PE焊机培训资料

1、聚乙烯（PE）给水管道热熔对接培训材料无锡胜达塑管熔接设备厂无锡胜达塑管熔接设备厂是从事热塑性塑料管道连接设备研究、生产的专业厂家，是中国最早从事该项目开发、研究、生产的企业之一。经过十多年的发展，目前开发的产品包括热熔对接焊机、管件热熔对接机、马鞍型热熔焊机、以及施工用各种专用辅助工具等7大系列20多种型号的产品，并对部分技术拥有专利。产品占据全国60以上的市场份额，被国内各管材、管件生产厂家、煤气和自来水公司、专业施工单位等广泛使用；部分产品已远销海外市场。 目 录1 PE管道的产品种类及其应用范围42 PE管道的连接方法及设备52.1 热熔承插连接52.2 热熔对接连接52.3电熔连接8

2、2.4机械连接103 PE管道的施工及系统验收113.1 PE管道系统敷设113.2 PE管道系统验收134 PE管道系统的维修14附录一：16附录二：18编者按：关于PE管道连接的就简单介绍这些，由于水平原因，错误和不足之处，欢迎批评指正。1 PE管道的产品种类及其应用范围 我公司生产的PE管道因其良好的使用寿命、卓越的抗腐蚀性能、优异的卫生性能、良好的耐冲击性、可靠的连接性能和方便的施工性能等，被广泛的应用于诸多领域：1 燃气输配2 城镇供水3 农业灌溉4 化工管道5 排污管道6 矿山沙浆输送7 热力护套8 电力电缆护套9 旧管道穿插修复等等。按照产品标准、原材料以及性能要求的不同，我公司

3、的PE管道产品主要有以下几个品种：1 供水管 供水管道按照其承受压力等级可分为PN2、PN3.2、PN4、PN6、PN10、PN16等规格,其中较常用的主要有PN4、PN6和PN10三种规格。2 燃气管 燃气管的压力等级一般以其径厚比（SDR，SDR=外径/壁厚）表示，国家标准规定主要有SDR11（最大承压能力4bar）和SDR17.6（最大承压能力2bar）两种规格。3 护套管4 喷灌管5 其他2 PE管道的连接方法及设备PE管道发展至今，其管道之间的连接方法主要有四种，即：热熔承插连接、热熔对接连接、电熔连接和机械连接。下面就以上四种连接方法的原理、过程、工艺及设备详细介绍如下。2.1 热

4、熔承插连接热熔承插连接是利用专用的恒温加热工具加热管材的的外表面和承插管件的内表面，使起产生足够的熔融物料后，将管材插入管件内自然冷却，使两熔融面融合在一起的一种连接方法。其连接方法示意如下：承插管件加热板管材 图1该连接方法主要应用于小口径管材（63以下）。由于该方法主要靠手动操作，受人为因素影响大，插入时易扭曲，冷却后产生较大内应力，给管道安全使用埋下隐患。目前已很少使用。2.2 热熔对接连接热熔对接连接是PE管道连接最常用方法，20以上（壁厚不小于2.3mm）的管材和管件之间都可采用该方法进行连接，其接头结构如下：2.2.1热熔对接连接的原理大家知道，PE管道是利用PE树脂经挤出成型而得

5、到的。如果在一定的压力和温度下，PE树脂分子可相互连接成更长的分子链，从而使管材连接成为一体。由此可知，该方法具有以下优点：管道熔接为分子之间的结合，因而接口极为可靠；该方法只需使用专用设备，无须任何辅助材料，成本低廉。操作方法简单，易学易懂。2.2.2热熔对接连接的过程 热熔对接连接过程涉及到三个要素，即加热板温度、加热压力和加热时间。 加热板温度 对于HDPE、MDPE管道，其熔接时加热板温度210±10，薄壁管材温度适当升高，靠上限；厚壁管材温度适当降低，靠下限；大风或寒冷天气施工时温度适当升高。 加热压力和加热时间加热压力和加热时间按照熔接过程曲线详细如下（参考DS/INF7

