PE管热熔对接施工方案.doc

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PE管热熔对接施工方案
金寨县燕子河镇自来水厂供水工程，共需埋设PE输水、配水管道4300米，管径dn315。本工程把对PE管的热熔对接作为特殊施工过程，为保证PE管道施工质量和进度特指定本施工方案。
一、 热熔对接机设备简介：
      本工程PE管热熔对接设备采用DRJ—315热熔焊机，DRJ—315热熔焊机由夹具、铣刀、加热板、电动控制部分和液压系统组成。其采用电动铣削，液压驱动，整体结构为“分体”式，加热板由温度表直接显示温度，加热板表面有不粘涂层，电动机带动液压泵，系统的各种压力直接由调压阀手动调节。
主要技术参数：
焊接温度调节范围（°C）0—300
工作电压（V）220
加热板功率（W）2500
油泵电动功率（W）750
铣刀电动功率（W）1000
二、 PE管热熔对接的要求：
a) 需用专用的热熔对接机具。
b) 应检查有无产品出厂合格证，并索要出厂检验报告；
c) 一般适用于OD ≥ 90 mm管；管壁厚度 > 6mm。
d) 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。
e) 不使用明火。
f) 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。
三、 热熔对接连接（对接焊）工艺
1、 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。
1)温度的确定
      聚乙烯管材对接焊的最佳焊接温度为200～230℃，一般生产厂家确定为210±10℃；
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。
2)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1；1.15～1.33×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。
3)压力的确定
焊接压力和冷却压力根据焊接面的截面积×0.15N/mm2；
在210±10℃的温度下，焊接时间、压力的取值，可以参照德国焊接协会DVS 2207－95的标准。

表1 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P＝0.15N/mm2） （温度210±10℃） mm
吸热时间 （压力P≈0.01 N/mm2） （温度210±10℃） S（秒）
切换时间 取出热板对接   S（秒）
冷却时间 （压力P＝0.15 N/mm2） 保压状态下 min（分）
< 4.5
0.5
45
< 5
6
4.5 … 7.0
1.0
40 … 70
< 5… 6
6 …10
7.0 …12.0
1.5
70 …120
< 6… 8
10…16
12.0…19.0
2.0
120…190
< 8…10
17…24
19.0…26.0
2.5
190…260
< 10…12
24…32
26.0…37.0
3.0
260…370
< 12…16
32…45
37.0…50.0
3.5
370…500
< 16…20
45…60
50.0…70.0
4.0
500…700
< 20…25
60…80

四、PE焊接操作：
1、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2.5μm。
1）清洁油路接头后接通油路。
2）检查电源、电压、接地后接通电路，空转排气。
3）热板升温，红灯亮后预热10分钟，热板表面温度为210±10℃。
4）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%。
2、焊接操作
1)打开机架，按工艺要求设置吸热时间和冷却时间。
2)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。
3)放置铣刀锁安全锁。
4)启动铣刀，闭合机架，调整压力，端面进行铣削，形成连续屑后，降压力。
5)打开机架，开安全锁，取出铣刀。
6)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％。
7)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。
8)打开机架，放加热板（焊接端面有灰尘需清洁）。
9)闭合机架加压到焊接压力(P1)=拖动压力(P0)＋接缝压力(P2)。
10)观察管端凸起高度，降压至拖动压力(P0)，同时按吸热计时按钮，计时开始。
11)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。
12)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。
b)焊接注意事项：
1)必须测量电网、发电机电压，保证电压220V，防机毁。
2)必须测量加负载后的电压、机器外壳接地，保证人身安全。
3)与焊接端面接触的所有物件必须清洁，保证焊接质量。
4)加热板温度指示灯必须亮(红色)，保证焊接温度。
5)卡管必须留有足够的距离，保证焊接端面有效接触。
6)铣削时铣刀安全锁必须锁死，防止铣刀飞出伤人。
7)铣屑必须是连续的长屑，保证焊接端面有效接触。
8)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。
9)取出铣刀、热板时不能碰伤端面，防止翻边不均匀有划伤。
10)凸起要求的高度必须是圆周，保证焊接有效面平整。
11)焊接压力必须加入拖动压力，保证有效焊接面的压力值。
12)熔融面相接触时严禁高压碰撞，保证焊接质量。
13)启动泵站时，方向杆应处于中位，保证电机无负载起动。
14)安装高压软管时接头必须清洁，防止泥沙进入液压系统。
15)机器远离酸碱或要有防护，保证机器的使用寿命。
16)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。
17)热板必须清洁、无划伤、无油污及粘异物，保证焊接质量。
18)N68抗磨液压油六个月更换一次，勿因小失大。
19)机器的电子部分不防水，严禁进水，阴雨天施工要有防护。
20)拆卸油管必须泄压，接头加防尘帽，保证下次安装顺利。

金寨县燕子河镇自来水厂供水工程

PE
管
热
熔
对
接
施
工
方
案

安徽省金宇建设有限公司
2017年7月10日
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