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1、PAGE PAGE 83PE管道安装培训知识目 录第一章给水聚乙烯（PE）管道的施工105第一节聚乙烯（PE）管道系统施工的设备105一.热熔对接焊机105二.电热熔焊机108三.辅助工具110第二节施工前的准备111一.机具的准备111二.施工机具的采购111三.人员培训111四.管材、管件的准备、采购及验收111五.管材、管件的运输、搬运与保管112第三节土石方工程113一.聚乙烯管道沟底宽度113二.埋设深度要求114三.阀门井的施工114四.回填114第四节聚乙烯（PE）管道的连接116一.聚乙烯（PE）管道连接的要求117二.热熔对接连接118三.电熔连接133第五节聚乙烯（PE）管

2、道的管道的敷设153一.埋地管道的敷设153二.地面管道的铺设153第六节聚乙烯（PE）管道工程的试压与验收163一.水压试验163二.清洗、消毒164三.管道系统的竣工验收164第二章聚乙烯（PE）管道工程的抢修166一.电熔套筒抢修法166二.法兰连接抢修法(电熔或对接)166三.修补马鞍抢修法167四.多功能快装接头抢修法168五.快装修补接头抢修法169给水聚乙烯（PE）管道的施工聚乙烯（PE）管道系统施工的设备应用于聚乙烯（PE）管道系统施工的设备主要有热熔对接焊机、电热熔焊机以及一些辅助工具。热熔对接焊机（一般称对接焊机）工作原理及用途热熔对接焊机的用途：按施工图纸要要求的管道系统

3、，将管材或管件进行焊接的专用设备；工作原理：将管材或管件需焊接的两个端面，在设定的温度和时间下进行加热，使被加热的两端面熔化，在限定的轨迹中迅速将其贴合，保持一定的压力下冷却，达到熔接的目的。其液压工作原理见图8.1；图8.1对接焊机（PBF250）液压系统原理图热熔对接熔接技术，一般用于焊接具有相同熔融指数的管材和管件（且最好应具备相同的SDR值），不同制造商的熔接参数不尽相同，用户必须严格执行。热熔对接焊机一般可分为普通热熔对接焊机和自动热熔对接焊机两类。普通热熔对接焊机表8.1常用对接焊机型号及技术参数型号焊接范围电源热板功率铣刀功率泵站功率最大压力产地备注PBF 160A4016022

4、0V1500W440W550W9.5Mpa亚大PB F25090250220V2000W701W750W9.5Mpa亚大90卡具选配GF 315CNC90315220V3000W800W400W15Mpa德国储存焊接数据PSO 82590315220V3000W800W370W15Mpa德国GF 500CNC250500380V4000W750W400W15Mpa德国储存焊接数据GF 630CNC315630380V8000W1500W400W15Mpa德国储存焊接数据普通热熔对接焊机的组成及各部分的功能普通热熔对接焊机主要包括如下部分：焊机机架、动力源、铣刀、加热板及计时装置。加热板供给焊接

5、用的热源；加热板表面喷涂有加热时不粘PE材料的涂层，升温后，表面温度均匀一致，温度可调。一般加热板在出厂前就已调节好，用户不需自己调节。图8.2加热板原理线路图动力源（泵站）动力源由液压泵提供动力源，通过压力控制阀控制压力，方向控制阀控制方向，对固定在机架上的聚乙烯管进行前进、后退与保压等动作。液压系统上装有计时器，用于记录吸热与冷却时间，到时报警，便于操作工人准确控制时间。铣刀铣刀是铣削管材、管件端面的专用装置。铣削后的表面应与轴线垂直。闭合管材后，管材的间隙量应很小，以获得完整的加热表面；OD 更换有无20储存卡电池耗尽有无21存储类型错误有无22装置关闭需要维护有无23无记录有无24操作

6、识别号对MSA无效有无25操作识别号中止有无26MSA不许可的识别号有无27内部存储出错（SPS）有无辅助工具在聚乙烯管道系统施工过程中，一般常用到如下工具：手工刮刀：用于电熔焊时，刮除任何口径管材、管件外表面的氧化皮，刮除厚度为0.05mm左右。旋转刮刀：用于刮除20110口径的管材外表面的氧化皮，刮除厚度为0.10.2mm左右。爬壁刮刀：用于刮除90315口径的管材外表面的氧化皮，刮除厚度为0.10.2mm左右。固定夹具：用于电熔熔接过程中固定组合件，使待焊的组合件同心，在熔接和冷却过程中不产生位移，保证良好焊接性。压扁工具：用于紧急情况下PE管的断气断水作业。旋转切刀：用于32160管材

7、快速规整地切割。电动圆盘锯：俗名无齿锯，用于管子的切割，特别是大口径管子的的切割。鞍型三通钥匙：用于鞍型三通钻孔时所用的工具。记号笔（玻璃铅笔）：用于标记需刮除氧化皮区域及焊后在焊口处标记焊口序号。平板尺及合尺：用于标记需刮除氧化皮区域长度，确保接缝处于电熔管件中间的冷料区域。周长尺：用于管材的平均外径检验。外翻边切刀：用于对接焊后需要将外翻边去除的情况和焊接质量检查时使用。内翻边切刀：用于对接焊后需要将内翻边去除的情况下使用。施工前的准备机具的准备根据施工工艺的要求，准备相应的施工机具，因我国对聚乙烯（PE）管道的熔接质量和焊接参数无统一标准，不同生产厂家生产的管材，管件熔接参数不同。为达到

8、可靠的熔接效果，应按照管材管件生产厂家推荐的与该厂产品相匹配的焊机进行熔接，同时生产厂家应对他们的推荐承担责任。施工机具的采购施工机具分为电熔焊机和热熔对接焊机两类。电熔焊机，由于各厂家生产的电熔管件条码不同（国内厂家之间、国外厂家之间、国内与国外厂家之间均不相同），现又无国家或国际强令标准，所以在采购电熔焊机过程中，应首先确定所用电熔管件生产厂家，购买相应厂家生产的、与所准备使用的电熔管件相匹配的电熔焊机。否则在使用过程中只能采用手工操作的方式，降低使用效率，造成人员和机械的浪费，并对工程质量产生影响。人员培训聚乙烯（PE）管道的焊接与金属管的焊接皆然不同，所以聚乙烯（PE）管道焊接的操作人

