行效果和使用寿命。正确选择焊接工艺和焊接机具是保证聚乙 烯管道接口质量的先决条件。 聚乙烯管道之间按其连接方式的不同，一般分为热熔连接 和电熔连接两种。电熔连接技术及电熔焊机已经运用多年，技术成熟，自动化程度较高，操 作简单，受环境、人为因素影响较少，接头较为牢固可靠，但管件加工工艺复杂，成本较高。 热熔连接是将需要连接管材的管端贴靠加热板上，使管端加热至熔融程度，然后迅速除去加 热板，把已熔融的两端相互对接在一起，施加一定的压力，达到所规定的时间，直到接头冷 却。热熔连接受环境、人为因素影响较多，接头质量没有电熔连接的可靠，但成本较低。 我国在最初使用聚乙烯管道作为燃气管道时大多数采用手动/半自动热熔连接，由于受 人为因素影响很大，出现了很多接头焊不牢的质量事故，这在各地燃气公司均有类似案例。 后来部分地区采用电熔连接，情况得到改善。为降低工程成本，推动聚乙烯管道事业的发展, 做到既安全又经济，国外一直在研究将人为因素影响降到最低的热熔连接机具，并在1990 年开始应用全自动热熔对接焊机，目前国内也在大力推广全自动热熔焊机，逐步淘汰手动/ 半自动热熔焊机。 为了更好地了解手动/半自动与全自动热熔对接的特点，在此对手动与全自动热熔对接 焊机操作特点作一对比，见表1。 表1手动与全自动热熔对接焊机操作特点对比 重要步聚 手动焊机及其潜在的错误可能 全旦动焊机 铢切端面 人为控制，可能洗销量太多 自动控制，铢销量太大时，焊 机提示 检查端面 人为控制，可能有台阶，端面不平 自动控制，端面平滑 检查管道平 直 人为控制，可能跳过此步 自动控制 检查加热板 温度 人为控制，可能在不适当的温度开始 焊接 自动控制，温度不合适不开始 焊接 加压成边 人为控制，压力可能错误 自动控制 初始卷边形 成 人为控制，可能不准 自动控制 自动检测管道位移量，成边时 间根据环境温度调整 吸热时间 人为控制时间，可能不准 自动控制 抽板 人为控制，因时间长，可能造成实际 的焊接温度太低或损伤熔合面 自动弹出，典型时间2秒之内 检查是否夹 持牢固 人为控制，微小的滑脱可能无法察觉， 影响接合面的压力 自动控制，任何滑脱都会提示 熔接压力 人为控制，可能压力不准 自动控制 冷却加压及 冷却时间 人为控制，可能不准 因保压不够，可能压力偏低或冷却时 间不够 自动控制，压力低于10,自 动加压如冷却时间不够焊机 会提示 记录各参数 人为记录，可信度差 从表中可以看出，对于影响对接焊口的重要因素如焊接温度、管道端面对齐情况、焊接 压力、焊接时间、冷却时间和焊接顺序等，手动/半自动焊机不但过分依赖焊工的责任心和 经验，而且有责任心和经验也不一定能控制好，稍为做不好一点，就会产生一个不合格焊口， 而不合格的焊口将对整个管线系统带来不可评估的破坏。自动化程度高的全自动热熔对接焊 机则由计算机控制温度、压力、时间、顺序等焊接参数，准确度高。实践证明焊接质量可靠, 接头牢固，可以与电熔焊接媲美。 为了保障输送易燃易爆燃气的聚乙烯管网的安全性能，应淘汰手动/半自动热熔焊机， 取代为全自动热熔对接焊机。但全自动热熔对接焊机也有其局限性，就是只能用于管材与管 材之间的热熔对接，不能用于三通、弯头等管件与管件或管件与管材的连接，而且一般只适 用于地面上的连接，在沟里连接时要求工作面条件比较苛刻而较少采用。管道壁厚小导致熔 接面较小也不适合用热熔对接。下面几种情况建议均采用电熔连接 1 管道壁厚＜10mm的连接 2 管件与管件或管件与管材的连接，如连接三通、弯头、大小头等 3 必须在管沟里完成的连接口 4 不同材质、牌号管材之间的连接 5 新旧管网的连接 6 带气管网的碰口或修补 除了以上几种情况，其余可采用全自动热熔对接连接，可降低工程成本，做到物美价廉。 综合来说，选择聚乙烯管道焊接工艺时首先要考虑可靠性，然后考虑经济性；选择焊接机具 则要选用自动化程度高的机具，对于热熔连接则一定要使用全自动热熔对接焊机，方可保证 接口质量。 3焊接过程的控制 确定完焊接工艺和焊接机具后，就要严格按照焊机说明和操作步骤以及有关聚乙烯焊接 质量控制要点来施焊。接口质量的好坏主要是在焊接过程中形成的，因此，严格的焊接过程 管理控制是聚乙烯管道接口质量的最有力保证。下面是聚乙烯管道焊接过程的质量控制要 点。 1 电熔连接 ① 焊工应按有关规定进行考试，取得政府职能部门颁发的PE电熔焊工资格证方可施焊; ② 在寒冷气候5C以下和大风、雨环境下进行连接操作时，应采取保护措施或调整 连接工艺； ③ 通电加热的电压和加热时间应符合电熔连接机具和电熔管件生产厂的规定； ④ 管道末端必须切成直角并清除碎屑及附着物； ⑤ 用洁净棉布等擦净管材、管件连接面上的污物； ⑥ 标出插入深度，用专用刮刀将插入端表面表皮刮除，须彻底刮净； ⑦ 用专用夹具夹住校直待连管道，防止熔合过程管道移动； ⑧ 熔合过程和冷却时间内不得碰动管道，移离机身的管子应有十分钟的冷却时间。 2 全自动热熔对接 ① 焊工应按有关规定进行考试，取得政府职能部门颁发的PE热熔焊工资格证方可施焊; ② 在寒冷气候-5C以下和大风、雨环境下进行连接操作时，应采取保护措施或调整 连接工艺； ③ 电压应符合热熔对接机具的规定； ④ 发热板应保持非常清洁，没有污染物、尘埃及聚乙烯熔化物。为清除发热板上余下尘 埃，在每天进行第一次焊接前或转换不同直径管材作焊接前及使用其他方法清洁发热板之 后，都应以卷边形成清洁法来清洁发热板； ⑤ 两段管道须对齐平放，可移动一方用滑动支架承托; ⑥ 用干净棉布等将管末端表面及内外壁抹净； ⑦ 自动铢削完后，以视觉检查铤削面的质量，并严格执行焊接的五个阶段操作完成，即 预热卷边阶段吸热阶段转换阶段提取加热板焊接阶段冷却阶段 ⑧ 焊接过程和冷却时间内不得碰动管道，移离机身的管