wu新编聚乙烯PE焊接工艺评定参数doc.docx

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附件1

聚乙烯（PE）焊接工艺评定参数、试验及要求

一、焊接工艺参数

（一）热熔焊接关键工艺参数

1.热熔焊接工艺温度

推荐的焊接工艺温度为200～235℃（见表1－1、表1－2），施工单位在实际施工中，可以根据具体施工环境和材料适当调整焊接温度。

2.焊接压力与时间

焊接压力与时间的关系见图1－1。

图1－1热熔对接焊工艺曲线图

图1热熔对接焊工艺曲线图

图中：

P1

—

总的焊接压力，P1=P2+P拖（MPa）；

P2

—

焊接规定的压力（MPa）；

P拖

—

拖动压力（MPa）；

t1

—

卷边达到规定高度的时间；

t2

—

焊接所需要的吸热时间（s）＝管材壁厚（e）×10（s）；

t3

—

切换所规定的时间（s）；

t4

—

调整压力到P1所规定的时间（s）；

t5

—

冷却时间（min）。

（1）焊接压力P1和焊接规定的压力P2分别按下式计算：

式中：

S1

—

管材的截面积（mm2）,S1=π×ｅ×（dn-ｅ）；

S2

—

焊机液压缸中活塞的有效面积（mm2），由焊机生产厂家提供；

P0

—

作用于管材上单位面积的力（0.15N/mm2）；

P拖

—

拖动压力（MPa）。

（2）吸热时间

推荐的吸热时间等于管道元件的公称壁厚（mm）×10（秒），由管道元件规格、壁厚确定。

当环境条件（温度、风力等）恶劣时，应当根据实际情况适当调整。

3.热熔对接焊推荐的标准焊接工艺参数见表1－1、表1－2。

表1－1SDR11管材焊接参数

（热板表面温度：

PE80=210±10℃；PE100=225±10℃）

管径

dn

（mm）

管材

壁厚

e

（mm）

P2

MPa

压力＝P1

凸起高度h

（mm）

压力≈P拖

吸热时间t2

（sec）

切换时间

t3

（sec）

增压时间t4

（sec）

压力＝P1

冷却时间t5

（min）

75

6.8

219/S2

1.0

68

＜4

＜6

10

90

8.2

315/S2

1.5

82

＜4

＜7

11

110

10.0

471/S2

1.5

100

＜4

＜7

14

125

11.4

608/S2

1.5

114

＜4

＜8

15

140

12.7

763/S2

2.0

127

＜4

＜12

17

160

14.5

996/S2

2.0

145

＜5

＜13

19

180

16.4

1261/S2

2.0

164

＜

＜14

21

200

18.2

1557/S2

2.0

182

＜5

＜15

23

225

20.5

1971/S2

2.5

205

＜5

＜12

26

250

22.7

2433/S2

2.5

227

＜6

＜13

28

280

25.5

3052/S2

2.5

255

＜6

＜14

31

315

28.6

3862/S2

3.0

286

＜6

＜15

35

355

32.3

4906/S2

3.0

323

＜7

＜17

39

续表

管径

dn

（mm）

管材

壁厚

e

（mm）

P2

（Mpa）

压力＝P1

凸起高度h

（mm）

压力≈P拖

吸热时间t2

（sec）

切换时间

t3

（sec）

增压时间t4

（sec）

压力＝P1

冷却时间t5

（min）

400

36.4

6228/S2

3.0

364

＜7

＜19

44

450

40.9

7882/S2

3.5

409

＜8

＜21

50

500

45.5

9731/S2

3.5

455

＜8

＜23

55

560

50.9

12207/S2

4.0

509

＜9

＜25

61

630

57.3

15450/S2

4.0

573

＜9

＜29

67

注：

以上参数基于环境温度为20℃。

表2SDR17.6管材的焊接参数

（热板表面温度：

PE80=210±10℃；PE100=225±10℃）

管径

（dn）

mm

管材

壁厚

（e）

mm

P2

（Mpa）

压力＝P1

凸起高度h

mm

压力≈P拖

吸热时间t2

sec

切换时间t3

sec

增压时间t4

sec

压力＝P1

冷却时间t5

min

110

6.3

305/S2

1.0

63

＜4

＜6

9

125

7.1

394/S2

1.5

71

＜4

＜6

10

140

8.0

495/S2

1.5

80

＜4

＜6

11

160

9.1

646/S2

1.5

91

＜5

＜7