6、0-1992)：以加热时间t作x轴，以加热过程中对应的压力p作y轴，可得到熔接过程曲线： p(MPa) 0.15 p1 p3 0.01 p2 t(s) t1 t2 t3 t4 图2按照加热时间将热熔对接连接过程分为四个阶段：a).初始加热阶段（t1， p1）将加热板放入两管端之间，加压到p1，加热时间为 t1 。其目的使初始熔融的物料在压力的作用下全部挤出，直到管材两端面每一点均和加热板紧密接触为止，保证下一步加热时，两管端能均匀吸热。 t1 ：加热时间t1按卷边高度确定，即当卷边高度达到最小卷边高度 emin =0.1s+0.5(mm) 时，所需时间为t1 。 -其中， s:管材壁厚，单位m

7、m。 p1 ：一般来说，对于PE80，其熔接时的界面压力为0.15Mpa；对于PE100，为0.18Mpa。 p1是由液压油的压力来控制的，液压油压力即p表 ，p表计算如下： 管材截面积（cm2） p表 = p拖 + ×0.15 或0.18(MPa) 油缸活塞总面积（cm2） -其中，p拖 为焊机活动架移动时的系统阻力，现场操作时可从设备上直接读出，单位MPa。b).吸热阶段(t2， p2)当卷边高度达到emin 时,将压力由p1 降至p2 ,继续加热t2 时间,目的是保持微小压力,以保证管端与加热板表面接触,继续加热,使其产生足够多的熔融物料。t2 =10s（秒） p2 0.01M

8、Pa 其中： s-管材壁厚，单位mm 注：过热、过冷或大风天气应对其做适当调整。c).切换阶段（t3）当加热时间t2 达到后，迅速拉开两管端，取出加热板，并重新使两端合拢。这段时间应越短越好，最大不能超过t3 。 t3 =0.01d+3 (秒) 其中：d-管材外径，单位mm。d).保压冷却时间（p3 t4）两端结合后，压力迅速升到p3 ，自然冷却t4 时间。目的：在规定的压力下，使分子间充分融合，时间不得小于t4 。 p3 = p1 t4 =10+ks ·s （分钟）其中：s-管材壁厚，单位mm； ks -壁厚系数， ks = 0.5 s10mm0.03s+0.2 s10mm ks

9、也可按下图确定： ks 2.0 0.5 10 60 s(mm) 图3注：过大的压力将会使熔融物料全部挤出而形成夹焊。 2.2.3热熔连接操作工艺规程（见附录一）2.2.4热熔连接的设备设备规格根据可焊接管材的规格不同，我公司目前的热熔焊机主要有2032mm、40110mm、63160mm、 110250mm、160315mm、250450mm、315630mm、630800mm、8001200mm等规格的热熔对接焊机。设备构成一台热熔对接焊机一般都包含以下四部分：a).机架b).加热系统 主要包含一块加热板和一套恒温控制系统。c).加压系统该系统有机械式加压和液压加压两种方式。d).铣削系统该

10、系统按照铣刀驱动源不同，可分为人工驱动、电机驱动和液压马达驱动三种方式。2.2.5热熔连接焊口的质量检验目前，在连接完成之后，热熔连接的焊口的质量检验主要通过外观检查进行，其外观检验应满足以下几点要求：焊缝两边存在均匀卷边，卷边尺寸相近；焊缝处高度应高于管材表面；卷边表面饱满光洁，尽可能无划痕；管道错边不应超过壁厚的10%。焊口的最终质量检验应以通过强度试验和严密性试验为准。2.3电熔连接电熔连接是利用电熔丝管件将管材连接到一起的一种PE管道连接方式，它目前主要使用于燃气输配领域，在化工领域和管道修复时也有使用的。其一般应用于160以下管道的连接。国内市场上现有电熔丝管件最大为315。这种连接

11、方法有以下优缺点：优点：1）.使用设备少，操作简单； 2）.几乎消除了人为因素影响，因而更为可靠； 3）.熔接区域较热熔对接更大，故而更为安全。缺点：因每个焊口都得使用一个电熔丝管件，因而价格较贵。2.3.1电熔连接的原理埋设在管件内表面的的电阻丝在通电后发热，在一定的时间内产生适当的热量，使管件内表面和管材外表面产生足够的熔融物料，物料熔融后膨胀而相互间产生压力，断电后自然冷却而使管材外表面和管件内表面熔接为一体。 接头示意图如下： 熔套筒 电阻丝2.3.2电熔管件分类目前国内市场上的电熔丝管件按照其电极分为4mm和4.7mm两种；按照参数标注方法不同可分为直接标注和条形码标注、磁卡标注等三