9、员（焊工），必须经过专业的培训，熟悉PE材料的基本性能，熟悉焊接设备的操作及性能，准确的理解和把握焊接的工艺要求，能在各种复杂的环境下进行焊接，才能保证施工的质量；故人员培训极为重要。管材、管件的准备、采购及验收采购原则：采购符合国家标准要求的产品管材、管件的质量是工程质量的基本保证。在购买管材、管件的过程中，一定要索取原材料生产厂家名称、牌号及出厂质检报告。同时也必须向加工厂家索要产品出厂检验报告及破坏性实验报告，以确定该产品的实际水平。售后服务施工机械的自动化水平很高，需要厂家负责技术支持。如果厂家售后服务不完善，将给施工造成极大的困难。价格工程造价是必须考虑的因素，优质优价的原则是对的，

10、但实际工作中应注意性能价格比是否恰当。如果采取带料加工方式，应该注意，聚乙烯原料国际价格浮动较大，在适当的时机购入原料可以有效的控制工程费用。管材的采购国内聚乙烯生产厂家的产品达不到国家规范规定，所以，目前国内PE管原料均由国外进口，国外原材料的性能、价格也大不相同。采购管材时，除了要注意生产厂家本身的生产质量，还应选择合适的原材料。管件的采购在采用电熔熔接方式时，均需使用管件。管件品质的优劣影响到熔接质量的好坏，直接关系到工程质量，所以在采购管件时要进行严格的检查，看是否有划痕，内部金属丝是否平整、有无出头，检查孔是否完好等，符合标准方可使用。管材、管件的验收管材、管件的采购数量，应能满足施

11、工的连续进行；管材、管件的验收应做到以下几点： 应检查有无产品出厂合格证，并索要出厂检验报告； 进行外观及几何尺寸检查，检查管子内外表面是否清洁光滑，是否有沟槽、划伤、凹陷、杂质和颜色不均等； 检查长度，定尺管的长度应均匀一致，注意检查管口端面是否与管子的轴线垂直，是否存在气孔，若有气孔则管材不合格； 燃气管应为黄色或黑色加黄条；给水管为蓝色或黑色加蓝条； 管材上应有连续的间距不超过2m的永久性标志，写明用途，a.生产厂商标名称；b.“给水”或WATER字样；C.规格尺寸；d.标准号；e.标准尺寸比；f.原料牌号；g.生产日期；亚大CHNAUST PLASTICO WATER 给水 OD110

12、 GB13663 SDR11 FINA 3802B 990103gbedcaf图8.3 给水用聚乙烯（PE）管材的标志 检查不圆度，大于5%为不合格。 检查管径及壁厚是否符合标准要求； 必要时应进行全面测试。管材、管件的运输、搬运与保管在聚乙烯产品的运输、搬运和保管中应按下述方法进行：应用非金属绳捆扎和吊装；不得抛摔和受剧烈撞击，也不得拖拽；不得曝晒，雨淋，也不得与油类、酸、碱盐，活性剂等化学物质接触；管材、管件应存放在通风良好，温度不超过40的库房内，在施工现场临时堆放时，应有遮盖物；在运输和存放过程中，小管可以套插在大管中；运输和储存时应水平放置在平整的地面或车厢内，当其不平时，应设平整的

13、支撑物，其支撑物的间距以1-1.5米为宜，管子堆放高度不宜超过1.5米；产品从生产到使用之间的存放期不应超过1年，发料时要坚持“先进先出”的原则。土石方工程 在做好一切施工准备后，会同建设设计单位及其他有关单位，到现场核对有关地下管线及构筑物的资料，并依据设计图纸放线，在线位上及周围，有碍施工的已有建筑物和构筑物、道路、沟渠、管线、电杆、树木等，应在施工前，由建设单位与有关单位协商处理。在地下水位较高的地区或雨季施工时，应采取降低水位或排水措施，及时清除沟内积水。管沟开挖必须按设计图纸放线，并按设计标高开挖，沟要尽可能直，沟底要平，转弯处的弯曲半径应符合相应规范的规定。根据不同土质、深度、开挖

14、方式及新土堆放形式，分别确定沟槽边坡度按GB50268，是否需要支撑，排水等措施。但要求最终形成的勘探沟槽底部应平整密实。若沟底遇有废旧构筑物硬石，木头和垃圾等杂物时，必须清除，然后敷一层厚度不小于0.1m的砂土或素土，并整平夯实。对非均匀湿润性黄土地区，不宜在雨季施工，或在施工时必须排除沟内积水，槽沟底留有0.030.06m厚的土层夯实，其沟底的表层土的干容重 1.6103/m3，具体的软弱管基及特殊性腐蚀土壤，应按设计要求进行处理。凡是可能引起管道系统不均匀沉降的地段，其地基应进行处理或采取其它防沉降措施。挖沟时，沟底设计标高的原土层应于保留，铺管时用人工处理，局部超挖，需用沙土或符合要求

15、的原土填补并且分层夯实，其密实度 95；当沟底有地下水时或沟底土层含水量较大时，用天然砂回填。聚乙烯管道沟底宽度单管沟边组装铺设：a=D+0.3双管同沟沟边组装铺设： a=D1+D2S0.3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两管之间设计净距离0.10.2（m）。由于土质原因需要放坡和加支撑，及沟底技术处理与金属管钢管沟槽施工工艺相同。与金属管钢管不同是，加宽管沟不会额外增加管道的承受的负载量。埋设深度要求（管顶最小埋深） 根据冷冻深度、使用要求、当地的地理条件及设计的要求等因素综合考虑，但一般至少需符合以下要求：冰冻线以