13

180

10.2

818/S2

1.5

102

＜5

＜7

14

200

11.4

1010/S2

1.5

114

＜5

＜8

15

225

12.8

1278/S2

2.0

128

＜5

＜8

17

250

14.2

1578/S2

2.0

142

＜6

＜9

19

280

15.9

1979/S2

2.0

159

＜6

＜10

20

315

17.9

2505/S2

2.0

179

＜6

＜11

23

355

20.2

3181/S2

2.5

202

＜7

＜12

25

400

22.7

4039/S2

2.5

227

＜7

＜13

28

450

25.6

5111/S2

2.5

256

＜8

＜14

32

500

28.4

6310/S2

3.0

284

＜8

＜15

35

560

31.8

7916/S2

3.0

318

＜9

＜17

39

630

35.8

10018/S2

3.0

358

＜9

＜18

44

注：

以上参数基于环境温度为20℃。

（二）电熔承插焊接及电熔鞍型焊接的关键工艺参数

包括电压、加热时间、冷却时间、电阻值。

电熔承插焊接及电熔鞍型焊接的关键工艺参数由管道元件制造单位提供。

二、焊接工艺评定试验及要求

（一）热熔对接焊接工艺评定试验及要求见表1－3。

表1－3热熔对接焊接工艺评定试验及要求

序号

试验项目

试验参数

试验要求

试验方法

1

外观

－

附件4，一

附件4，一

2

卷边切除检查

－

3

卷边背弯试验

－

不开裂、无裂纹

4

卷边的热稳定性

热氧化诱导时间（OIT）

≥20min

GB/T17391-1998

5

拉伸性能

23℃±2℃

试验到破坏为止：

（1）韧性,通过；

（2）脆性,未通过

GB15558.2中规定

6

静液压强度试验

（1）密封接头，a型；

（2）方向，任意；

（3）调节时间,12h；

（4）试验时间,165h；

（5）环应力：

①PE804.5Mpa

②PE100，5.4MPa

（6）试验温度，80℃

焊接处无破坏，无渗漏

GB/T6111-2003

（二）电熔承插焊接工艺评定试验及要求见表1－4。

表1－4电熔承插焊接工艺评定试验及要求

序号

试验项目

试验参数

试验要求

试验方法

1

外观

－

附件4，三

附件4，三

2

电熔管件解剖面检验

－

电熔管件中的电阻丝应当排列整齐，不应当有涨出、裸露、错行，焊后不游离,管件与管材熔接面上无可见界线，无虚焊、过焊气泡等影响性能的缺陷

附件4，四

3

dn<90挤压剥离试验

23℃±2℃

剥离脆性破坏百分比不大于33.3%

GB15558.2中规定

4

dn≥90拉伸剥离试验

23℃±2℃

剥离脆性破坏百分比不大于33.3%

GB15558.2中规定

5

静液压强度试验

（1）密封接头,a型；

（2）方向,任意；

（3）调节时间,12h；

（4）试验时间,165h；

（5）环应力：

①PE804.5Mpa；

②PE1005.4Mpa；

（6）试验温度80℃

焊接处无破坏，无渗漏

GB/T6111-2003

（三）电熔鞍形焊接工艺评定试验及要求见表1－5。

表1－5电熔鞍形焊接工艺评定试验及要求

序号

试验项目

试验参数

试验要求

试验方法

1

外观

－

附件4，五

附件4，五

2

撕裂剥离试验

23℃±2℃

剥离脆性破坏百分比不大于33.3%

附件4、五；附件5

三、焊接工艺评定试件数量

均为2组。

当外观检验两组都不合格时，则判定该焊接工艺不合格；其它检验项目有一项不合格时，则判定该焊接工艺不合格。

附件2

聚乙烯（PE）焊接焊工考试内容、方法和要求

一、焊工资格范围

焊工资格范围见表2－1

表2－1PE焊工资格范围

PE焊工资格

适用范围

焊工考试项目代号

热熔焊接

dn≤250mm

HW-1

dn＞250mm

HW-2

电熔焊接

规格尺寸不限

EW

二、考试内容

（一）PE焊工基本理论知识内容

1.燃气压力管道安全知识、法规及常见施工规范；

2.聚乙烯（PE）管道原材料的有关基本知识；

3.聚乙烯（PE）管材、管件的标准和技术要求；

4.焊接设备、焊接辅具、量具的种类、名称、使用、工作原理和维护；

5.各种管件的焊接方法和特点、焊接工艺参数、焊接流程、注意事项、操作方法及其对焊接质量的影响；

6.缺陷产生的原因和危害；

7.焊接因素对焊接质量的影响和预防措施；

8.焊接质量的检验方法和要求，非破坏性检验和破坏性检验方法特点和要求。

二、焊接操作技能考试

（一）焊接操作技能考试前，由PE焊工考委会负责编制焊工考试代码，并在PE焊工考委会成员、监考人员与焊工共同在场的情况下进行确认，在试件上标注焊工考试代码和考试项目代号；

