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1、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 编 制 人: 编制日期: 审 核 人: 审核日期: 批 准 人: 批准日期: 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。一、 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DRJ315热熔焊机
2、,DRJ315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)0300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)1000二、 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
3、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。三、 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200230,一般生产厂家确定为21010;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18
4、0,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
5、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。 冷却时间的确定:见表1;1.151.33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21010的温度下,焊接时间、压力的取值,可以参照德国焊接协会
6、DVS 220795的标准。 焊接工艺曲线压力时间tP0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)壁厚度mm端面平整凸起高度(压力P0.15N/mm2)(温度21010)mm吸热时间(压力P0.01 N/mm2)(温度21010)S(秒)切换时间取出热板对接S(秒)冷却时间(压力P0.15 N/mm2)保压状态下min(分) 4.50.5 45 5 64.5 7.01.040 70 5 66 107.0 12.01.570 120 6 8101612.019.02.0120190 810172419.026.
7、02.5190260 1012243226.037.03.0260370 1216324537.050.03.5370500 1620456050.070.04.0500700 20256080四、 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2.5m。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21010。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
8、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
9、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、机器外壳接地,保证人身安全。3) 与焊接端面接触的所有物件必须清洁,保证焊接质量。4) 加热板温度指示灯必须亮(红色),保证焊接温度。5) 卡管必须留有足够的距离,保证焊接端面有效接触。6) 铣削时铣刀安全锁必须锁死,防止铣刀飞出伤人。7) 铣屑必须是连续的长屑,保证焊接端面有效接触。8) 铣削完必须先
10、降压力,后打开机架,再停铣刀,防止端面出台阶。9) 取出铣刀、热板时不能碰伤端面,防止翻边不均匀有划伤。10) 凸起要求的高度必须是圆周,保证焊接有效面平整。11) 焊接压力必须加入拖动压力,保证有效焊接面的压力值。12) 熔融面相接触时严禁高压碰撞,保证焊接质量。13) 启动泵站时,方向杆应处于中位,保证电机无负载起动。14) 安装高压软管时接头必须清洁,防止泥沙进入液压系统。15) 机器远离酸碱或要有防护,保证机器的使用寿命。16) 必须保持机架镀铬导杆清洁勿划伤,保证不漏油和损失压力值。17) 热板必须清洁、无划伤、无油污及粘异物,保证焊接质量。18) N68抗磨液压油六个月更换一次,勿因小失大。19) 机器的电子部分不防水,严禁进水,阴雨天施工要有防护。20) 拆卸油管必须泄压,接头加防尘帽,保证下次安装顺利。