聚乙烯PE供水管热熔焊接施工质量问题及控制措施探讨

聚乙烯PE供水管热熔焊接施工质量问题及控制措施探讨
摘要：聚乙烯PE材料强度高、耐高温、抗腐蚀、无毒、耐磨等特点，被广泛应
用于水利管道给排水领域。

聚乙烯PE管热熔焊接符合国家节能减排，低碳化规定，能较好控制施工环境。

关键词：PE管;聚乙烯供水管;施工技术
聚乙烯PE管是一种新型环保经济型绿色建材。

国内一些厂家的聚乙烯PE管材、
管件等生产设备和制造技术已达到国际先进水平。

焊接设备是热熔对接焊机，根
据管径选择不同规格的焊机；我国在二十世纪六十年代就成功的应用于热塑性塑
料管道的连接，现已成熟的应用于所有行业聚乙烯（PE）管道的焊接。

一、概述
聚乙烯PE管是以聚乙烯树脂为主要原料，经挤出成型的给水管材。

应用于室内、外低温给水管道等。

适用于20-800mm、工作压力不大于1.6MPa的液体介质管道。

如给水、化工管道，矿浆输送等领域。

优点很多，抗冲击性能优异；耐低
温性能好、无污染、生态、环保，达到或超过《生活用水、输配水设备及防护材
料的安全性能评价》。

生产过程中不添加任何有毒助剂，管道内壁光滑，不结垢，不滋生细菌。

生产、连接、施工技术成熟。

二、聚乙烯PE管施工要点?
1.聚乙烯PE管对管沟的要求
开挖宽度和工作坑尺寸，根据现场实际情况和管道敷设方法确定。

可按公式
确定：单管沟边连接b=DN+0.3，双管同沟连接b=DN1+DN2+S+0.3（S为两管之间
设计净距）。

沟底连接时，其宽度应加大。

在湿陷性黄土地区，不宜在雨季施工，在施工时切实做好排水工作，排除沟内积水。

开挖时应在槽底预留30～60mm厚
土层进行压实处理。

沟底遇有垃圾等杂物时要清除，并铺一层厚度不小于15mm
的砂土或素土，整平压实至设计标高，对软土基及特殊腐蚀土壤，按设计要求处理。

管道下沟前按设计图纸检查灰土等地基处理层的标高，并清除沟底的一切杂物，管道下沟如采用人工下管，下沟时应防止划伤、扭曲或过强的拉伸及弯曲，
严禁用金属绳捆绑吊装。

2.热熔对接焊机的基本性能要求
由操作熟练的焊工进行操作，保证焊接工艺的正确性。

实践证明，公称外径
dn≤63㎜或者壁厚ｅ﹤6㎜的管材、管件不适用于热熔对接焊接，原因是管壁薄，焊接压力小，焊机的给出的压力精度达不到，焊接质量问题较多。

3.焊接前先试焊
按照焊接设备管材厂家提供的参数，结合规范规定调整加热温度、焊接加热
时间、拖动压力、保压时间、冷却时间等焊接参数,制定出合格焊缝的环高、环宽、环缝标准，按《PE管焊接作业指导书》进行正式焊接。

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3.聚乙烯PE管焊接
采用热熔对接焊机，聚乙烯PE管焊接后，对焊口进行100%的外观检查及10%的焊口切除检验。

聚乙烯PE管对接前，两管端各伸出夹具一定长度25～30mm，并校直对应的连接件，处于同一轴线。

检查焊机各部电源线及其它线路连接是否
正常。

接通加热板、铣削装置、液压系统的电源等。

根据规定选用恰当的夹具、
设置好机架位置。

将两端已清理合格的管材用夹具固定在机架上，两端面相距在
100mm左右，检查夹具使管口错边量小于壁厚的10%，用棉布擦净管连接端头。

测出每根焊接管子的拖动压力并记录。

用双面铣刀铣削焊口两端面，清除管端氧化层，使其连接端面吻合，且在同一轴线上。

查取相应管材焊接参数并记录，同时计算出熔接压力和对接力，熔接压力=焊接规定压力（理论参数）+拖动压力。

需焊接的焊接面的标准压力或力值P0取0.15N/mm2。

管材/管件所需的对接力（N）=作用于管材上单位面积的力（0.15N/mm2）*管材/管件截面积（mm2）。

5.焊接温度及质量检查
焊接温度一般为200℃～235℃，实际施工中根据具体施工环境和材料适当调整焊接温度。

标准的焊接工艺参数PE80材料焊接温度为210±10℃；PE100材料为225±10℃；将热板加热温度设置在210℃±10℃进行加热，将达到温度要求的
加热板置于机架上，闭合夹具，焊接压力逐步升至预热压力，待管口间凸起均匀且高度达到要求时，记录卷边时间，将预热压力降至拖动压力，按下吸热时间按钮，吸热时间由相应管材参数查得，并做记录。