（二）考试试件的规格和数量应当符合表2－2的要求；试件单件形式见图2－1，组合件形式见图2－3所示，

（三）PE焊工考试用的所有管道元件，应当由PE焊工进行切割取样；

（四）PE焊工应当使用评定合格的焊接工艺规程和焊接考试试件；

（五）考试所用的管道元件必须符合第二章要求，电熔管件应当是原包装；

（六）考试所用的焊机必须符合第五章的要求。

表2-2试件的尺寸和数量

试件形式

试件数量

（不少于）

试件尺寸（mm）

dn

L

L1

e

材料

热熔对接焊

2

（注1）

110≤dn＜250

应当满足安装和试验要求

≥6

PE80或PE100

2

≥315

—

电熔焊

承插焊

2

（注2）

≥63

dn≤63

（按SDR11）

鞍形焊

1

≥110

—

注：

（1）分别是图A和图C；

或其它管件

（2）分别是图B和图D

A.管材对接焊试件

B.管材电熔焊试件

D.管材与管件电熔焊试件

C.管材与管件对接焊试件

E．电熔鞍形焊试件

图2－1考试试件的形式

弯头

电熔套筒

鞍型管件

电熔套筒

PE管

PE管

端帽

变径

变径

图2－2考试试件的组合件形式示意图

三、焊工考试成绩评定

（一）PE焊工基本知识考试满分为100分，60分为合格。

（二）PE焊工焊接操作技能考试需要通过焊接操作过程和检验试件进行综合评定。

各考试项目的试件按本条规定的检验项目进行检验，各项检验合格时该考试项目为合格。

试件的检验项目及要求见表2－3，每个试件先进行焊接过程的考核和外观检查，检查合格后再进行其它项目的检验。

考试试件应当在焊工考委会保存6个月。

表2－3试件的检验项目及要求

项目

检验项目

试验参数

要求

检验方法

热熔对接焊接

外观

－

附件4，一

附件4，一

拉伸性能

23℃±2℃

试验到破坏为止：

（1）韧性，通过；

（2）脆性，未通过

GB15558.2中规定

电熔承插焊接

外观

－

附件4，三

附件4，三

dn<90挤压剥离试验

23℃±2℃

剥离脆性破坏百分比不大于33.3%

GB15558.2中规定

dn≥90拉伸剥离试验

23℃±2℃

剥离脆性破坏百分比不大于33.3%

GB15558.2中规定

电熔鞍形焊接

外观

－

附件4，五

附件4，五

撕裂剥离试验

23℃±2℃

剥离脆性破坏百分比≤33.3%

（二）合格判定与检验方法应当符合第六章、第七章有关要求。

附件3

聚乙烯（PE）焊接操作过程基本要求

一、热熔焊的操作过程

（一）焊接前准备

1.清洁油路接头正确的连接焊机各部件。

2.测量电源电压，确认电压符合焊机要求。

检查清洁加热板，涂层损坏应当更换。

其表面聚乙烯的残留物只能用木质工具去除，油污油脂等必须用洁净的棉布和酒精进行处理。

按照焊接工艺正确设置吸热、冷却时间和加热板温度等参数。

焊接前，加热板应当在焊接温度下适当预热，以确保加热板温度均匀。

（二）装夹管材元件

用辊杠或者支架将管垫平，调整同心度，利用夹具校正管材不圆度，并且留有足够的焊接距离。

（三）铣削焊接面

铣削足够厚度，使焊接端面光洁、平行，确保对接端面间隙<0.3mm；错边量小于焊接处壁厚的10％。

重新装夹时必须重新铣削。

（四）拖动压力的测量及检查

每次焊接时必须测量并且记录拖动压力（P拖）。

（五）加热

放置加热板，调整焊接压力（P1）＝拖动压力（P拖）＋焊接规定压力（P2）。

当加热板两侧焊接处圆周卷边凸起高度达到规定值时，降压至拖动压力（P拖）或者在确保加热板与焊接端面紧密贴合的条件下，开始吸热计时。

（六）切换对接

在规定的时间内抽出加热板，立即贴合焊接面，迅速将压力匀速升至焊接压力（P1），严禁高压碰撞。

（七）拆卸管道元件

达到冷却时间后，将压力降至零，拆卸完成焊接的管道元件。

二、电熔焊的焊接操作过程