12、种；按照电熔丝在管件内壁的布置结构，可分为裸露式和包覆式两种。2.3.3电熔焊接的参数电熔管件要求的输入电压国内电熔管件要求的输入电压一般都是39.5V。加热时间加热时间一般在管件上都有标注，但值得注意的是实际操作时间应根据环境温度进行补偿。冷却时间冷却时间一般在管件上也都有标注。2.3.4电熔连接的主要设备和工具 电熔连接一般需使用以下设备或工具： 电熔焊机电熔焊机主要是为电熔管件提供稳定的输出电压，有的可自动进行环境温度补偿、识别条形码识别或磁卡识别、存储已完成的焊接参数，并且可连接打印机。 刮削工具刮削管材表皮用。夹持工具为固定熔接前管材与管件之间既定的相互位置不改变，并保证两管端处于同

13、一轴线所使用的工具。切断工具为得到垂直的管材切割端面而使用的专用切割工具。2.3.5电熔连接的工艺规程（见附录二）2.3.6电熔连接的检验电熔连接的接头在焊接完成后主要通过观察电熔丝管件观察孔内熔体的溢出情况来判定焊接质量的可靠与否。一般应以观察柱大部分被顶出观察孔为宜，如果溢出太多或溢出太少均为熔接不良。电熔连接的接头的最终质量检验应以通过强度试验和气密性试验为准。2.4机械连接机械连接是PE管道和其他材质的管道、阀门连接的主要方式，当然，也可用于PE管道自身之间的连接。机械连接主要有螺旋锁紧式连接、法兰连接和钢塑过渡连接等几种。其中，螺旋锁紧式连接主要用于非压力小口径管道之间的连接；法兰连

14、接是PE管道和其他材质的管道、阀门连接的主要方式；钢塑过渡连接一般是成型产品，在工厂内制作好并经过测试，主要用于燃气入户处与钢管的连接。管道接口法兰应安装在检查井或地沟内，不得埋在土壤中；如必须将法兰埋在土壤中，应采取防腐蚀措施。钢塑过渡在施工完成后，应进行二次防腐。3 PE管道的施工及系统验收PE管道系统的连接、铺设、回填及验收应按照该工程设计要求中的相关规定进行。在此，仅就PE管道系统的施工及验收的一般规定作如下介绍。 3.1 PE管道系统敷设3.1.1一般要求PE管道的土方工程应符合国家现行标准规范中的有关规定。PE给水管道、化工管道、排污管道以及含有冷凝液的燃气管道的最小管顶敷土厚度至

15、少应在土壤冰冻线以下，且应符合以下规定：埋设在车行道下时，不宜小于0.8米；埋设在非车行道下时，不宜小于0.6米；埋设在水田下时，不宜小于0.8米。但如果采取行之有效的措施后，上述规定可适当降低。管道敷设时允许的弯曲半径规定如下：管段上无承插接头和其他附属设备时，应符合下表规定：管道公称外径（mm）允许最小弯曲半径（mm）D5030D50D16050DD16075D管段上无承插接头和其他附属设备时，不应小于125D。铺设时可充分利用PE管道的良好挠性，在地面上将其连成长长的管路后直接下沟或穿越铺设。3.1.2直埋敷设PE管道的沟槽宽度可按下式确定：a.单管沟边组装敷设：a=D+0.3b.双管同

16、沟敷设： a=D1+D2+s+0.3式中： a-沟底宽度(m) D-管道公称外径(m) D1 -第一条管道公称外径(m) D2 -第二条管道公称外径m) s-两管之间设计净距(m)PE管道的地基宜为无坚硬土石和无盐类的原土层。当原土层有坚硬土石和盐类时，应铺垫细沙或细土。开挖沟槽时，沟底设计标高以上0.20.3M的原土应予以保留，铺设前用人工清理。但一般不应挖至设计标高以下，如局部超挖，应用沙土或合乎要求的原土填补并分层夯实。沟底埋有不宜清除的块石等坚硬物体或地基为岩石、半岩石或砾石时，应铲除至设计标高以下0.150.2M，然后铺上沙土整平夯实。PE管道应在沟底标高和管沟地基质量检查合格后，方