16、下 0.3m。行车道下时 0.8m。非行车道下时 0.6m。水田下面时 0.8m。阀门井的施工管道系统中的阀门、消防栓、排气阀等其它附属设施的节点处，必须设立单独的基础，同时采取防沉降措施，其重量不得由管道支撑，必须设置混凝土、砖砌支墩，支墩应有足够的体积和稳定性，并且需将附件进行固定，见图8.4所示。图8.4 阀门井节点处示意图回填 聚乙烯管敷设下沟后，应及时用素土或砂覆盖管道，回填时露出连接部位，试压合格后回填，厚度不小于0.3m，保证聚乙烯管不受外力损伤。沟槽回填，应先填实管底，再投填管道两侧，然后，回填至管顶以上0.5m处，如沟内有积水，必须全部排尽后，再行回填。沟槽的支撑应在保证施工

17、安全的情况下，按回填进度依次拆除，拆除竖板桩后，应以砂土填实缝隙。管道两侧及管顶以上0.5m内的回填土，不得含有碎石，砖块，垃圾等杂物，不得用冻土回填，特别是管道的两侧（腋角）；距管顶0.5m以上的回填土允许有少量石块。回填土应分层夯实，每层0.2m为宜，管顶0.5m以上可用机械夯。在管道安装与铺设完毕后应尽快回填。由于PE管道热膨胀系数大，建议回填时间选择在一昼夜中气温最低的时刻。关于聚乙烯管在铺设中与土壤的基本概念：土壤的分级聚乙烯管周围的填埋层土壤，通过自身的剪切强度和刚度来阻止管道变形，产生的剪切力，土壤可象一固体一样抵抗形变，剪切强度通常称剪切性能，是由土壤的结构产生的。其结构由矿物

18、质颗粒（SiO2、Al2O3.SiO4）、水份、空气三部分组成的聚集体。矿物质的粒径可以很大（巨砾），也可以很小（粘土的胶状体），单个的土壤颗粒尺寸对土壤的性能和行为有明显的影响。细粒的土壤：很小尺寸（胶状体）的土壤颗粒，具有较大的吸水能力，可吸水为自重的10倍。这些小颗粒互相吸引，形成粘附在一起的团块，这种性能称粘合性或可塑性。粘土属于这类。这种性能使粘土具有抗剪切性。但是其强度取决于土壤的水份含量，水份含量增加时，抗剪切性能下降。因此，管道埋在地下水位以下时，必须测试其对水份的敏感性。肥粘土具有高膨胀性，一般只能作劣质的填埋材料；贫粘土或其它粘土，对水的敏感性相对较低有时可作填埋材料；淤

19、泥颗粒非常细，粘合性小或无粘合性，表现有点象粘土，高含水量，与粘土共存（分有机和无机），填埋材料分级，通常与粘土进行类似处理。粗粒的土壤：沙子和砾石，较大尺寸的颗粒的聚集体，显示出无可塑性。水份对这些材料影响很小，称为无粘合性或颗粒状的。通常无粘合力的土壤有高的抗剪切性能；原因为当一团无粘合性的土壤受到剪切时，单个的颗粒沿着滑动表面或滚动、或滑动、或破裂、或变形。同样，许多粘合性的土壤包含沙颗粒，因此显示出明显的抗剪切性。这些材料在干燥或潮湿的条件下都可作优异的填埋材料。密度和夯实度密度是指单位体积土壤的重量；土壤被夯实时，典型的是土壤中水份和空气被排出，矿物质可能经受一些变形土壤体积会下降，

20、而矿物质的重量保持不变；通常，给定的密度是干燥的土壤（仅是矿物质的重量）。地面夯实是给土壤施加一定的能量以减少体积。一般增加细粒土壤的密度比增加粗粒土壤密度所需的能量大的多。原因是细粒土壤具有粘合性，为使矿物质压缩的更紧密，就必须克服这种粘合性，另外，土壤的渗透性低，水份较难排出。原土回填密实系数按地面或路面要求分层回填0.3m 80%dn0.3m90% 80%用砂砾土或者符合要求的土回填回填分层回填夯实每层0.2m8590%用砂砾土回填Ee回填土变形模量Bdn+0.3m回填密实度回填厚度回填材料图8.5 沟槽回填土土质及密实度要求密度的检测对于填埋层材料的密度，进行定期的检测非常必要。一般在

21、工程开始时，应进行几次检测，以确保夯实工艺能满足对土壤密度的要求，随后应进行随机的检测，证实材料和工艺没有改变，取样应在不同的深度上，确保整个填埋区夯实度均能达到要求。与金属管铺设的比较聚乙烯管道的埋地铺设同其它材质管道铺设类似。管材的行为特性取决于铺设的质量。两种管材相同，窄的管沟使管材的负载最小。都要求有稳固的垫层。在腋角处有均衡的支持。回填土可以采取同样的方式进行处理。不同处，聚乙烯管需来自侧面的支持。聚乙烯管和填埋层土壤产生有益的互相作用，PE的粘弹性同多数的土壤是一致的，管材变形时，土的重量传递到管材周围的土壤中；金属管不随土壤变形而变形，土壤沉降所产生的负载积累在金属管上，一旦超过

22、金属管材料的屈服强度，就以突然破裂或裂纹的方式破坏；而PE管是屈服的韧性材料，只是变形而不破裂，这种变形常足以释放积累的应力，而管道的功能不会被中断。所以：聚乙烯管变形允许积累应力的释放，促进了拱形的作用，使管道周围产生更均衡的土压力分布。形变提供了监测管道铺设质量的方便办法：一般形变越小说明铺设质量越好。聚乙烯（PE）管道的连接聚乙烯（PE）管的连接都比较简单，连接的方法也多种多样，按照亚大公司吸收国外的经验和多年积累的经验表明，目前广泛的应用于国内施工，成熟常用的一般分为三种：热熔连接（对接焊）、电熔连接（电熔焊）和钢塑转换连接。聚乙烯（PE）材料在60以下几乎没有溶剂的特性，熔接的连接是