（一）焊接前准备

1.测量电源电压，确认焊机工作时的电压符合要求。

2.清洁电源输出接头，保证良好的导电性。

（二）管材截取

管材的端面应垂直轴线，其误差<5mm。

（见图4）。

（三）焊接面清理

测量电熔管材的长度或者中心线，在焊接的管材表面上划线标识（见图5），将划线区域内的焊接面刮削0.1～0.2mm厚，以去除氧化层。

（四）管材与管件承插

在管材上重新划线，位置距端面为1/2管件长度。

将清洁的电熔管件与需要焊接的管材承插，保持管件外侧边缘与标记线平齐。

安装电熔夹具，不得使电熔管件承受外力，管材与管件的不同轴度应当小于2％。

图3－1截取误差

1/2管件长度＋5mm

图3－2刮去所有斜线

（五）输出接头连接

焊机输出端与管件接线柱牢固连接，不得虚接。

（六）焊接模式设定

按焊机说明书要求，将焊机调整到“自动”或“手动”模式。

（七）焊接数据的输入

按自动或者手动方式输入焊接数据。

（八）焊接

1.启动焊接开关，开始计时；

2.手动模式下焊接参数应当按管件产品说明书确定。

（九）自然冷却：

冷却时间应当按管件产品说明书确定，冷却过程中不得向焊接件施加任何外力，完成冷却后，拆卸夹具。

三、电熔鞍形管件的焊接操作过程

（一）焊接前准备

同电熔焊。

（二）划线

在管材上划出焊接区域。

（三）焊接面清理

将划线区域内的焊接面刮削0.1～0.2mm厚，以去除氧化层，刮削区域应大于鞍体边缘。

（四）管件安装

用管件制造单位提供的方法进行安装，确保管件与管材的两个焊接面无间隙。

修补用电熔鞍形管件必须对中，且电热丝区域不得安装在被修补的孔上。

（五）焊接数据输入

同电熔焊。

（六）焊接

同电熔焊。

（七）自然冷却

接头在冷却过程中应当处于夹紧状态。

鞍形三通的冷却时间应当大于60分钟或者按产品说明书进行开孔操作。

（八）封堵

按照管件产品说明书进行封堵。

附件4

聚乙烯（PE）焊接检查与试验

一、热熔对接焊的非破坏性检验

（一）外观检查

1.几何形状：

翻边应沿整个外圆周平滑对称，尺寸均匀、饱满、圆润。

翻边不得有切口或者缺口状缺陷，不得有明显的海绵状浮渣出现，无明显的气孔。

2.卷边（见图4－1）的中心高度K值必须大于零。

3.焊接处的错边量不得超过管材壁厚的10％。

焊缝

图4－1对接焊卷边示意图

（二）卷边切除检查

1.使用外卷边切除刀切除卷边，进行检查。

卷边应当是实心圆滑的，根部较宽（见图4-2）。

卷边底面不得有污染、孔洞等。

若发现杂质、小孔、偏移或者损坏时，则判定为不合格。

2.卷边背弯试验：

将卷边每隔几厘米进行1800的背弯试验，进行检查。

当有开裂、裂缝缺陷时，则判定为不合格（见图4-3）。

图4-2合格实心的卷边图4-3卷边背弯试验开裂示意图

（三）卷边的热稳定性试验

卷边的热稳定性试验方法应当符合现行国家标准GB/T17391-1998的要求。

二、热熔对接焊的破坏性检验

（一）拉伸性能试验

拉伸性能试验测试方法应当符合相应标准。

（二）静液压强度试验

静液压强度试验方法应当符合现行国家标准GB/T6111-2003的要求。

三、电熔焊的非破坏性检验

进行外观检查。

1.电熔管件应当完整无损，无变形及变色。

2.从观察孔应当能看到有少量的PE顶出，但是顶出物不得呈流淌状；焊接表面不得有熔融物溢出。

3.电熔管件承插口应当与焊接的管材保持同轴。

4.检查管材整个圆周的刮削痕迹。

四、电熔焊的破坏性检验

（一）电熔管件剖面检验

取电熔后的组件，用锯条与熔接组件端面成45°角进行切开，组件中的电阻丝应当排列整齐，不应当有涨出、裸露、错行，焊后不游离。

管件与管材熔接面上应当无可见界线。

（二）拉伸剥离试验

拉伸剥离试验方法应当符合相应标准。

（三）挤压剥离试验

挤压剥离试验方法应当符合相应标准。

（四）静液压强度试验

