PE管道焊接技术课件.ppt
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- PE 管道 焊接 技术 课件
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1、PEPE管道焊接技术管道焊接技术KK-5000质量监控办党维攀2014年2月28日 1PPT课件一一.概况概况二二.PE.PE管道连接方法及设备管道连接方法及设备三三.PE.PE管道系统施工的一般要求管道系统施工的一般要求四四.PE.PE管道施工注意事项及质量控制管道施工注意事项及质量控制五五.案例分析案例分析2PPT课件一、概况PEPE管原材料为聚乙烯,是一种有机合成的高分子材料管原材料为聚乙烯,是一种有机合成的高分子材料-c-c-n-c-c-n-,燃气管道应用有高密度和中密度燃气管道应用有高密度和中密度聚乙烯管道特性聚乙烯管道特性长期的使用寿命长期的使用寿命(长达(长达5050年,减少了旧
2、管网改造费用)年,减少了旧管网改造费用)卓越的耐腐蚀性能卓越的耐腐蚀性能(是一种惰性材料,除少数强氧化剂外可耐(是一种惰性材料,除少数强氧化剂外可耐多种化学腐蚀,无电化学腐蚀)多种化学腐蚀,无电化学腐蚀)经济性能好经济性能好柔韧性高、抗震能力强柔韧性高、抗震能力强可靠的连接性能可靠的连接性能(焊口比管材本身抗拉能力强)(焊口比管材本身抗拉能力强)焊接工艺成熟焊接工艺成熟优良的输送性能优良的输送性能(摩擦阻力较小)(摩擦阻力较小)较好的耐冲击性能较好的耐冲击性能良好的施工性能良好的施工性能3PPT课件PEPE管道因其使用寿命长、卓越的耐腐蚀、耐磨损、耐冲击及可靠管道因其使用寿命长、卓越的耐腐蚀、
3、耐磨损、耐冲击及可靠的连接和方便的施工等性能,从而被广泛的应用于诸多领域:的连接和方便的施工等性能,从而被广泛的应用于诸多领域:n燃气输配燃气输配n城镇供水城镇供水n农业灌溉农业灌溉n化工管道化工管道n排污管道排污管道n矿山沙浆输送矿山沙浆输送n热力护套热力护套n电力电缆护套电力电缆护套n旧管道穿插修复旧管道穿插修复4PPT课件 应用于城镇供水管道应用于城镇供水管道 城镇供水管的压力等级一般以其标准尺寸比(径厚比城镇供水管的压力等级一般以其标准尺寸比(径厚比SDRSDR,SDR=SDR=公称外径公称外径/公称壁厚)表示,常用的有公称壁厚)表示,常用的有SDR13.6SDR13.6(PE80 P
4、E80、PE100PE100)和)和SDR17SDR17(PE80 PE80、PE100PE100)两种规格。两种规格。5PPT课件二、连接方法及设备PEPE管道发展至今,其管道之间的连接方法主要管道发展至今,其管道之间的连接方法主要有三种:有三种:热熔对接连接(主管道连接常用)热熔对接连接(主管道连接常用)电熔连接(小口径)电熔连接(小口径)机械连接机械连接(法兰连接法兰连接)6PPT课件 (一)热熔对接一)热熔对接 热熔对接连接的原理:热熔对接连接的原理:由于由于PEPE管道是利用管道是利用PEPE树脂经挤出成型而得到的。其热熔对树脂经挤出成型而得到的。其热熔对接是在特定的温度下,将接是在
5、特定的温度下,将PEPE管焊接端经加热熔化后,施以规定管焊接端经加热熔化后,施以规定的压力作用,使的压力作用,使PEPE管焊接端相互连接融合,然后经保压冷却而管焊接端相互连接融合,然后经保压冷却而使管材熔接成为一体。使管材熔接成为一体。7PPT课件 热熔对接焊接具有以下特点:热熔对接焊接具有以下特点:管道熔接为分子之间的结合,因而极为可靠;管道熔接为分子之间的结合,因而极为可靠;该方法只需使用专用设备,无须任何辅助材料,因而施该方法只需使用专用设备,无须任何辅助材料,因而施工成本低廉。工成本低廉。操作方法简单,易学易懂。操作方法简单,易学易懂。注意:注意:热熔对接连接是热熔对接连接是PEPE管
