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PE管道焊接与质量控制 （2005年PE管道国家标准宣贯会） 李 鹏 华创天元实业发展有限责任公司 系统的强度取决于它最薄弱的环节； 管材必须与管件共同工作并具有相适应的强度 2005-7-15 2 一、塑料的焊接方式 ? 超声波焊接 ? 振动焊接 ? 摩擦焊接（旋转、振动、热剪摩擦焊接） ? 高频焊接、磁热焊接、辐射焊接 ? 电脉冲焊接、失元件焊接、激光焊接 ? 热风（热气）焊接 ? 挤出焊接 ? 热熔焊接（使用加热工具） ? 电熔焊接等 2005-7-15 3 二、塑料焊接理论 ? 扩散理论； ? 粘弹接触理论； ? 化学反应理论； ? 表面能系数判据理论； ? 最小流动速率理论等。 2005-7-15 4 三、聚乙烯的可焊性 ? DVS 2207认为：MFR（190℃／5kg）＝ (0.3~1.7)g/10min的聚乙烯都是可焊的。 但在实际操作中，通常希望相互焊接的 塑料件的MFR位于同一个分组内： 0.3～0.4； 0.4~0.65； 0.65~1.15; 1.15~1.7。 2005-7-15 5 PE可焊性与其MFR分组 2005-7-15 6 ? PPI TN13／2001 “不同聚乙烯之间的相互焊接” 解决MFR显著不同的PE的相互焊接问题 ? ISO／TR 11647：1996 ”聚乙烯管材管件的焊接相容性” MFR＝（0.3~1.3）g/10min 2005-7-15 7 四、热熔对接焊 ? 1. 热熔对接焊工艺 2005-7-15 8 2005-7-15 9 ? 2.工艺确定原则—ISO 11414 2005-7-15 10 ? 制备热熔对接试样的条件 2005-7-15 11 3.典型热熔对接焊工艺举例 ? PIPA推荐的热熔对接参数 ? VBB/SWECO 推荐的大口径HDPE管焊接 参数 ? DS/INF 70规定的热熔对接参数表 ? WRC推荐的“两段压力”焊接参数 ? 其它焊接工艺 2005-7-15 12 PIPA推荐的热熔对接参数 热熔对接参数 单 取值 备注 位 220±15 热板温度 ℃ P1 kPa 175±25 将此值代入注6公式，并 形成初始卷边的 压力 加上拖拉力 mm 0.5+0.1t t＝壁厚(注4) 初始卷边宽度 T1 约6t 初始卷边时间 秒 随环境温度而变 P2 kPa 吸热压力 仅提供拖拉力 T2 15t 吸热时间 秒 T3 3+0.01D D＝管材直径（注5） 最大切换时间 秒 T4 3+0.03D 建立焊接压力的 秒 在此时间段内尽量平稳 最大允许时 而缓慢地升压到焊接 间 压力 P5 kPa 175±25 将此值代入注6公式，并 焊接和冷却压力 加上拖拉力 2005-7-15 13 热熔对接参数 单位 取值 备注 P5 kPa 175±25 将此值代入注6公式，并 焊接和冷却压力 加上拖拉力 焊接和冷却时间 t15mm T5 10+0.5t 分钟 在夹紧状态下冷却 焊接和冷却时间 T5 1.5t 分钟 在夹紧状态下冷却 t15mm mm 3+0.5t 典型值。见注2。 冷却完成后最小 翻边宽度 mm 5+0.75t 典型值。见注2。 冷却完成后最大 翻边宽度 2005-7-15 14 ? 注1：表中参数适于PE80及PE100的焊接； ? 注2：表中参数同样适用于PE80与PE100互 相焊接，这种情况下焊口的翻边会略有不同， 但不影响焊接质量； ? 注3：热熔对接只适用于外径和壁厚相等的 管材和管件； ? 注4：表中t为平均壁厚； ? 注5：表中D为平均外径； 2005-7-15 15 ? 注6：表中压力P按下式计算，并加上拖拉力： （管材断面面积／油缸工作面积）×油压； ? 注7：环境温度超过25℃时，每升高1℃，应 将冷却时间延长1分钟； ? 注8：环境温度低于5℃时，每下降1℃，可将 冷却时间减少1分钟； ? 注9：管材划伤超过壁厚10％时应拒收。 2005-7-15 16 VBB/SWECO 推荐的大口径HDPE管焊接参数 2005-7-15 17 ? 丹麦标准DS/INF 70规定的热熔对接参数表 2005-7-15 18 ? DS/INF 70与VBB/SWECO的冷却时间相差较大。 ? 根据经验，冷却时间随管材壁厚增加的速度要比表中 公式计算结果增加得快，尤其是当管材壁厚较厚时。 ? 建议使用方程t=10+kcs计算冷却时间，系数kc按下图选 取，壁厚小于10mm时kc可以取为常数0.5。 2005-7-15 19 ? WRC推荐的“两段压力”焊接 2005-7-15 20 ? “两端压力”焊接的工艺图 2005-7-15 21 ? “两段压力”法的显著特点是具有一个很 低的第二段焊接压力P 52。 ? 在安装现场焊接很长的大口径管道时