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聚乙烯（PE）電熔管件工程應(yīng)用典型缺陷案例分析

聚乙烯（PE）電熔管件因提前通過工廠的專用設(shè)備將產(chǎn)品按設(shè)計(jì)的工藝參數(shù)預(yù)制好，在施工現(xiàn)場只需按規(guī)定的焊接流程將產(chǎn)品之間進(jìn)行規(guī)范連接并在自動(dòng)焊機(jī)上設(shè)定好焊接工藝參數(shù)，整個(gè)焊接過程會(huì)自動(dòng)完成。焊接過程減少了人為因素的影響，使得接口質(zhì)量得到有效保障和接頭質(zhì)量穩(wěn)定可靠而受到聚乙烯管道連接的青睞。但是不規(guī)范的操作也會(huì)帶來焊接隱患，從而影響到管道系統(tǒng)的***運(yùn)行。分析典型施工缺陷案例，探究可靠焊接質(zhì)量成為本文研究的重點(diǎn)。

1 聚乙烯（PE）電熔管件的正確焊接流程

聚乙烯（PE）電熔管件系列產(chǎn)品應(yīng)符合GB/T 15558.2和GB/T 13663.3標(biāo)準(zhǔn)要求，規(guī)范焊接流程和注意事項(xiàng)如下：

1.1焊接機(jī)、工具的準(zhǔn)備

1）電源：使用發(fā)電機(jī)***小功率5KW以上；

2）電熔焊機(jī)：使用具有環(huán)境溫度測試及自動(dòng)補(bǔ)償焊接功能的交流電熔焊機(jī)；

3）管材切割機(jī)；            

4）專用刮刀；

5）清洗劑及擦拭布。

1.2管材、管件預(yù)處理

1）確認(rèn)管材符合相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，對不圓度過大的管材需進(jìn)行校圓處理；

2）垂直切割管材接頭區(qū)的管材末端，要求端口垂直、平整、倒角；

3）用刮刀清理管材焊接區(qū)外表面氧化層（至少0.2mm及以上）；

4）用酒精擦拭焊接區(qū)域管材外表面和管件內(nèi)表面的灰塵、水份、油污等，并對管材插入深度做標(biāo)記。

1.3管材、管件裝配

1）管材待焊端在無應(yīng)力狀態(tài)下插至管件限位（或記號(hào)）處，并用機(jī)架固定；

2）確保焊接時(shí)管材管件在同一軸線上，不受任何外力影響。

1.4焊接及后處理

1）接好電源（220V），打開焊機(jī)，在焊機(jī)操作面板上輸入待焊管件廠家提供的相應(yīng)管件焊接參數(shù)（電壓、時(shí)間）；

2）將焊機(jī)電極接到電熔管件相匹配的接線柱上，啟動(dòng)焊機(jī)，進(jìn)行焊接；

3）熔接結(jié)束后應(yīng)確認(rèn)電熔管件觀察孔指示柱是否冒出；

4）焊接結(jié)束，冷卻到規(guī)定時(shí)間后，方可移開夾持工具。

1.5注意事項(xiàng)

1）本產(chǎn)品的運(yùn)輸，貯存及施工必須按相關(guān)聚乙烯管道工程技術(shù)規(guī)程、規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行；

2）操作員具備聚乙烯管道焊工操作資格；

3）燃?xì)夤艿涝趲獠僮魇褂秒娙酃芗附訒r(shí)，必須采取可靠措施，將靜電導(dǎo)入地下；

4）管材不圓度超過相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值時(shí)，易導(dǎo)致泄漏，需進(jìn)行校圓處理；

