聚乙烯燃气管道施工技术及设备应用

1、聚乙烯管道焊接机具全面控制过程，过程决定质量讲课人：杨涛二一一年十月聚乙烯管道连接方式1 电熔连接2 热熔对接连接3 热熔承插连接4 热熔鞍型连接5 法兰连接6 旋压轮连接7 螺纹连接8 热焊连接聚乙烯管道焊接机具的分类 聚乙烯管道焊接机具根据施工用途的不同和功能原理分类如下： 1 热熔对接焊机 2 电熔焊机手动热熔对接焊机手动热熔对接焊机热板自动提升型手动热熔对接焊机全自动热熔对接焊机角度热熔对接焊机角度热熔对接焊机角度热熔对接焊机电熔焊机电熔焊机1 热熔对接连接1.1 热熔对接连接的工作原理及适用范围 热熔对接焊工作原理是将待焊管材或管件两端面用以一定压力靠在一个预置好温度的加热板上维持一

2、段时间。在管材获得了足够的温度后，取出加热板，给待焊两端面施压，使两个焊接端面紧密接触，最终使两个端面粘合在一起。 一般情况下，对接焊的整个过程分为五个阶段： 预热阶段，即卷边阶段 吸热阶段 转换阶段即加热板抽出阶段 焊接阶段 冷却阶段 各阶段所用时间和压力参数取决于所使用的管材标准。图1示意出了焊接过程中的各个阶段。图1 焊接各阶段压力图1.2 热熔对接焊用设备及专用工具1.2.1 热熔对接焊用设备 热熔对接焊用设备主要是热熔焊机，热熔对接焊机一般可分为手动热熔对接焊机手动热熔对接焊机、半自半自动热熔对接焊机动热熔对接焊机和全自动热熔对接焊机全自动热熔对接焊机三类。1.2.1.1 手动热熔对

3、接焊机 手动热熔对接焊机由：机架、铣刀、加热板、液压控制箱几部分构成。手动热熔焊机的组成见下图。 手动热熔焊机 1.2.1.2 半自动热熔对接焊机 同手动热熔对接焊机相比，半自动热熔对接焊机的加热板可以自动弹出，此外根据功能配置情况还能保存熔接参数及操作者代码，可随时查阅，随时可在通用打印机上打印输出，入档备查。半自动热熔对接焊机的组成如图4所示。热板自动提升型对接焊机 参数跟踪型热熔对接焊机 3.2.1.3 自动热熔对接焊机 1）自动热熔对接焊机工作原理自动热熔对接焊机工作原理 自动热熔对接焊机控制箱连有压力传感器、温度探头和位移传感器，可自动控制和调节加热板温度，也能控制焊接5个阶段的时间

4、和压力参数。工作时允许各阶段设置不同的压力及维持时间并记录，每个工作循环可自动记录并重复操作。一组新的焊接参数被选定，如果实际参数超差，将会出现报警提示。通过条码阅读器可自动读取管材参数。2) 自动热熔对接焊机的组成见下图。3）全自动热熔对接焊机一般有如下特点；）全自动热熔对接焊机一般有如下特点； l 焊接参数用条码方式输入； l 加热时间自动控制； l 加热板温度自动调节； l 冷却时间自动控制； l 加热板自动弹出； l 加压压力自动设定； l 根据环境温度自动补偿加热时间； l 能保存熔接参数及操作者代码，可随时查阅，可在打印机上打印输出，入档备查。 4）全自动热熔对接焊机一般具有以下功

5、能：）全自动热熔对接焊机一般具有以下功能：n可以实现一致、可靠、可重复的操作。n系统将控制监视并记录焊接过程各阶段的主要参数，并判断每一焊口的状况。n焊机有一个数据检索存储装置，该装置通过一个接口将存储的数据下载到电子设备（计算机或打印机），存储容量至少为200个焊口的参数。这些参数包括焊机型号、环境温度、焊接日期、焊接时间、焊工代码、工程代码、焊口编号、焊接的管道类型（原材料级别、公称外径、壁厚或SDR值）、拖动拉力（峰值拖动拉力和动态拖动拉力）、热板温度、成边压力、吸热时间、切换时间、焊接压力、冷却时间等。n自动铣切管道端面。自动检查管道是否夹装牢固。全自动热熔对接焊机一般具有以下功能：全

6、自动热熔对接焊机一般具有以下功能：n自动测量拖动拉力（峰值拖动拉力和动态拖动拉力）以及自动补偿拖动力。n自动监测热板温度。如果热板温度没有在设定的工作温度范围内，焊机应该无法进行焊接。n热板插入待焊管材之间后的所有阶段（加压、成边、降低压力、吸热、抽板、加压、保压、冷却）自动进行。最大可焊接范围315mm的全自动热熔对接焊机的抽板时间不应大于4秒；最大可焊接范围400mm的全自动热熔对接焊机的抽板时间不应大于6秒。n微处理器采用闭环控制系统，在焊接过程中突然出现不符合焊接参数时，焊机能够自动中断焊接并报警提示焊工。1.2.2 热熔对接焊专用工具 为了使热熔对接焊过程顺利进行并确保焊接质量，施工

