竹子林四、五建小区给水管网改造工程
     
     
     
    特殊过程PE管热熔对接施工方案
     
     
     
     
     
     
     
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    PE管热熔对接施工方案
    竹子林四、五建小区给水管网改造工程为深圳市水务集团福田分公司二00四年管网改造（竹子林四、五建住宅小区）工程。本工程位于深南大道北侧金众集团以北，竹子林四、五建住宅小区（金众小区）内，共需埋设PE给水管道5578米，管径dn63至dn315不等。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。
    1、      热熔对接机设备简介：
    本工程PE管热熔对接设备采用杭州先创电控设备厂生产的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
    2、      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。
    3、      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。
    1 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。
     
     
    



  焊接工艺曲线
    
    压力
    
    时间t
    
    P0
    
    拖动
    
    P2(接缝)
    
    P1(焊接)
    
    端面平整
    
    吸热
    
    取板
    
    调压
    
    冷却
    
    总焊接时间
    
    加热段
    
    切换段
    
    对接段
    
     
     
     
     
     
     
    
     
     
     
    表1  聚乙烯管材热熔对接焊参数值（环境温度20℃）
     

     
    4、      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