6、道连接最常用方法,一般认为热熔对接管道连接最常用方法,一般认为热熔对接适用于适用于63mm63mm以上口径管材或壁厚大于以上口径管材或壁厚大于6mm 6mm 以上管材的连接。以上管材的连接。8PPT课件 设备规格:根据可焊接管材的规格不同,热熔焊机主要有:设备规格:根据可焊接管材的规格不同,热熔焊机主要有:6363160mm160mm、110110250mm250mm、160160315mm315mm、200200450mm450mm、200200500mm500mm、315315630mm 630mm、450450800mm800mm 设备构成设备构成 热熔对接焊机一般都包含以下四部分:热熔
7、对接焊机一般都包含以下四部分:a).a).机架机架 b).b).加热系统加热系统 该系统主要包含一块加热板和温控系统。该系统主要包含一块加热板和温控系统。c).c).加压系统加压系统 目前该系统有手动和液压两种方式。目前该系统有手动和液压两种方式。d).d).铣削系统铣削系统 该系统按照铣刀驱动源不同,分为电机驱动和液压驱动两种方该系统按照铣刀驱动源不同,分为电机驱动和液压驱动两种方式。式。9PPT课件热熔对接连接的必要条件是:热熔对接连接的必要条件是:导致聚乙烯材料熔融流动的熔接温度(导致聚乙烯材料熔融流动的熔接温度(T T)熔接压力(熔接压力(P P)压力和温度作用的时间(压力和温度作用的
8、时间(t t)也就是我们常说的温度、压力、时间三要素。也就是我们常说的温度、压力、时间三要素。10PPT课件 熔接温度熔接温度加热板温度:加热板温度:对于对于HDPEHDPE、MDPEMDPE管道,其熔接时加热板温度一般为管道,其熔接时加热板温度一般为2102101010(PE100PE100级原料为级原料为2252251010)。薄壁管材焊接时温度适当升。薄壁管材焊接时温度适当升高,靠温度上限;厚壁管材焊接时温度适当降低,靠温度下限;高,靠温度上限;厚壁管材焊接时温度适当降低,靠温度下限;大风或寒冷天气施工时温度适当升高。大风或寒冷天气施工时温度适当升高。熔接压力和时间:熔接压力和时间:焊接
9、压力和压力及温度作用时间按照熔接过程曲线详细如下:焊接压力和压力及温度作用时间按照熔接过程曲线详细如下:以时间以时间t t作作x x轴,以焊接过程中对应的压力轴,以焊接过程中对应的压力p p作作y y轴,可得到熔接轴,可得到熔接过程曲线:过程曲线:11PPT课件t4t1t2t3P1p20.000.010.15p3t(s)图图 热热熔熔焊焊接接过过程程曲曲线线示示意意图图P(MPa)12PPT课件13PPT课件 按照加热时间将热熔对接连接过程分为四个阶段:按照加热时间将热熔对接连接过程分为四个阶段:a).a).初始加热阶段(初始加热阶段(t1t1,P1P1)将加热板放入两管端之间,加压到将加热板
10、放入两管端之间,加压到P1P1,加热时间为,加热时间为 t1 t1。其。其目的使初始熔融的物料在压力的作用下全部挤出,直到管材两目的使初始熔融的物料在压力的作用下全部挤出,直到管材两端面与加热板紧密接触后为止,目的是保证下一步加热时,两端面与加热板紧密接触后为止,目的是保证下一步加热时,两管端能均匀吸热。管端能均匀吸热。t1 t1:加热时间:加热时间t1t1按卷边高度确定,即当卷边高度达到最小按卷边高度确定,即当卷边高度达到最小卷边高度所需的时间;卷边高度所需的时间;14PPT课件 emin=0.1s+0.5(mm)emin=0.1s+0.5(mm)时,所需时间为时,所需时间为t1 t1。其中