5）為防止焊接不良，管材焊接區(qū)域表面應(yīng)刮削至少0.2mm以上，焊前必須去除焊接區(qū)域水份、灰土、油污等異物，以防夾雜泄漏；

6）應(yīng)把管材完全插入到管件中部的限位（或記號(hào)）處，以免造成焊接不良；

7）為保證熔焊質(zhì)量，插入管材與管件必須在同一軸線上；

8）管材與管件裝配時(shí)，應(yīng)較輕松、或加少量輔助力量插入，不能野蠻敲撞，以免撞壞電阻絲導(dǎo)致電路開斷或短路；

9）焊接過程中，應(yīng)禁止眼睛及手正對觀察孔，防止意外噴漿；

10）電熔管件上標(biāo)定的焊接時(shí)間，適用于環(huán)境溫度為20℃±10℃。當(dāng)環(huán)境溫度變化較大時(shí)需對焊接時(shí)間進(jìn)行修正：溫度每增加（降低）10℃，焊接時(shí)間降低（增加）4%。如果焊機(jī)具有溫度補(bǔ)償功能，則按管件上標(biāo)定時(shí)間進(jìn)行焊接；

11）冷卻過程中不應(yīng)受任何外力影響和移動(dòng)管材、管件，避免影響熔焊質(zhì)量，待冷卻到規(guī)定時(shí)間后，方可移開夾具或進(jìn)行其他作業(yè)；

12）在霧天、陰雨天或空氣濕度過大條件下施工，應(yīng)有防潮措施，若有深溝，死角，應(yīng)有通風(fēng)設(shè)施，以防燃?xì)饧巴咚贡ǎ?/span>

1.6正確焊接的電熔管件解剖后狀態(tài)

1）軸對中效果好；

2）電阻絲均勻分布；

3）插入深度到位；

4）管道截?cái)嗝鏌o傾斜；

5）PE結(jié)合面熔融充分。

2 聚乙烯（PE）電熔管件工程應(yīng)用中典型缺陷案例分析

PE電熔管件在施工過程中可能受多方因素影響，諸如沒有軸對中、表面氧化皮未清理干凈、清潔酒精有殘留、輸出電壓不穩(wěn)定、熔接冷卻時(shí)間不夠、施工環(huán)境條件差等原因?qū)е码娙酆附咏宇^出現(xiàn)缺陷，這些缺陷在短時(shí)間內(nèi)可能無法暴露，也沒有有效在線檢測的手段。但當(dāng)出現(xiàn)地質(zhì)沉降、外力碾壓、介質(zhì)壓力、內(nèi)應(yīng)力等影響致使缺陷擴(kuò)大，終會(huì)導(dǎo)致輸送介質(zhì)泄漏，極易引發(fā)惡性事故。現(xiàn)將工程應(yīng)用中出現(xiàn)的典型施工缺陷案例進(jìn)行分析：

2.1 焊接中出現(xiàn)熔料溢出、熔料噴射、焊接冒煙缺陷案例

2.1.1現(xiàn)象狀態(tài)

2.1.2 焊接熔料溢出缺陷的原因分析

采用尺子和記號(hào)筆在管材上標(biāo)識(shí)插入深度，務(wù)必確保管材插入到位。管材管件配合間隙適中。檢查焊機(jī)輸出端接線螺絲是否擰緊，輸出端與接線柱配合間隙是否過松，避免因接觸不良，局部發(fā)熱，造成熔料溢出。

2.1.3 焊接過程中出現(xiàn)冒煙、熔料噴射現(xiàn)象的原因分析

根據(jù)環(huán)境溫度的變化微調(diào)焊接時(shí)間。焊接時(shí)注意觀察電熔焊機(jī)電流變化，發(fā)現(xiàn)電流急劇上升，說明焊接區(qū)域電熱絲出現(xiàn)位移并絲，應(yīng)立即停止焊接。特別注意，如果因操作不當(dāng)引起內(nèi)部著火現(xiàn)象，應(yīng)就地取材封堵管材兩頭，使內(nèi)部形成真空，火自然熄滅。恒壓焊接時(shí)，若管材未按照標(biāo)準(zhǔn)插到管件要求位置，傾斜形成內(nèi)應(yīng)力，或管材管件配合間隙不合適，焊接時(shí)引起電熱絲移位并絲，使管件電熱絲電阻值變小，功率增大而引起冒煙，熔料噴射甚至著火現(xiàn)象。

2.2 虛焊引起的輸送介質(zhì)泄露缺陷案例

2.2.1 現(xiàn)象狀態(tài)