达到吸热时间后，打开夹具，取出加热板，并立即关合夹具，操作时间尽量缩短，以不超过8秒为宜，在规定的时间内匀速将压力由零位调至焊接压力，按下冷却时间钮，达到冷却时间后，打开夹具，取下焊好管材，进行下一接口的焊接。

检查焊环质量，焊缝宽度、高度符合规范要求为合格，否则锯开焊口重焊。

聚乙烯PE气管道宜蛇形敷设。

管线
碰头必须采用电熔焊时，焊机与管件正确连通，在全自动电熔焊机上设定管件的电压及焊接时间，按管件电压和焊接时间参数通电加热，时间达到后，检查管件熔化孔已被熔化，即为焊接合格，否则锯掉重焊。

在冷却时间内，不得移动焊件或在焊件上施加外力。

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三、聚乙烯PE管焊接出现的质量问题及控制措施?
1.虚焊
热熔对接焊接时出现的虚焊,主要是对接焊机夹具行程不够和对接时夹具速度太快而引起虚焊两种情况。

1.1焊机夹具
对接焊机夹具行程不够,两连接件对接前用铣刀铣平管口后进行焊前试碰,碰对后在夹具行程杆上应看到有一定的行程余量,行程余量应不小于20mm为宜。

在焊接过程中,夹具的行程余量不够时,焊接后表面上看对接的非常好,但实际上两对接件熔接的不够彻底,出现虚焊。

这是热熔对接焊中常出现而又不易察觉的问题;解
决的办法是每次焊前都应注意留有足够的夹具行程余量。

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1.2对接件对碰夹具速度
对接件对碰时夹具速度太快。

两连接件经加热板加热后进行对碰,若对碰过程中夹具速度太快,在对碰瞬间,两连接件熔融部分大部分被挤压到内外壁两侧,致使熔合的部分不够充分而造成了虚焊,解决的办法是操作人员控制机具的速度要均匀,使熔接部分充分融合。

2.焊不透
出现这种情况的主要原因是加热时间不够。

一般情况下不同的管材﹑不同型号及规格的聚乙烯PE管,其焊接加热时间在出厂时都有规定,但所给加热时间是在环境温度为200C﹑有微风时设定的,当环境温度低于100C和风力较大时,若按设定的加热时间进行加热焊接,焊接后表面上与正常时焊接没有多大区别,实际上没焊透,解决办法是当遇到施工环境温度低于100C和风力较大时,应根据管材不同型号﹑规格适当调整加热时间。

3.焊口碳化
发生问题的原因是加热时间过长,与焊不透的情况正好相反,对于热熔对接焊,有人认为焊接过程中加热时间越长,焊接效果越好,而事实相反,聚乙烯PE管在加热时间过长时,会出现碳化现象,严重影响到焊接质量。

四、结语?
近几年聚乙烯PE管在日照市水利工程中得到了大量应用。

采用的焊接方式均是热熔焊接施工。

PE管道具有连接方便、施工简单，速度快、无污染，经济优势明显。

工过程中,能较好控制施工环境。

从使用年限、安装费用、耐磨性、透气率等方面与其它管材对比，具有节约工程投资，节约能源特点，具有良好的经济效益和社会效益。

随着热熔焊接技术不断更新，建议采用新式精度高的PE热熔对接焊机随行焊接任务，有利于控制PE管热熔焊接质量。

参考文献
[1]李长宏,雷国理.聚乙烯(PE)供水管施工技术[J].广东水利水电,2005(S1):12- 13+16
[2]聚乙烯压力管道连接与熔接接头质量检查[J].高立新.特种结构.2005(03)
[3]聚乙烯管道热熔对接焊工艺参数对焊接接头性能的影响[J].阳代军,霍立兴,张玉凤.焊管.2004(01)。