11、:其中:s-s-管材壁厚,单位管材壁厚,单位mmmm。p1 p1:由液压系统的压力来控制,即:由液压系统的压力来控制,即p p表表 ,计算如下:,计算如下:管材截面积(管材截面积(cm2)p表表=p拖拖+0.15(MPa)油缸活塞总面积(油缸活塞总面积(cm2)p p拖:油缸运动克服系统阻力所需压力,操作时可从设备的拖:油缸运动克服系统阻力所需压力,操作时可从设备的压力表上直接测出,单位压力表上直接测出,单位MPaMPa。15PPT课件 b).b).吸热阶段吸热阶段(t2(t2,P2)P2)当卷边高度达到当卷边高度达到emin emin 时时,将压力由将压力由P1 P1 降至降至P2P2(P2
12、 0P2 0),继续吸热继续吸热t2 t2 时间时间,目的是保证管端与加热板表面接触目的是保证管端与加热板表面接触,使管材使管材继续吸热产生足够多的熔融物料。继续吸热产生足够多的熔融物料。t2=10st2=10s(秒秒)P2 0P2 0 其中:其中:s-s-管材壁厚,单位管材壁厚,单位mmmm。注:过热、过冷或大风天气应对其做适当调整。注:过热、过冷或大风天气应对其做适当调整。16PPT课件 c).c).切换阶段(切换阶段(t3t3)当加热时间当加热时间t2 t2 达到后,迅速打开两管端,取出加热板,达到后,迅速打开两管端,取出加热板,并快速合拢两管端。这段时间应越短越好,最大不能超并快速合拢
13、两管端。这段时间应越短越好,最大不能超过过t3 t3。t3 =0.01d+3(t3 =0.01d+3(秒秒)其中:其中:d-d-管材外径,单位管材外径,单位mmmm。17PPT课件 d).d).冷却阶段(冷却阶段(p3 p3,t4t4)两端结合后,压力迅速升到两端结合后,压力迅速升到p3 p3,升压时间最大值为:,升压时间最大值为:3+0.01d 63+0.01d 6秒;秒;压力达到压力达到p3p3后,保压冷却后,保压冷却t4 t4 时间时间.目的:在规定的压力下,使分子间充分融合目的:在规定的压力下,使分子间充分融合18PPT课件 P3=P1 P3=P1 t4=10 t4=10 Ks s K
14、s s(minmin)其中:其中:s-s-管材壁厚,单位管材壁厚,单位mmmm;Ks-Ks-壁厚系数壁厚系数 其中:其中:Ks=0.5,s10mm Ks=0.5,s10mm Ks=0.03s+0.2 (s Ks=0.03s+0.2 (s10mm)10mm)19PPT课件 焊接准备焊接准备 1.1.设备应置于平整、干燥、并有足够的空间来操作设备的设备应置于平整、干燥、并有足够的空间来操作设备的场地,否则,应采取相应的措施。场地,否则,应采取相应的措施。2.2.检查整个机具各个部位的紧固件有无脱落或松动,并予检查整个机具各个部位的紧固件有无脱落或松动,并予以必要处理。以必要处理。3.3.检查整机电
15、器线路有无损坏,并予以必要处理。检查整机电器线路有无损坏,并予以必要处理。4.4.检查液压箱内液压油是否充足。检查液压箱内液压油是否充足。5.5.确认电源与机具输入要求相匹配。确认电源与机具输入要求相匹配。20PPT课件 6.6.将与管材规格一致的卡瓦装入机架。将与管材规格一致的卡瓦装入机架。7.7.准备足够的支撑物,以保证待焊接管材可与机架中心线准备足够的支撑物,以保证待焊接管材可与机架中心线处于同一高度,并能方便移动。处于同一高度,并能方便移动。8.8.将焊机各部件按照要求插装连接好并检查无误。将焊机各部件按照要求插装连接好并检查无误。9.9.设定加热板温度至设定加热板温度至2002002