23、其最根本的连接方法。热熔接的焊接机理可以用以下几种不同的理论来解释：粘弹接触理论：该理论认为焊接接头力的传递，是由元件的两个表面，在焊接压力作用下非常接近，以至于次价力发生作用。表面能系数判据理论：将材料的表面能作为接头界面次价力相互作用的量度；当连接的两个表面具有相等的表面能时，可望形成最佳连接。以上两个理论比较好地阐释了焊接平面力的传递的机理，但对解释一些焊接接头质量时有不足。扩散理论：主要是假设聚合物大分子在连接的过程中，由于分子的热运动而互相扩散，同时接触面由于材料的高粘度而随着时间的推移逐渐消失，因此两元件的大分子链段向界面扩散的越多，大分子的缠绕就越强，接头的焊接质量就越好。但需两

24、个条件，一是聚合物必须是相容的。二是大分子必须有充分的流动能力。与接头的质量和温度，以及连接过程中外力的作用有关。最小流动速率理论：是建立在扩散概念上的，考虑到了连接平面渗透过程中，接头部位的流动运动；此时，热迁移运动叠加在机械迁移过程中，产生比较强烈的混合作用，因而在比较短的时间内，建立起比较强的连接力，强制性迁移运动较自扩散发生速度快，数量大，所以对接头质量有重大的影响。主要是利用热塑性塑料的特性，在粘流态温度热分解温度之间的加工温度进行，重新塑化，将需要连接的管材或管件，在一定的温度、压力和时间的作用下，熔接成一体，具有优异的永久密封性，成为与管道同样的寿命，这是聚乙烯（PE）管道在应用

25、中的重要优势。聚乙烯（PE）管道连接的要求热熔对接连接热熔对接连接的要求：需用专用的热熔对接机具。应检查有无产品出厂合格证，并索要出厂检验报告；一般适用于OD 90 mm管；管壁厚度 6mm。适用于同种牌号、材质的管材与管材，管材与管件连接。性能相似，不同牌号材质的连接需试验验证。不使用明火。在寒冷气候（-5度以下）和大风环境下进行连接操作时，应采取保护措施，或调整连接工艺。热熔对接连接的优点：因不使用电熔管件，可以降低工程成本。机具维修简单。连接工艺操作简单易学。热熔对接连接的不足：易受环境、人为因素影响（全自动对接熔接无此不足）。设备投资较电熔焊机高，且体积重量较大；电熔连接电熔连接的要求

26、：需用专用的电熔连接机具。不得使用明火。在寒冷气候（-5度以下）和大风环境下进行操作时，应采取保护措施或调整连接工艺。电熔连接的优点：适用于所有规格尺寸管；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、管材与管件连接；不易受环境、人为因素影响。设备投资低，维修费用低。连接操作简单易掌握。保持管道内壁光滑，不影响流通量；焊口可靠性高。电熔连接的不足：专用电熔管件费用高，加大工程成本。各个厂家品牌的管件，所专用条码不同，焊机不兼容，不能使用自动，降低了焊机使用效率。钢塑转换接头的连接钢塑转换接头用于聚乙烯管与钢管的转换连接，一般有两种形式：对于小口径的聚乙烯管

27、（OD63），一般采用一体式钢塑转换接头。对于大口径的聚乙烯管（OD63），一般采用钢塑法兰组件进行转换连接。也可以采用一体式的钢塑转换接头。聚乙烯法兰采用注塑工艺制造，钢法兰盘采用喷塑防腐。热熔对接连接（对接焊）焊接工艺焊接工艺曲线和参数聚乙烯管材的焊接一般分三个阶段，加热段、切换段、对接段，根据管子的不同规格和截面积制定其焊接参数。焊接工艺三个重要参数：温度、压力、时间PE 熔接过程中压力、时间的关系（见图8.6）。温度的确定聚乙烯管材对接焊的最佳焊接温度为200230，一般生产厂家确定为21010；是聚乙烯材料的加工温度，在材料粘流态转化温度之上，只有在这种条件下，聚乙烯产生熔融流动，聚

28、合物的大分子才能进行相互扩散形成缠绕，得到最大的强度和高质量的焊接结果；实践证明，温度低于180，即使加热时间长，也不能达到质量好的焊接结果。如果温度过高，将有可能激活分子链中的C键与氧发生反应，使材料降解，聚乙烯材料将受到氧化破坏。析出挥发性的物质和气体，材料结构发生变化，生成不饱和烃，出现杂质，从而使焊接质量降低。时间的确定 加热时间的确定：焊接端面平整后10壁厚（mm）秒。加热时间的长短，决定焊接的质量；是否能将温度均匀传递到焊接面及一定的深度，在转换的阶段保持最佳的焊接温度。管端面熔化的最佳时间，是随着需要加热的面积增大而增大的，更重要的是对流和辐射传播的能量，会随着管壁厚度的增加而减

29、小。管端面的不平度，造成热量的传递不均匀，窝藏空气，产生气孔，最终影响焊接质量，所以需要和压力密切的配合，在加热的同时施加一定的压力，平整焊接面，促进塑化，形成理想的焊接面进行热传递，然后降压吸热。 切换时间的确定：10 秒内尽可能地缩短，其端面冷却非常快，对接速度慢直接影响焊接质量。 冷却时间的确定：见表8.3；1.151.33壁厚（mm） 分钟。聚合物材料的导热性差，只有金属的几十分之一，冷却速度相应的缓慢，在冷却的时间内需要进行结晶，收缩，所以需要有充分的时间降到结晶温度，进行充分的晶粒生长，消除内应力，在一定的压力下冷却，避免焊接端面有缩孔。压力的确定焊接压力和冷却压力根据焊接面的截面