17、准敷设。PE管道宜蜿蜒状敷设，依靠自身的柔性克服温度应力，但其弯曲度不能超过其允许弯曲半径。PE管道敷设时，宜随管道走向埋设金属示踪线。PE管道下沟时，应防止划伤、扭曲或过大的拉伸和弯曲，其最大的拉应力不得大于拉伸屈服强度的50%，弯曲程度不能超过其允许弯曲半径。PE管道的回填材料一般采用挖出的原土，其中不应含有砾石、冻土块及杂硬物体。管床内含有烂泥或位于道路中间经常受车辆碾压时，宜采用粗沙作为回填材料。回填一般分为两步进行：第一步：用沙土或合乎要求的原土回填管道两肋，一次回填高度宜为0.10.15M，捣实后再回填第二层，直到回填到管顶以上至少0.1M处。在回填过程中，管道下部与管底的空隙处必

18、须填实，管道接口前后0.2M范围内不得回填，以便试压时直接观察各接头质量。第二步：管道试压合格后，再进行大面积回填。管顶0.3M以上部分可采用原土回填并夯实。PE燃气管道敷设时，距管顶不小于0.3M处应埋设警示带，警示带上应标出醒目的提示字样。PE管道埋设完毕后，宜在地面沿管线逐段标记，防止第三方损坏。3.1.3插入管敷设PE管道插入敷设，插入起始端应挖出一段工作坑，其长度应满足施工要求，并保证管道弯曲半径符合要求。PE管道插入施工前，应使用清管设备清除旧管道内壁沉积物、尖锐凸缘和其他杂物；旧管道各节点、三通、弯头等处应予以开挖并切除，开挖及切除长度应满足施工连接需要。插入施工前，应对已连接好

19、的PE管道进行气密性试验，合格后，方可插入施工；插入后，应对插入管进行强度试验。采用拖管法进行施工时，拉力不得大于管材屈服强度的50%。插入后管道各节点、三通、弯头等处再进行连接，连接应在各管段穿插完成至少静置24小时后进行。插入各管段端口处环型空间应用密封材料予以密封。在两插入段之间必须留出冷缩余量和管道不均匀沉降余量，并在每段适当长度加以锚定或固定；管道各节点、三通、弯头等两边也应加以锚定或固定，并采取防沉降措施。暴露在原管道外面的PE管道应能承受预料载荷，否则，必须采取保护措施。3.1.4管道穿越敷设PE管道穿越铁路、道路或河流的敷设期限、程序以及施工组织方案，应征得有关部门同意。穿越工

20、程采用定向钻技术或打洞机械施工时，必须保证穿越段周围建筑不发生沉陷、位移或破坏。PE管道穿越沟、渠或河流时，可利用其自然弯曲穿越，但应用载重块将管道在沟、渠或河流底加以固定。穿越敷设时，管道弯曲半径不应超过允许弯曲半径。3.2 PE管道系统验收 PE管道系统验收应遵循现行国家标准规范中的有关规定，并应满足设计的特殊要求。下面就燃气管道及给水管道的试验及验收要求简要作以介绍。 3.2.1实验介质宜采用水；水压实验宜在环境温度-5以上进行。冬季进行管道水压试验时，应采取防冻措施，试验完毕应及时放水降压。3.2.2给水管道水压试验长度一般不宜超过1500米。3.2.3聚乙烯管道强度试验压力为管道设计

21、压力的1.5倍。3.2.4试验时，消防栓、泻水阀、水锤消除器等附件一律不许安装。3.2.5试验准备及要求 1）埋地管道水压试验应在管基检查合格，管身上部回填土不小于0.5米（管道接口处除外）进行；管道接口处有回填土时，应予以清理。 2）检查水源、试压设备、放水和测量设备以及排水出路等是否准备妥当和齐全，工作状态是否良好。 3）管口必须予以封堵。使用堵板时，应根据管径和实验压力，堵板厚度满足强度要求。 4）当采用弹簧压力计时，其精度不应低于1.5级，最大量程宜为试验压力的1.31.5倍，表壳的公称直径不应小于150mm，使用前应校正。3.2.6试验1）接通水源向管道内注水，管道注水应从下游缓慢灌

