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1、PE 焊接培训资料二 零一零年 三月 十五 日目录第一章 E管生产技术简介 。一 聚乙烯材料二 聚乙烯管道的类型三 目前国内外主要PE管道专用料第二章 PE管道焊接技术 7.一 高聚物的状态二 连接技术第三章 P管道焊接工艺评定1第一节 P管道连接方式分类及优缺点一 P管道的连接分类二连接方式优缺点第二节 电熔连接头性能评价一 破坏性评价方式之一剥离试验二破坏性评价方式之二-挤压试验三破坏性评价方式之三-爆破试验四 破坏性评价方式之四-长期静液压试验第三节 热熔对接焊工艺评定一破坏性评价方式之一-爆破试验二 破坏性评价方式之二-长期静液压试验三 破坏性评价方式之三拉伸试验四 破坏性评价方式之四
2、-对折试样五 非破坏性评价方式-外观、尺寸检测 第四节 管网实用检测方法第四章 施工设备、安装及规范 23。第一节 焊机的分类及工作原理 一 电熔焊机 二 热熔焊机第二节 管道设计与施工 一聚乙烯施工技术规范简介 二 聚乙烯管道设计第三节 管道敷设第四节 工程竣工试验与验收第一章 PE管材生产技术简介一、聚乙烯材料聚乙烯（化学缩写PE）是一种塑料:是一种高分子为主要成分,在加工过程中能流动、成型的材料，是石油、煤炭的裂解产物CH2经聚合而成。 塑料按受热后的性能表现不同分为两大类1、热塑性塑料可反复加热、冷却和硬化可热熔焊接2、热固性塑料经加热或辐射、催化，其固化物不再溶解、熔化一次性使用聚乙
3、烯就属于热塑性塑料聚乙烯管道相对于金属管道的优点 能耗低，质量轻,可回收，是新一代环保产品1、从制造原料到铺设成管道与金属管道的能耗比为1 :82、单位重量只有金属的1/8，节省运费3、可回收，节省资源安装(连接)可靠、方便，可实现多种特殊场合的使用要求,对管基的要求低 柔性材料,抗地质运动能力强表一 19年日本神户大地震所造成的城市燃气管道的破坏情况对比低压管线合计主干管支干管供给管用户管钢管焊制接头0-00法兰接头-00机械装置15610672334螺纹接头4204514125488小计(A）476151156582管材（）00000铸铁管机械装置()549331254管材（b）3023E
4、管0000挠性钢管机械装置（C）-8管材(）-00合计（接头)C=D4960768408343合计(管材）a+b+c=d40023总合计d58460618158526459管道无泄漏、防腐性能好，寿命长，可达50年聚乙烯材料的一般特性密度取决于材料的结构形态即结晶情况1、低密度聚乙烯LDPE0910 925g/cm、中密度聚乙烯MDPE02 .941 g/cm33、高密度聚乙烯HD0。9 0.6cm3 分子量及分布分子链的长度和支化度 、中分子量PE 1万2、高分子量E 112万3、特高分子量PE25150万4、超高分子量 50万以上聚乙烯管道专用料的特殊要求足够的强度原料必须经国际权威检测机
5、构认证,有明确的静液压强度等级按强度等级分：（低于P63级别的不再列出）。PE：含义是20、50年条件下，材料的最小要求强度(MRS）为.7MPa。2PE80:含义是20、50年条件下，材料的最小要求强度（MRS）为.09.9MPa.P100：含义是20、5年条件下，材料的最小要求强度(MS)为10.011。19Ma.MRS最小要求的静液压强度,MRS值越大，表示材料的强度越高.不同强度等级对应的最小必要强度（MRS)示意图：PE32 P4 PE63 P80 P10MR 3。4. .3 8. 11。19 （MPa） 足够的密度一必要的刚度和强度 足够高的分子量足够的抗环境应力开裂能力和抗裂能力
6、 足够的分子支化度（原料聚合时的共聚单体类型）抗慢速裂纹增长能力 良好的加工性能易于成型加工聚乙烯管道专用料的组成 基础树脂聚乙烯管道料的主体 热稳定剂也叫抗氧剂，作用是延缓或抑制聚乙烯在加工过程中的高温氧化。0.05 0。5 着色剂或叫光稳定剂，在聚乙烯管道原料中一般为炭黑或镉黄，作用是抑制或减弱光对聚乙烯的降解破坏 加工助剂根据需要是否添加，作用是提高聚乙烯的加工性能二、聚乙烯管道料的类型目前PE管的生产原料主要有两类，一类是混配料，另一类是混合料。1、 PE混配料是指在出厂时已经添加了必要的光、热稳定剂和颜料，管道制造商在生产时无需再添加任何成分的原料，它有明确的材料等级。特点：一有颜色
7、，二有材料等级。 2、 混合料一般指以下情况：PE基础树脂（本色）色母料（机械混合)PE混配料和P混合料的区别：混合料生产的PE管较混配料生产的PE管在机械性能上有一定差距.因为使用混合料时，存在如下先天不足:自购的色母料的卫生性和颜料粒度大小无法保证;用机械混和的方式无法保证颜料的分散性，制品内存在应力集中现象.作为着色用的母料的分子量比基础树脂低得多，会降低制成品的机械性能.三、目前国内外主要PE管道专用料PE专用管材料及产品的主要指标1、原料的水分含量水分含量多少,对PE管的性能有较大的影响。水分含量偏高,会使E管的强度降低.因此，国家标准规定，PE原料的水分含量应小于300kg.事实上