2.2.2 因氧化層、擦拭酒精造成虛焊原因分析

焊接前必須將被待焊接管材外壁的氧化層去除干凈，用酒精擦試干凈管件管材的內(nèi)外表面，并待酒精完全揮發(fā)，否則，易出現(xiàn)焊接焊接失敗而形成虛焊。①氧化層對焊接面影響非常大，待焊管材表面因與空氣中的氧氣接觸而出現(xiàn)材料分解，一定時(shí)間后造成該部分材料分子鏈斷裂致使性能大幅下降。如不去除或去除不到位，將嚴(yán)重影響焊接面質(zhì)量，形成焊接質(zhì)量隱患。②用無水酒精擦拭帶焊接的管材/管件接觸面，以去除表面的油污等贓物。在用酒精擦拭時(shí)需特別注意，一定要擦拭干凈且需等待焊面上的酒精完全揮發(fā)掉，因殘留的酒精在受熱后會(huì)帶走大量的熱，致使焊接面因熱量不足造成熔融量不夠而形成虛焊。

虛焊的影響非常大。因虛焊不易被察覺，試壓過程也不易表現(xiàn)出來，但受回填土的壓力、路面振動(dòng)、不均勻沉降以及長期受壓等原因，虛焊處極易出現(xiàn)故障，造成運(yùn)行中發(fā)生輸送介質(zhì)泄漏而引發(fā)事故。

2.2.3 因焊機(jī)輸出電壓造成虛焊原因分析

電熔焊機(jī)檢查輸出電壓，規(guī)范要求輸出電壓在39.5±0.5v，如果輸出電壓低于39V，電阻絲在規(guī)定時(shí)間內(nèi)的發(fā)熱量不足，連接部位的PE材料不能有效的充分熔融，易出現(xiàn)虛焊。

2.2.4 因施工環(huán)境造成虛焊原因分析

2.3 焊接位置出現(xiàn)內(nèi)部孔洞的缺陷案例

2.3.1 現(xiàn)象狀態(tài)

2.3.2 因焊機(jī)輸出電壓致焊接出現(xiàn)內(nèi)部孔洞原因分析

控制輸出電壓不能高于40V和按使用說明書要求實(shí)施焊接時(shí)間的控制，上述兩點(diǎn)的失控均會(huì)產(chǎn)生電阻絲過熱，發(fā)熱量過大，當(dāng)溫度過高時(shí)，PE材料將產(chǎn)生氧化分解，釋放的氣體形成內(nèi)部空腔，冷卻后形成孔洞。

2.3.3 因產(chǎn)品焊接前裝配不到位造成焊接出現(xiàn)內(nèi)部孔洞原因分析

安裝連接時(shí)確保管材與管件軸線對齊，如果傾斜角度大，則存在內(nèi)應(yīng)力，在電熔焊接時(shí)，熔融的PE材料會(huì)因?yàn)閮?nèi)應(yīng)力和間隙不勻而流動(dòng)，流向間隙較大的部位，熔融流動(dòng)的PE材料帶動(dòng)電阻絲位移，有的地方電阻絲搭接堆集，有的地方分散稀疏，造成局部過熱，發(fā)熱量過大，使PE材料發(fā)生氧化分解，形成氣化空間，冷卻后形成孔洞。

其它還需注意的如定期對電熔焊機(jī)的輸出電壓進(jìn)行檢測標(biāo)定，電源線的長度規(guī)格、不同管件配不同功率焊機(jī)等。

高品質(zhì)的產(chǎn)品的施工是獲得管道系統(tǒng)運(yùn)行的保障。電熔管件因施工方便，人為影響因素少，焊接頭質(zhì)量可靠而備受推崇。但施工前的準(zhǔn)備、施工過程的規(guī)范和施工后的管理就顯得尤為重要。本文著重介紹電熔管件規(guī)范施工流程和分析施工中出現(xiàn)的典型缺陷案例，以期電熔管件在聚烯烴管道系統(tǒng)連接中有更好的發(fā)展。

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