22、入。注入时，在试验管段的上游管顶应设排气阀，注意应排净管道内的空气。2）管道升压时，管道内气体应排除。灌满水后，应分级逐步升压，每次升压0.2Mpa，每升一级应检查后背、支礅、管身及接口是否有渗漏，当无异常现象时再继续升压。升压过程中，当发现弹簧压力计表针摆动、不稳且升压较慢时，应重新排气后升压。3）到试验压力后，应稳定2-3小时，使管路充分膨胀后进行测试。4）观察10分钟内压降不超过0.05Mpa，管道、接口和管路附件等未破裂、未发生泄漏情况，认为水压试验合格。3.2.7试验经检查人员检验合格，作好试压记录。3.2.8填写“隐蔽工程记录”，测量好竣工图要求的数据，再回填土方，恢复地貌。4 P

23、E管道系统的维修 PE管道的一般维修方法。4.1对于PE管道较小的破损，如管道圆周方向无变形，可直接使用马鞍型修补件进行维修。4.2管道较为严重的破损，一般可使用法兰连接或电熔套筒进行维修。对于小口径管道或有较大操作空间时，可采用图4、5、6顺序所示方法；当操作空间太小或管道口径比较大，不好操作时，可采用图7所示方法。使用电熔套筒维修时，可参照图8所示方法。 图4 图5 图6 图7 电熔管件 图8附录一：热熔连接操作工艺规程1 目的为规范热熔连接操作程序，提高管道连接的可靠性，保证焊接质量，特制定本规程。2 焊接准备焊接准备是焊接前必须进行的步骤，操作人员必须予以充分的重视。2.1 设备应置于

24、平整、干燥、并有足够操作空间的场地，否则，应采取相应的措施。2.2 检查整个机具各个部位的紧固件有无脱落或松动，并予以必要处理。2.3 检查整机电器线路有无损坏，并予以必要处理。2.4 检查液压箱内液压油是否充足。2.5 确认电源与机具输入要求相匹配。2.6 将与管材规格一致的卡瓦装入机架。2.7 准备足够的支撑物，以保证待焊接管材可与机架中心线处于同一高度，并能方便移动。2.8 将焊机各部件按照要求插装连接好并检查无误。2.9 设定加热板温度至200220。2.10 接通焊机电源，打开加热板、铣刀和油泵开关并试运行，检查各自工作是否正常。3 焊接在焊接过程中，操作人员一般应参照焊接工艺卡各项

25、参数进行操作。但必要时，应根据天气、环境温度等变化对其作适当调整。3.1 核对欲焊接的管材规格、压力等级是否正确，检查其表面是否有磕、碰、划伤，如伤痕深度超过管材壁厚的10%，应予以局部切除后方可使用。3.2 用干净的布清除两管端的油污或异物。3.3 将欲焊接的管材置于机架卡瓦内，使两端伸出的长度相当（在不影响铣削和加热的情况下应尽可能短），管材机架以外的部分用支撑物托起，使管材轴线与机架中心线处于同一高度，然后用卡瓦紧固好。3.4 置入铣刀，先打开铣刀电源开关，然后在合拢管材两端，并加以适当的压力，直到两端均有连续的切屑出现后，撤掉压力，略等片刻，再退开活动架，关掉铣刀电源。切屑厚度应为0.

26、5mm左右，通过调节铣刀片的高度可调节切屑厚度。3.5 取出铣刀，合拢两管端，检查两端对齐情况。管材两端的错位量不应超过壁厚的10%，通过调整管材直线度和松紧卡瓦可予以改善；管材两端面间的间隙也不应超过壁厚的10%，否则应再次铣削，直到满足上述要求。3.6 将加热板表面的灰尘和残留物清除干净（应特别注意不能划伤加热板表面的不粘层），检查加热板温度是否达到设定值。3.7 加热板温度达到设定值后，放入机架，施加规定的压力，直到两边最小卷边达到规定值（0.1×管材壁厚+0.5）mm。3.8 将压力减小到接触压力，继续加热规定的时间。3.9 时间达到后，退开活动架，迅速取出加热板，然后合拢两管端，其时间间隔应尽可能短，最长不应超过切换时间。3.10 将压力上升至规定值熔接压力，保压自然冷却。冷却规定的时间后，卸压，松开卡瓦，取出连接完成的管材。4 注意事项4.1 操作人员应遵循该工艺规程和焊接工艺参数。4.2 焊口的冷却时间可适当缩短，但应保证其充分冷却。4.3 焊口冷却期间，严禁对其施加任何外力。4.4 每次焊接完成后，应对其进行外观检验，不符合要求的必须切断返工。附录二：电熔连接操作工艺规程1 目的为规范电熔连接操作程序，提高管道连接的可靠性，保证焊接