8、，原料的水分超过20 mg/kg时,P管内会有微孔（小气泡)，熔接时的结合部因此存在气泡,从而降低了E管道的承压能力。所以，使用黑色混配料时，必须经过严格的干燥,把水分含量控制在200mgg以下。2、挥发组分含量原料中挥发组分含量的多少会影响P管材、管件的性能,特别对注塑管件性能的影响.因此，国家标准规定，PE原料的挥发组分含量应小于350mg/kg。3、炭黑含量(针对黑色P管）为提高PE管材管件的抗氧化（老化）性能，原料在出厂前应添加炭黑,国家标准规定，P原料中炭黑含量为2。0。6。4、纵向回缩率 纵向回缩率是对管材加工时内部残余变形大小的判断试验，目的是将内部的残余变形控制在适当值内。国家
9、标准规定,PE管材的纵向回缩率应小于。5、热稳定性 E管材、管件加工和熔接温度一般为9023。为了防止原料在加工过程中以及管材管件在熔接过程中发生降解,使管材管件具有良好的热稳定性，PE原料中需加入稳定剂。原料和管材管件的热稳定性用氧化诱导期来衡量。国家标准规定，原料和管材管件的氧化诱导期应大于2in。6、抗拉强度和断裂伸长率在一定的温度下,对按规定制作的样品进行拉伸,当样品被拉屈服时获得的强度称为抗拉强度，拉断时的伸长率称为断裂伸长率。PE8的原料及其产品,抗拉强度不小于9Pa，00的原料及其产品,抗拉强度不小于23MPa.国家标准规定断裂伸长率大于35%。7、熔融指数(R）指在一定温度下,
10、将E样品加入一容器中，加热熔融，在一定质量的活塞作用下，在10mi内从容器下端小孔中流出物料的质量。国家标准规定，原料的熔融指数的偏差不能超过原料标称值的3，加工后的产品的熔融指数不能超过原料熔融指数的20。第二章 PE管道焊接技术一、高聚物的状态TdTfTg变形 玻璃态 高弹态 粘流态g：玻璃化温度 T：粘流温度 ：分解温度玻璃态：当温度低于玻璃化温度时，高聚物的大分子和链段都不能运动，高聚物处于脆性玻璃态,为坚硬的固体，受外力作用时,发生的形变很小。高弹态 当温度高于玻璃化温度时,高聚物大分子的链段开始运动，呈现出柔软而富有弹性的高弹态，产生高弹形变，弹性模量降低,形变能力增加,但为可逆形
11、变。 粘流态 当温度高于粘流温度时,高聚物的大分子发生相对运动而具有流动性。此时,若对高聚物施加一定作用力，高聚物粘性流动的形变随时间的增加而增加。当外力解除后其形变不能恢复到原来的形状,高聚物的这种不可逆形变称为塑性形变.要获得一个合格的焊口,必须满足的基本条件是：、熔接界面必须是干净、干燥的，不干净的界面会影响分子间的相互滑移和缠绕。、合理的加热温度和加热时间,以保证获得足够的粘流态的溶质.3、合适的外力,可以加剧分子变形,使两界面的分子充分的缠结.电熔焊接时其外力是靠熔体的熔胀获得，无须人为施加。热熔对接焊时，外力是人为施加的，压力过小，界面间长链分子无法重新重叠及缠绕。相反对接力过大，
12、粘流态的溶质都被挤出熔接界面,使界面间的介质大都处在高弹态,形成假焊二、连接技术 热熔连接热熔连接包括热熔对接连接、热熔承插连接、热熔鞍型连接热熔对接连接：热熔连接是将热塑性管材件的末端,利用加热板加热熔融后相互对接融合，经冷却固定而连接在一起的方法。一般热熔对接适用于63以上口径管材件或壁厚6m以上管材件的连接。这种连接方式在管材之间连接不需要管件。接口成本较低。 热熔对接连接通常分为三个阶段:加热阶段、切换阶段、对接阶段。热熔承插连接：热熔承插连接是用一对加热模头，同时加热承插管件的内壁和管材的外壁,移去加热工具后,将管材插入管件.这种接口方式一般用于小管径管材的连接，多采用手工插入，其准
13、确性难于保证。凹模加热管材时会使管端软化变形影响管道的实际流量.热熔鞍型连接：热熔鞍型连接是在干管上进行分支管路的施工。采用凹凸的鞍型加热芯模将鞍型管件的鞍型界面与干管的连接界面同时加热，移去加热芯模后,对接两个界面。热熔连接步骤: 1、准备:确认焊机是否处于正常工作状态.1. 检查机具各个部位的紧固有无脱落或松动1.2检查整机电器线路1。检查液压箱内液压油是否充足14确认电源与机具输入要求是否相匹配必需使用2V，5Hz的交流电,电压变化应在10，电源应采取接地保护装置1.加热板涂层是否有损伤.6铣刀和油泵开关等的试运行1.加热前用软纸或布蘸酒精擦拭加热板的表面，但要注意保护聚四氟乙烯涂层。、清洗:用清洁的布清除焊接管端的污物。3、固定:将管材件置于机架夹瓦内,使两端伸出的长度相当，在满足铣削和加热的要求情况下尽可能的短，通常为2530m。若有必要管材机架以外的部分用支撑物拖起，使管材件轴线与机架中心