30、积0.15N/mm2；在21010的温度下，焊接时间、压力的取值，可以参照德国焊接协会DVS 220795的标准（参见表9.1）。图8.6 焊接工艺曲线压力时间tP0拖动P2(接缝)P1(焊接)端面平整吸热取板调压冷却总焊接时间加热段切换段对接段表8.3 聚乙烯管材热熔对接焊参数值（环境温度20）壁厚度mm端面平整凸起高度（压力P0.15N/mm2）（温度21010）mm吸热时间（压力P0.01 N/mm2）（温度21010）S（秒）切换时间取出热板对接S（秒）冷却时间（压力P0.15 N/mm2）保压状态下min（分） 4.50.5 45 5 64.5 7.01.040 70 5 66 10

31、7.0 12.01.570 120 6 8101612.019.02.0120190 810172419.026.02.5190260 1012243226.037.03.0260370 1216324537.050.03.5370500 1620456050.070.04.0500700 20256080焊接工艺的参数在实际的施工中需要考虑以下问题：温度的确定焊接时的环境温度：温度低的时候注意观察焊口翻边的情况，如果不理想，需要适当增加吸热时间。焊接压力的换算一般焊机生产厂家，在焊机的说明书，或直接在焊机的面板上，注明了焊接不同规格管子的参数，在未注明的时候，需要进行焊接压力的换算；将工艺要

32、求的压力（用PG表示）换算为液压系统压力（用P表示，单位N/mm2）；根据管材的截面积（用A 表示，单位mm2）计算管材所需的焊接力（用F1表示，单位N），按下式计算：F1PG A （81）机架液压系统输出的推力（用F2表示，单位N）根据液压系统油缸的活塞有效面积（用S表示，单位N/mm2）和液压系统的压力（用P表示，单位N/mm2）进行计算：F2PS （82）因为F1F2，所以液压系统的压力：（83）拖动压力计算的接缝压力，没有包括移动卡具运动时的摩擦力；在实际的施工中，拖动管子开始运动时的压力为拖动压力；它包括了焊机自身克服的摩擦力所需要的压力，所以制定焊接工艺时，必须加入拖动压力，才是最

33、终实际焊接所需的力值。焊接操作焊接前的准备 检查清洁热板；聚四氟乙烯（PTEF）涂层损坏需更换。其最大粗糙度为2.5m。 清洁油路接头后接通油路。 检查电源、电压、接地后接通电路，空转排气。 热板升温，红灯亮后预热10分钟，热板表面温度为21010。 安装与管材规格相符的卡具（卡具的要求：卡具与管子的焊接部位不同心度小于2）。 管子的不圆度 5%。焊接 以亚大公司PBF160A和PBF250对接焊机为例打开机架，按工艺要求设置吸热时间和冷却时间。卡管（管件）；调整同心度，必要时调整浮动悬挂装置或用辊杠支架将管垫平减小摩擦力。放置铣刀锁安全锁。启动铣刀，闭合机架，调整压力，端面进行铣削，形成连续

34、屑后，降压力。打开机架，开安全锁，取出铣刀。闭合机架，a.记录拖动压力(P0)。b.检查间隙 0.3mm。C.错位量 管壁厚10。加压到焊接压力，查管子是否卡紧。如果未卡紧或调整管子位置，需重复（3）的过程。打开机架，放加热板（焊接端面有灰尘需清洁）。闭合机架加压到焊接压力(P1)=拖动压力(P0)接缝压力(P2)。观察管端凸起高度，到表9.1中规定的值，降压至拖动压力(P0)，同时按吸热计时按钮，计时开始。蜂鸣器响吸热结束，打开机架，迅速取出热板，立即闭合机架，调整压力到焊接压力(P1)，同时按冷却计时按钮。蜂鸣器响，冷却时间到，降压力，松开卡具螺丝取管，进行下一循环。焊接注意事项：必须测量

35、电网、发电机电压，保证电压220V，防机毁。必须测量加负载后的电压、机器外壳接地，保证人身安全。与焊接端面接触的所有物件必须清洁，保证焊接质量。加热板温度指示灯必须亮(红色)，保证焊接温度。卡管必须留有足够的距离，保证焊接端面有效接触。铣削时铣刀安全锁必须锁死，防止铣刀飞出伤人。铣屑必须是连续的长屑，保证焊接端面有效接触。铣削完必须先降压力,后打开机架,再停铣刀，防止端面出台阶。取出铣刀、热板时不能碰伤端面，防止翻边不均匀有划伤。凸起要求的高度必须是圆周，保证焊接有效面平整。焊接压力必须加入拖动压力，保证有效焊接面的压力值。熔融面相接触时严禁高压碰撞，保证焊接质量。启动泵站时，方向杆应处于中位

36、，保证电机无负载起动。安装高压软管时接头必须清洁，防止泥沙进入液压系统。机器远离酸碱或要有防护，保证机器的使用寿命。必须保持机架镀铬导杆清洁勿划伤，保证不漏油和损失压力值。热板必须清洁、无划伤、无油污及粘异物，保证焊接质量。N68抗磨液压油六个月更换一次，勿因小失大。机器的电子部分不防水，严禁进水，阴雨天施工要有防护。拆卸油管必须泄压，接头加防尘帽，保证下次安装顺利。进口自动对接焊机焊接以GF 315CNC焊机为例自动对接焊机的焊接，按照标准规定的材料级别、规格系列，将焊接所需的温度、压力、时间等数据输入芯片中储存，实现焊接时的自动控制；操作时按焊机液晶显示提示的步骤进行，特别是对影响焊接质量

37、而又不易控制的切换段，由机器自动完成，除去了人为因素对焊接质量的影响，将焊接的结果进行储存，使焊接的过程得到有效的管理和控制。连接设备：将铣刀、热板、油管及信号线连接到泵站上；注意：插头的方向，信号线连接完后要锁紧。连接油管时，应注意GF315CNC焊机的油管有弯头快插接头的一端插在机架上。连接油管前，应保证快插接头的清洁，拆下油管时，应将快插接头的防尘帽戴上。根据所焊接的管材规格，选择相应的变径夹片安装在机架上。安装夹片时，应注意打开的上夹具落下时砸伤手。开机：显示“序列号和机器号”后按“确认”键。注意：焊机的主电源开关在焊机的右边，指向“I”表示开，指向“0”表示关。开始焊接：显示“开始焊