16、35235。10.10.接通焊机电源,打开加热板、铣刀和油泵开关并试运行,接通焊机电源,打开加热板、铣刀和油泵开关并试运行,检查各自工作是否正常。检查各自工作是否正常。注:焊接准备是焊接前必须进行的步骤,操作人员必须予以注:焊接准备是焊接前必须进行的步骤,操作人员必须予以充分的重视。充分的重视。21PPT课件(二)电熔焊接(二)电熔焊接 电熔连接是利用电熔管件将管材(管件)连接到一起的一电熔连接是利用电熔管件将管材(管件)连接到一起的一种种PEPE管道连接方式,目前主要用小口径管线连接和管道维修及管道连接方式,目前主要用小口径管线连接和管道维修及热熔对接较难操作(死口连接)的施工中。在有些工程
17、中,电热熔对接较难操作(死口连接)的施工中。在有些工程中,电熔连接被作为主要的连接方式应用。熔连接被作为主要的连接方式应用。这种连接方法有以下优缺点:这种连接方法有以下优缺点:优点:优点:1 1).使用设备少,操作简单;使用设备少,操作简单;2 2).熔接过程人为因素影响小,因而更可靠;熔接过程人为因素影响小,因而更可靠;3 3).熔接区域较热熔对接更大,故而更为安全。熔接区域较热熔对接更大,故而更为安全。缺点:因每个焊口都得使用一个电熔管件,造成工程成本较高。缺点:因每个焊口都得使用一个电熔管件,造成工程成本较高。22PPT课件 电熔连接的原理电熔连接的原理 埋设在电熔管件内表面的电阻丝在通
18、电后,在一定的时间埋设在电熔管件内表面的电阻丝在通电后,在一定的时间内产生适当的热量,使电熔管件内表面与被连接的管材(管件)内产生适当的热量,使电熔管件内表面与被连接的管材(管件)外表面熔融,物料熔融后膨胀而相互间产生压力,达到焊接要外表面熔融,物料熔融后膨胀而相互间产生压力,达到焊接要求。求。23PPT课件 电熔管件分类:电熔管件分类:电熔管件按照结构形式可分为电熔承口件(套筒式)和电电熔管件按照结构形式可分为电熔承口件(套筒式)和电熔鞍型件两种;按照电极可分为熔鞍型件两种;按照电极可分为4mm4mm和和4.7mm4.7mm两种;按照电熔丝两种;按照电熔丝在管件内壁的布置结构,可分为裸露式和
19、包覆式两种。在管件内壁的布置结构,可分为裸露式和包覆式两种。24PPT课件 电熔焊接的三要素:电熔焊接的三要素:电熔管件要求的输入电压电熔管件要求的输入电压 目前常用电熔管件要求的输入电压一般都是目前常用电熔管件要求的输入电压一般都是39.5V39.5V。加热时间加热时间 加热时间在管件上都有标注,但值得注意的是实际操作时加热时间在管件上都有标注,但值得注意的是实际操作时应根据环境温度对加热时间进行补偿(依据管件说明书)。应根据环境温度对加热时间进行补偿(依据管件说明书)。冷却时间冷却时间 冷却时间一般在管件上也都有标注。冷却时间一般在管件上也都有标注。25PPT课件 电熔连接的主要设备和工具
20、电熔连接的主要设备和工具 电熔连接一般需使用以下设备或工具:电熔连接一般需使用以下设备或工具:电熔焊机电熔焊机 电熔焊机是根据正确的熔接参数,输出电能给电熔管电熔焊机是根据正确的熔接参数,输出电能给电熔管件的设备。主要是为电熔管件提供稳定的输出电压,并具件的设备。主要是为电熔管件提供稳定的输出电压,并具备根据环境温度自动调节熔接时间的功能,可识别条形码、备根据环境温度自动调节熔接时间的功能,可识别条形码、存储已完成的焊接参数,并且连接打印机后可输出焊接参存储已完成的焊接参数,并且连接打印机后可输出焊接参数。数。刮削工具刮削工具 用于刮削管材或承口管件熔接外表面。用于刮削管材或承口管件熔接外表面
