PE管热熔对接接头的主要缺陷形式和质量检测.doc

PE管热熔对接接头的主要缺陷形式和质量检测 上海煤气第二管线工程有限公司 汪建国 摘要：介绍了PE管热熔对接接头的主要缺陷形式，归纳和总结了目前对PE管热熔对接接头质量检测的主要方法。 关键词：PE管 对接接头缺陷 质量检测 超声波检测 PE管凭借其性能优异，施工简单，运行可靠，维修方便，使用寿命长，投资成本低等优点，在市政管网中得到了广泛应用。上世纪80年代初上海便开始了PE管在燃气行业的应用，在得益于PE管诸多优势的同时，也出现了管道接头泄漏、检测手段缺乏等隐患和事故，如何加强对PE管热熔对接接头质量的检测，确保施工质量和PE管网运行安全值得我们关注和总结。 1 PE管热熔对接接头的主要缺陷形式 PE 管热熔对接接头可能存在的缺陷大致可分为四种［1］： 1) 焊件熔接前准备和配合的缺陷：管端加工不良，连接表面不清洁，轴向偏差过大等； 2) 焊口形状的缺陷：主要是指接口卷边的尺寸和结构上存在的偏差； 3) 微观缺陷：气孔（塑料的热氧化破坏），未焊透（熔接温度和压力不够），缩孔（接口的人工强制冷却和寒冷环境下焊接），裂纹，外来杂质等； 4) 显微结构缺陷：主要是塑料受到强烈的热氧化破坏，造成管材材质变劣。 各种缺陷之间有关联的，造成缺陷的主要因素有：焊接操作者的技能、责任心，焊接设备的质量和工况，相互熔接管材之间的互熔性、材料的保存、原料质量，焊接工艺，焊接环境和气候等。 PE管对接焊缝的缺陷类型主要有气孔、夹渣、未熔合、未焊透和裂纹5种类型。统计结果表明：PE管焊缝的主要缺陷为未熔合与未焊透,即通常所说的假焊，这两种类型缺陷占缺陷总数类型的82.8%，且主要发生在壁厚大的管材中；裂纹缺陷主要发生在壁厚较薄的PE管对接焊缝中，所占比例为8.9%。［2］ 2 PE管热熔对接接头的质量检测 PE管热熔对接接头的质量可通过对人、机、料、法、环的控制来保证外，还应加强对接头质量检测环节的控制，确保施工质量和运行安全。对接接头的质量检测可包含焊接数据审查、外观检查、翻边切除检查、拉伸性能测定、静液压强度试验、无损检测等。 2.1焊接数据审查 目前，上海市燃气行业内已全面使用全自动焊机，全自动焊机可自动监控焊接步骤并记录相关参数，为热熔对接接头质量判断提供依据。在焊接过程中和管道试压前应核对全自动热熔焊接数据，数据信息可分为两大类，一类主要为工程管理信息，主要为工程编号、焊口编号、项目经理编号、管材生产厂家等，这些主要是实现施工质量的可追溯性，便于落实责任，进行施工质量跟踪。另一类为工艺参数信息，主要为SDR值、PE材质、管径等，这些数据与全自动焊机的焊接数据设置密切相关，错误输入将直接影响焊接质量。焊接数据审查主要包括三方面：一是焊口数是否与实际相符，二是显示焊接失败的焊口是否重新进行焊接，三是工艺参数信息是否正确输入。 2.2外观检查 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。接头应具有沿管材整个圆周平滑对称的翻边，尺寸均匀、饱满、圆润。翻边不得有切口或者缺口状缺陷，不得有明显的海绵状浮渣出现，无明显的气孔。翻边最低处的深度不应低于管材表面。焊缝两侧紧邻翻边的外圆周的任何一处错边量不应超过管材壁厚的 10%。接口宽度B与管材料类型、热板温度及所用的焊接工艺程序等有关，通常情况下按B=0.35～0.45S其中：S=08～13e，ePE管壁厚。±2℃ 试验到破坏为止： 韧性，通过 脆性，未通过 《聚乙烯（PE）管材和管件热熔对接接头拉伸强度和破坏形式的测定》GB/T19810 2 耐压（静液压） 强度试验 密封接头，a型； 方向，任意； 调节时间，12h； 试验时，165h； 环应力； PE80，4.5MPa PE100,5.4MPa 试验温度，80℃ 焊接处无破坏，无渗漏 《流体输送用热塑性管材耐内压试验方法》GB/T6111 2.5无损检测 PE管焊接质量的无损检测已引起众多研究机构和厂商的重视。常规的无损检测方法主要有超声波、磁粉、涡流、X射线和渗透五种方法。 PE材料为非铁磁性材料，显然不能采用磁粉、涡流探伤方法；焊缝缺陷有表面缺陷也有内部缺陷，因而也不能采用渗透探伤方法；虽然 X 射线探伤方法可以检测内部缺陷，但受限于其危险性和操作的复杂性。采用超声波进行无损检测便成为了最佳选择。目前PE管焊接质量的超声波无损检测技术仍处于初级阶段，主要是根据超声波的反射波形来判断接口的熔接是否存在缺陷。然而，采用传统的超声波无损探伤，由于其受聚乙烯界面多次反射、回波的干扰，探测灵敏度低、缺陷空间分辨低，造成缺陷检出率低、无法准确进行缺陷空间定位、不能有效进行缺陷的定量分析。2012年下半年开始，上海海骄与上海市特检院、复旦大学材料科学系等单位合作，已开展“燃气用聚乙烯管道焊接接头相控阵超声波检测技术研究