38、接，按I”。接通热板：按“I”键后，泵站上的热板指示灯开始闪烁，表示热板开始加热升温。当焊接结束后，不需再使用热板时，可按“”键停止热板加热。显示焊机序号和时间日期。选择材料：按“”键选择需焊接管材的材料，按“”键确认。选择管规格：按“”键选择需焊接管材的规格，按“”键确认。选择SDR值：按“”键选择需焊接管材的SDR值，按“”键确认。确认所选数据：对管材料、规格及SDR值确认，按“”键确认。固定夹紧管材：将相应的管材、管件固定在机架上，应注意两端管材探出夹具的长度以约为人的两手指（食指和中指）的宽度为宜，约3040mm。焊接三通或弯头等管件时，若最左边的夹具影响，安装可将最左边的夹具拆掉，将

39、管件夹在左边夹具上。测拖动压力：提示“夹紧管材”测“拖动压力，按键”；一直按住此键，直到该键上面的红灯亮，方可松开，此时显示拖动压力值。安放铣刀：提示“铣刀请放入”；将铣刀放入机架后，先打开铣刀的电源开关，并锁死；按住“”键，直到上面的红灯亮，此时可松开此键，铣刀自动开始铣削。注意：拿铣刀时，应该拿铣刀上的索紧把手，不要拿电钻上的手柄。停止铣削：提示“按键停止铣削”；当铣削管材两端均出现连续屑时，按“”键即可停止铣削，机架自动打开到适当的位置。注意：此时显示热板温度，前面为设定温度，后面为实际温度。但每次热板升温时，达到设定温度后，需等待600S（秒）后，热板表面温度均匀后，才可焊接，不然机器

40、不执行下面程序。夹紧检查：提示“按键进行夹紧检查”；按住“”键，直到上面的红灯亮，焊机自动用稍微大于焊接的压力检查管材是否夹紧，若已夹紧，则显示“校准 打开机架 按 键”， 按住“”键，直到上面的红灯亮，机架自动打开。注意：管材最大错边量不超过管材壁厚的10%，最大间隙不超过0.5mm。焊接面检查：提示提示“擦干净？”。将热板表面和管材端面擦干净，热板表面和焊接面上，不能有油、水等及其他污物。然后按“确认”键确认。放入热板：将整个热板放在机架后的定位槽中，打开保险锁，将热板压下，直到棘爪卡住，听到“咔”声，整个热板已到“焊接”位置。注意：压下热板时应注意热板上的两个小轴承，应位于机架上两斜面滑

41、块的中间，才能压下热板。自动焊接：提示“开始焊接按键”；按住“”键，直到上面的红灯亮，方可松手；开始焊接，机架合拢，显示翻边时间及翻边压力（斜杠前为设定翻边压力，斜杠后为实际翻边压力），翻边时间结束后，自动进入吸热阶段，显示吸热时间和吸热压力（斜杠前为设定吸热压力约等于最大拖动压力，斜杠后为实际吸热压力，有可能小于设定吸热压力）。吸热时间结束后（前8秒声音提示），机架自动打开，热板自动弹起，机架自动合陇，显示由转换时间变成升压时间，最后显示冷却时间和焊接压力。注意：热板弹起时，应注意热板的手柄，以免碰伤。冷却：显示冷却时间（倒计时）。焊口编号：冷却时间结束后，进行焊口编号；储存焊接数据：按“”

42、确认键确认，焊机自动将焊接数据进行储存。焊接完成：取出管子，准备下一焊口焊接。进口自动对接焊机的打印关机：将打印机直接连接到焊机的并口上。注意：不能在带电的状态下拔或插打印机的信号线插头，防止烧毁打印机。开机：在显示“开始焊接 按I”时，按“”键显示“设置”， 按“”键，显示“显示记录”，再按“”键，显示“打印存储卡记录”，按“ ” 确认键，显示“所有打印记录”，按“”键，显示“单个打印记录”，按“确认”键，显示“开始 N 25/1240”，按“确认”键，在第二行显示“结束 N 1/1240”，若不需修改打印范围，则直接按“确认”键，即可进行打印。若需修改打印范围，则按“”或“”键进行修改，再

43、按“ ”确认键进行打印。通常打印存储卡上的记录。打印内存的记录内容的方法同上。GF315CNC焊机泵站面板的操作控制键说明见图8.7，安装接线见图8.8及焊接功能操作程序见图8.9；图8.7 GF315CNC焊机泵站面板的操作控制键上翻键液晶显示器显示/下一个键信息键i/ 下翻键确认键热板指示灯手动机架指示灯全自动焊接指示灯错误信息指示灯焊接开 停开 停合 开开 关图8.8 GF315CNC焊机泵站后面板接线安装说明高压油管快装接头打印机插座扫描器插座机架信号线插座热板插座热板插座图 8.9 焊接操作及设置功能程序开机CNSUVI 400 S19/08/2003 15:31开始焊接 确认输入

44、User inputs确认输入施工号*+ Job number input 语言转换 Change language 设置 确认GF 315 CNCNr:112521109时间输入 Date/time input 记录显示 输入机主号* Operator ID input用条形码设置 * &Configuration dy barcode材料 焊接参数PE80 DVS2207确认输入操作者*+Date/time input 打印号 Print Record No.确认直径160mm 设置显示 Show Configuration 打印储存 Print memory SPS服务 Service

45、mode温度压力 % Temp/Press.Cal. input设置说明：按确认键进入其它程序：选择下一步：使用上、下键进行输入：同时按停止键和确认键进行校正&：条码专用*：需用光笔读取按停止键：回到主菜单：夹紧管材测拖动压力自动压力等级SDR17 S8数据 OK？确认热板温度210 214 设定温度 实际温度210 214 确认7bar铣刀请放入管材端面铣削已检验自动确认8-10bar管材端面铣削停止铣削 自动铣刀请取出夹紧检查 自动24bar开自动重复循环8-10bar转换时间 5S冷却时间1 780S24/24确认E O N： 30/1240 确认测拖动压力夹紧管材升压时间 8S泄压标记