21、。夹持工具夹持工具 为固定焊接管材与电熔管件,部分夹具同时具有恢圆为固定焊接管材与电熔管件,部分夹具同时具有恢圆功能。功能。切断工具切断工具 为得到干净平直的管材切割端面而使用的专用切割工为得到干净平直的管材切割端面而使用的专用切割工具。具。26PPT课件 焊接准备焊接准备 1.1.设备应置于平整、干燥、并有足够操作空间的场地,设备应置于平整、干燥、并有足够操作空间的场地,否则,应采取相应的措施。否则,应采取相应的措施。2.2.电熔连接前必须判明欲熔接的管材和管件具备可焊电熔连接前必须判明欲熔接的管材和管件具备可焊性。性。3.3.电熔连接必须选择可靠的、输出稳定的专用合格焊电熔连接必须选择可靠
22、的、输出稳定的专用合格焊机。机。4.4.检查电熔焊机输入输出导线是否完好,能否正常工检查电熔焊机输入输出导线是否完好,能否正常工作。作。5.5.确认电源与电熔焊机输入要求相匹配。确认电源与电熔焊机输入要求相匹配。6.6.准备相应的刮削工具、切断工具、记号笔、尺子等,准备相应的刮削工具、切断工具、记号笔、尺子等,并检验其功能是否正常。并检验其功能是否正常。7.7.检查电熔焊机各按键或旋纽是否工作正常检查电熔焊机各按键或旋纽是否工作正常27PPT课件 焊接操作焊接操作 在操作过程中,操作人员必须严格按照电熔管件所规定的在操作过程中,操作人员必须严格按照电熔管件所规定的焊接参数进行焊接,确保焊接质量
23、焊接参数进行焊接,确保焊接质量 1.1.检查电熔管件有无断丝、绕丝不均等异常现象。不合格检查电熔管件有无断丝、绕丝不均等异常现象。不合格的管件禁止使用。的管件禁止使用。2.2.核对欲焊接的管材(管件)规格、压力等级是否正确,核对欲焊接的管材(管件)规格、压力等级是否正确,检查其表面是否有磕、碰、划伤,如伤痕深度超过管材壁厚的检查其表面是否有磕、碰、划伤,如伤痕深度超过管材壁厚的10%10%,应予以局部切除后方可使用。,应予以局部切除后方可使用。3.3.清除管材、管件焊接区域的灰尘或污物。清除管材、管件焊接区域的灰尘或污物。4.4.在欲焊接端按照需插入管件长度用记号笔进行标注,刮在欲焊接端按照需
24、插入管件长度用记号笔进行标注,刮除管材表皮(厚度约除管材表皮(厚度约0.2mm0.2mm)并修整光滑;刮削段长度应大于)并修整光滑;刮削段长度应大于承插长度。刮削后的管材表面不应被再次污染。承插长度。刮削后的管材表面不应被再次污染。28PPT课件 5.5.在已刮削好的端面上再次按承插长度对管子进行标在已刮削好的端面上再次按承插长度对管子进行标注。注。6.6.将刮削后的管子插入清洁后的管件到标注尺寸,必将刮削后的管子插入清洁后的管件到标注尺寸,必要时应予以夹持固定。要时应予以夹持固定。7.7.承插件承插一般以略微用劲即可插入为宜。承插件承插一般以略微用劲即可插入为宜。8.8.将焊机输出插头插入管
25、件插孔内并锁紧。将焊机输出插头插入管件插孔内并锁紧。9.9.确认设定程序或参数无误后,启动电熔焊机进行焊确认设定程序或参数无误后,启动电熔焊机进行焊接。接。10.10.在熔接过程中,操作者必须注意观察管件观察孔内在熔接过程中,操作者必须注意观察管件观察孔内熔体的溢出情况,及时中断异常熔接状态。熔体的溢出情况,及时中断异常熔接状态。11.11.焊接完成后,取出插头,接头自然冷却焊接完成后,取出插头,接头自然冷却29PPT课件 鞍型连接是鞍型连接是PEPE管道电熔连接的一种,其连接原理和过管道电熔连接的一种,其连接原理和过程基本与电熔承插连接过程相同,首先用刮削工具刮削待程基本与电熔承插连接过程相
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