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聚乙烯燃气管道热熔连接

2022-04-12

热熔连接又称热熔对接焊,是聚乙烯燃气管道施工中主要的连接方法之一,使用的设备是热熔对接焊机,根据聚乙烯管径选择不同规格的焊机。这项技术早在20世纪60年代就成功地应用于热塑性塑料管道的连接,在国内已经成熟地应用于所有行业聚乙烯管道的连接。


热熔连接的原理是依靠加热板同时加热需要焊接燃气管材、管件的两个端面,使其达到熔化温度,然后迅速贴合,在一定的压力下冷却,达到熔接目的。


按照分子扩散缠绕理论,两个相容的高分子材料,加热到一定的温度,使大分子得到能量和空间,由于分子的热运动,并在得到外力的作用下,强制地彼此流动进行迁移、扩散、互相缠绕,随着温度的下降开始结晶,得到一定的结晶度达到理想连接的目的。


(1)热熔连接设备


热熔连接必须使用热熔对接连接设备,热熔对接连接设备应机架坚固稳定,并应保证加热板和铣削工具切换方便及燃气管材或管件方便地移动和校正对中;夹具应能固定管材或管件,并应使管材或管件快速定位或移开;铣刀应为双面铣削刀具,应将待连接的燃气管材或管件端面铣削成垂直于管材中轴线的清洁、平整、平行的匹配面;加热板表面结构应完整,并保持洁净,温度分布应均匀,允许偏差应为设定温度的±5℃;压力系统的压力显示分度值不应大于0.1MPa;焊接设备使用的电源电压波动范围不应大于额定电压的±15%。


热熔对接连接设备应定期校准和检定,周期不宜超过1年。


(2)连接


热熔对接连接的焊接工艺应符合图1的规定,焊接参数应符合CJJ63-2018《聚乙烯燃气管道工程技术标准》的有关规定。


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图1 热熔对接焊接工艺

图中P1——总的焊接压力(表压),MPa,P1=P2+P拖;

P2——焊接规定的压力(表压),MPa;

P拖——拖动压力(表压),MPa;

t1——卷边达到规定高度的时间,s;

t2——焊接所需要的吸热时间,s,t2=燃气管材壁厚×10;

t3——切换所规定的时间,s;

t4——调整压力到P1所规定的时间,s;

t5——冷却时间,min。


(3)检验


热熔对接接头连接完成后,应对接头进行100%的翻边对称性、接头对正性检验和不少于10%的翻边切除检验。


翻边对称性检验是指接头应具有沿燃气管材整个圆周平滑对称的翻边,翻边最低处的深度(A)不应低于管材表面(见图2)。


接头对正性检验是指焊缝两侧紧邻翻边的外圆周的任何一处错边量(V)不应超过燃气管材壁厚的10%(见图3)。


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图2 翻边对称性示意


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图3 接头对正性示意


翻边切除检验应使用专用工具,在不损伤燃气管材和接头的情况下,切除外部的焊接翻边(见图4a)。翻边切除检验应符合下列要求:


1)翻边应是实心圆滑的,根部较宽(见图4b);


2)翻边下侧不应有杂质、小孔、扭曲和损坏;


3)每隔50mm进行180°的背弯试验(见图4c),不应有开裂、裂缝,接缝处不得露出熔合线。


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图4 翻边切除检验

a)翻边切除示意 b)合格实心翻边示意 c)翻边背弯实验示意

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