46、焊口 校准 打开机架 自动设定温度 实际温度210 185温度未到继续？O.K. 600S擦干净？确认放入热板开始焊接自动翻边时间 31S24/24bar吸热时间 95S8/4bar热熔对接焊接质量与检验方法焊接的质量直接影响到施工工程的质量，特别是施工现场焊接质量的控制尤为重要。聚乙烯管材焊接后的检验分为破坏性和非破坏性检验；在施工现场的质量检验，主要以非破坏性检验控制焊接质量；但是在有争议和怀疑的情况下，需要用破坏性的检验方法，进行有效的验证。非破坏性检验凭视觉判断每个焊口焊缝的外观须控制以下各点：在管子圆周两侧须有完满的焊缝鼓包凸起。焊口焊缝两侧的翻边鼓包凸起应均匀一致（注塑管件与管材对

47、接，翻边不对称，是由于成型工艺所致，不是焊接质量问题）。焊口翻边凸起的中心焊缝高度K值必须大于零（见图8.10）。图8.10 焊缝高度焊口翻边凸起的外表面，不应有海绵状浮渣出现（热降解现象）。焊口翻边不允许有气孔、砂眼、缩孔出现。焊口不允许翻边分离，形成V型。管材夹紧后错边 10的管壁厚度。焊口不允许由于铣削端面不平整和取热板造成的磕碰痕迹出现。用外翻边刮刀切除的外翻边应符合以下要求：用手撕不开焊缝。经1800反复弯曲后焊缝不开。经36007200扭曲后焊缝不开。破坏性检验拉伸试验该方法是检验聚乙烯热熔焊接焊口的基本试验，可以容易得到焊接质量的基本评价。依据ISO 13953：2001（E）。

48、与国标GB1804不同，其主要是对热熔对接焊的焊口进行评价。试验方法：直接从需要进行测试试验的管材焊口处取样，取样的数量根据管材规格，规格不同其数量也不同，见表8.5；试样：为哑铃型，其形状需要进行机械加工，但是壁厚无须进行加工，加工时注意铣削的转速，严禁由于铣削转速高或进刀大而产生高温，使样件降解，影响实验结果。试样的形状和尺寸，是根据管材的规格和壁厚而定。焊接完成24小时后进行取样，试样可以去除翻边。管壁厚 160A170180250B6038031003C253D251251251R50.5100.5251G9039031655H管壁厚度管壁厚度管壁厚度I205205305表8.5 试样

49、数量 单位：mm外径dn 试样数量90 dn1102110dn 1804180dn3156dn3157在以上条件下进行试验，试验破坏后，记录最大应力，其应力不能小于管材本体的应力强度，同时立即目检断口的情况，判断是韧性破坏或脆性破坏，正常为韧性破坏。弯曲试验弯曲试验是另一种类似的短期的试验，可以对焊口的质量作出比较明确的判断，同时可以反映焊接的变形性能。依据DVS 2207。焊接焊缝三点弯曲试验该试验比较多地应用于分析焊接参数对焊接质量的影响；在万能拉力试验机上进行弯曲试验。三点弯曲试验见图8.13；受压的弯曲面，管子的外侧，管子内面受拉，试验速度50mm/min；管材外表面db焊缝h50Ls

50、/2管材内表面LsLt图8.13 弯曲试验装置示意图试样：以焊缝为中心处取样，去除翻边，壁厚大于30mm时，需从管子外表面进行切削至30mm厚度。试验试样尺寸见表8.6。表8.6 弯曲试样尺寸单位：mm厚度（h）宽度（b）长度（Lt）支撑距（Ls）压头厚度（d）3h5201508045h102020090810h153020010012.515h20402501201620 300mm或管子壁厚（h）的30倍。试样宽度：d 25mm或者管子壁厚11/2倍。试验方法：以焊缝为中心线，弯曲试样，使试样的两端接触，检查焊口是否发生破坏。见图8.15。焊接判断：焊口破坏则认为焊接不合格。d （1）L=

51、300mm或h30h（2）切取试样（3）弯曲图8.15 施工现场弯曲试验示意图静液压强度试验静液压强度试验，直接反应焊接性能，是考核焊接情况最有效的方法。依据GB 136632000标准和DVS 2207第6部分。取样方法：取样以焊缝为中心线，试样端面要平整，长度按表8.7，表8.7 试样长度管外径（D）mm试样长度（L）mm 75400 90225600 2501000试验条件：根据管材的级别，确定其环应力的数值，分别在20和80进行试验，试验条件如下：表8.8 焊缝的静液压强度试验温度材料环应力（Mpa）破坏时间（h）PE63PE80PE100208.09.012.4100803.54.6

52、5.5165803.24.05.01000试验压力的计算公式：（84）式中：P试验压力（Mpa）；产品标准规定的环应力（Mpa）；D管材的平均外经（mm）；de管材的最小壁厚（mm）；试验结果不应在焊口处破坏。热熔对接焊失败原因的分析在连接处有与焊接处相平行或交叉的裂纹，检查： 焊接处。 加热区。 基本原材料。V型切口，在基本材料里面，焊接根部有交叉或平行的裂纹，是由于： 焊接压力不足。 吸热时间过短。 冷却时间过短。基本材料里的V型裂痕和沟槽，与连接处平行或交叉，是由于： 夹具的夹痕。 不合理的运输划伤。 焊接前的准备工作失误。焊接面错位，是由于： 管材底部成椭圆型（管材不合理的存放储存）。