7、中还要用到如下辅助及专用工具： 1）龙门切管器 2）辊轮支架 3）刨边工具 4）翻边卡尺 1）龙门切管器 用于快速切断带焊管材，并使切割厚管材端面规矩平整，节省铣刀铣削时间，提高焊口质量。 2）辊轮支架 支撑移动端管材，变滑动摩擦为滚动摩擦，减小拖动压力，降低拖动压力与焊接所需压力的比值，提高焊接质量；另一个作用就是减少焊接过程中管材因滑动造成的管材表面损伤； 3）切边器 在不损伤管材的情况下，切除焊环内外部焊接翻边的工具。 切边器4）翻边卡尺 用于测量、评价翻边的工具。 2 电熔连接电熔连接工作原理及使用范围电熔连接的设备及辅助工具 影响电熔焊接接口质量的因素2.1 电熔连接工作原理及使用范

8、围 电熔熔接是通过对预埋于电熔管件内表面的电热丝的通电而使其加热，从而达到熔接目的。电熔连接具有如下特点： a 电熔熔接技术施工迅速； b 焊口可靠性高； c 保持管道内壁光滑，不影响流量； d 电熔熔接适用于所有规格尺寸的管材、管件连接；适用于同种牌号、材质的管材与管件、管材与管件连接，适用于不同牌号、材质的管材与管材、管材与管件的连接；2.2 电熔连接的设备及辅助工具2.2.1 电熔连接的施工设备 电熔焊机是用来实施对电熔管件的熔接的专用设备，可依据自动化水平分为半自动电熔焊机和全自动电熔焊机两种。为保证熔接质量，我们选用全自动电熔焊机。2.2.1.1 全自动电熔焊机 全自动电熔焊机无须手

9、工调整电压（或电流）等级，可以根据管件上的条码读入管件的焊接参数，对管件进行正确有效焊接。同时具有多种报警提示信息功能以方便操作，提高焊接质量。例如：条码错误、管件有缺陷、电压过低、电流过大等缺陷都可通过机器监控及时报警并相应纠正。图 全自动电熔焊机 图 低电压安全型电熔焊机图 大功率电熔焊机2.2.2 电熔连接的辅助工具 在聚乙稀管道系统电熔连接施工过程中，一般常用到如下工具： 1） 旋转刮刀或平板刮刀 2） 固定夹具 3） 旋转切刀 4） 记号笔 5） 平板尺 1） 平板刮刀 用于刮除管材（管件）外表面的氧化皮的工具。旋转刮刀 用于快速刮除口径大于D63的管材（管件）外表面的氧化皮，刮除厚

10、度为：0.2mm左右。 2） 固定夹具 用于电熔熔接工程中固定管材，使待焊的管材同心，在熔接和冷却工程中不产生位移，保证良好的气密性。3）旋转切刀 用于快速地切断管材。 4）记号笔 用于标记需刮除氧化皮的区域及焊后标记焊口序号。 5）平板尺 用于测量需刮除氧化皮区域长度，确保接缝处电熔管件中间的冷料区域。 2.3 影响电熔焊接接口质量的因素 a 电压波动对接口质量的影响 b 熔接时间对接口质量的影响 c 环境温度对接口质量的影响 d 不良操作对熔接接口质量的影响2.4 电熔焊机应具备的主要性能 1 电熔焊机的使用性能； 2 电熔焊机的安全性能。 1 电熔焊机的使用性能 1 具备良好的电压调节能

11、力，能在网压变化很大的情况下，保持向电熔管件提供的电压不超过允许的波动范围； 2 输出电压可调节，以适用于不同热输入速度管件的熔接要求； 3 能准确控制加热时间； 电熔焊机的使用性能 4 能对外界环境温度进行监控并具备补偿能力； 5 能对错误进行检查并纠正或避免发生； 6 焊接参数输入便捷。 2 电熔焊机的安全性能 作为机电产品，电熔焊机应具备必须的安全指标。如：熔接电压不得超过安全规定值。 3 电、热熔连接方式比较及综合运用 全面考虑电、热熔两种连接方式，电熔连接方式最可靠、方便，并适用于所有管径的连接，不同管材之间也可使用。但由于需使用专用电熔管件，而电熔管件价格较高，增大了工程成本，不利于燃气PE管的使用。而热熔对接连接方式随着技术的发展和全自动热熔对接焊机的产生，使PE管的连接质量有了可靠的保障，并且不需要使用管件，降低了工程材料成本，但只允许在管径dn63mm或者S6mm的管材/管件使用。电、热熔连接方式比较及综合运用 原因：这与PE管本身制造特点有关，燃气PE管以SDR的方式加工管材，随管径