53、 夹具不合理的夹紧。夹管时未进行调整。焊接部分有角度偏离，是由于： 设备失误。 调整失误。在连接周围的全部或部分上面的卷边窄，高，有尖边，是由于：焊接参数错误。未计入拖动压力或切换时间长。在连接周围的全部或部分上面，卷边太窄或太宽，是由于： 吸热时间错误。 加热温度错误。 焊压错误。在连接周围的全部或部分上面，卷边不均匀，是由于： 焊接面铣削不平整，未达到铣削要求。焊接面有浮渣，在连接周围全部或部分上面，是由于： 焊接面是脏的或被氧化。 切换时间过长。 加热温度过高或过低。焊接面有洞，是由于： 焊接压力不足。 冷却时间过短，出现缩孔。有单个的、非常多的或集中的气孔，是由于： 热板表面污染。焊接

54、过程中形成水蒸汽（水/溶剂）。电熔连接焊接前的准备 检查电源电压22010V，特别是发电机的电压。 导线容量；一般焊接时，当电源距焊机在50米内时需选用2.54mm2的输入电缆线（一次线）；当电源距焊机在50100米时需选用46mm2的输入电缆线。当电源距离焊机过远时，如超过100米，在施工中将可能产生欠压报警现象，尤其熔接OD160以上的规格更是如此，此时需加粗输入的电缆线或配接发电机。 接线，地线必须接地。注意事项必须测量电网、发电机电压，保证电压220V，防机毁。必须测量加负载后的电压、机器外壳接地，保证人身安全。管材、管件焊接需同一牌号的材料或经测试后认可。寒冷气候(-5以下)、大风环

55、境下焊接必须采取保护措施。需焊接的表面必须刮去氧化皮、必须清洁；电熔管件不用不拆包装。收工时管口应封堵，不得将刮去氧化皮的管材放到第二天进行焊接。严格按焊机说明书和管件条码规定的时间进行焊接。焊接过程中或焊接完成的冷却期间，不得移动连接件或施加任何外力。每焊一管件应注意观察观察孔凸起和手摸管件是否发热。焊机不防水，严禁焊机进水。电熔焊的焊接操作自动模式焊接以亚大公司制造的PFSA为例开机；打开机器钥匙电源开关，最好预热三分钟。截取管材；管材端面应垂直轴线，斜度 0.1mm厚度。承插电熔管件；将清洁的电熔管件套在需焊接的管材/管件上。安装电熔卡具；必要时需上专用的电熔卡具，保证同轴度。插接输出电

56、源接头；去除管件接线柱的防护帽，插牢焊机输出接头。调整程序；按复位键，调整焊接模式键到自动模式。 显示：CP.CHINAUST A 读取数据；按读码器开关，读码器红灯亮，读条码，蜂鸣器叫。 显示： 018 20 075 OK90秒不焊显示ERROR5 焊接序号 环境温度 错误5焊接；按起动键焊接通电开始焊接，焊接时间开始倒计时。 显示： 018 20 070 W 焊接序号 环境温度 焊接剩余时间S焊接完成；蜂鸣器叫 显示： 018 20 000 P失败显示ERROR(数字) 焊接序号 环境温度 焊接剩余时间S 错误(数字)拔去焊机输出电源接头；按复位键。显示：CP.CHINAUST A手动模式

57、焊接（17步骤同自动模式）调整程序；按复位键，调整焊接模式键到手动模式。显示：CP.CHINAUST M 准备设置时间；按复位键。 显示： 018 20 000 焊接序号 环境温度 焊接时间S 输入焊接时间；按复位键选择百、十、个位，按功能键输入数字。 显示： 018 20 075 OK90秒不焊显示ERROR5 焊接序号 环境温度 焊接时间S 错误5焊接；按起动键焊接通电开始焊接，焊接时间开始倒计时。 显示： 018 20 070 W 焊接序号 环境温度 焊接剩余时间S焊接完成；蜂鸣器叫。 显示： 018 20 000 P失败显示ERROR(数字) 焊接序号 环境温度 焊接剩余时间S 错误(

58、数字)拔去焊机输出电源接头；按复位键。 显示：CP.CHINAUST M查阅焊接记录调整程序；按复位键，调整焊接模式键到自动模式。 显示：CP.CHINAUST A 读取测试码；按读码器开关，读码器红灯亮，读测试条码，蜂鸣器叫。 显示：TEST READY 光标闪动查阅焊接时间；按功能键可查阅焊接时间。 显示： 018 030512 15:21 焊接序号 年、月、日 焊接时间查阅焊接情况；按功能键翻页（手动无法识别类别）。 显示：C0063 20 075 AF或AP MF或MP 类别及规格 环境温度 焊接用时S 自动失败或成功 手动失败或成功 手动无法识别类型及规格 显示为:00000 返回；

59、按复位键返回。显示：CP.CHINAUST A打印联接打印机；将普及型的打印机联接在电熔焊接上。 显示：CP.CHINAUST A 开机；打开焊机电源开关调整到自动状态显示： CP.CHINAUST A 读打印码；按读码器开关，读码器红灯亮，读打印条码。显示：PRINT READY打印；按功能键，打印开始。显示：PRINTING 暂停和继续打印；按功能键暂停，需等数秒，再按继续。显示：PRINT HALT或PRINTING 内存记录打印完毕；时间较长。 显示： DATA EMPTY 、PRINT END？脱离打印；按复位键返回。显示：CP.CHINAUST A打印数据说明变径和鞍型三通管件代码

60、（见表8.9）表8.9 变径和鞍型三通管件代码进口电熔焊机的焊接以GF型号：MSA350和MSA300为例焊机的操作面板控制键说明确认键下翻键开始/停止 键上翻键左翻键右翻键焊机的设置自动焊接基本程序（如果设置手动焊接等，在翻动是相应增加）接通电源220V（AC180260V）屏幕显示：MSA 350 CN15：3315/08/2003输入焊机数据？ 23MNU MNUMSA 350 GB15：3315/08/2003FUSION DATA？ 23MNU MNU 英文中文功能设置；按下翻键 屏幕显示：设置20/40/50/601MNU MNUMSA 350 GB15：3315/08/2003C