静液压强度试验方法应当符合现行国家标准GB/T6111-2003的要求。

五、电熔鞍形管件焊接的检验

（一）外观检查

1.电熔鞍形管件与管材焊接后，不得有熔融物流出管材表面；从观察孔应当能看到有少量的PE顶出，但是顶出物不得呈流淌状。

2.电熔鞍形管件应当与管材轴向垂直。

3.鞍形管件和管材装配时不得有明显间隙。

4.鞍形管件焊接处周围应当有刮削痕迹。

（二）撕裂剥离试验

撕裂剥离试验方法见附件5。

附件5

撕裂剥离试验方法

一、范围

本方法用于测试管材的电熔或者热熔承插连接或鞍型连接管道的连接强度的试验方法。

二、原理

本方法通过撕裂百分比，分裂的外形特征及分裂的位置来测定的连接强度。

试验环境温度控制在（23±2）℃。

组件的撕裂强度是对焊接面进行破坏性拉伸试验所得到的撕裂百分比得到的，从分裂的外形、位置可以说明组件的熔接质量。

三、试验设备

主要试验设备包括：

（一）拉力试验机，能够保证拉伸速度在100mm/min±10％；

（二）芯轴，其最大外径尺寸不能超过测试管材最小内径的5％。

四、试样

（一）取样

试样为从正常生产中获得的用管材和（或）管件连接所得到的连接件。

（二）准备试样

试样由一根管材和另一根管材或管件的连接件组成，试样的加工见如图5-1所示。

在电熔连接或者鞍形连接的情况下，应当保证附着管材截面的电阻丝切断后没有明显的减少，勿损伤管材面。

（三）试样的数量

试样数量应当符合相应产品标准中所规定的数量；

推荐试样数量至少为3个。

五、试验条件

试样应当在焊接完成24小时后，在（23±2）℃条件下最少进行6小时的状态调节后才可进行试验。

六、试验步骤

在（23±2）℃下进行试验，步骤如下：

（一）芯轴插入管材；

图5-1管件的机械加工部分

（二）根据选择的试验方法不同，可以按照按图5-2或者图5-3的安装方式对试样施力；

（三）以100mm/min±10％的拉伸速度施力；

（四）记录下整个试验中所施力的变化；

（五）继续加载直至试样的某些部位发生完全分离或者撕裂，并且记录所施加的力；

（六）检查试样并记录开裂的位置（即在管材上还是在管件上、在电阻丝线圈或界面之间）以及破裂的类型，其中特别需要注意的是破坏界面是脆性破坏还是韧性破裂）。

七、试验报告

试验报告应当包括以下内容：

（一）试样各部分的材质；

（二）管件的规格；

（三）管材的尺寸，包括平均外径、椭圆度、壁厚、焊接前的长度等；

（四）试样的尺寸，管材的自由长度；

（五）试样的焊接参数；

（六）测试的温度及测量的精度；

（七）试样的数量；

（八）焊接时间，预处理的时间；

（九）最大分离力；

（十）破坏的形式：

界面分离、电阻丝线圈撕开、管材或管件屈服、表面脆性开裂或柔性破坏；

（十一）试验室名称；

（十二）测试日期。

图10固定管材加力

图5-2固定管材加力

图6-3固定夹爪加力

TSGD2001-2005特种设备安全技术规范

－25－

特种设备安全技术规范TSGD0002-2005

附件6

聚乙烯（PE）PE管道热熔对接焊接工艺评定报告（草稿）

试件名称

规格系列

检验标准

工艺评定检验试验单位

送样数量

送样日期

管道元件制造单位

原材料

牌号：

等级：

生产厂家：

焊工姓名

焊机型号

焊接日期

焊接工艺

焊接温度

吸热压力

吸热时间

冷却压力

冷却时间

环境温度

检测项目

外观

卷边切除检查

卷边的背弯试验

卷边热稳定性试验

拉伸性能试验

静液压强度试验

检验结果

结论

评定结论：

－26-

－

备注：

报告：

审核：

批准：

报告日期：

TSGD0002-2005特种设备安全技术规范

附：

检验试验单位的报告原件

－27－

特种设备安全技术规范TSGD2001-2005

聚乙烯（PE）电熔焊接工艺评定报告（草稿）

试件名称

规格系列

检验标准

工艺评定检验试验单位

送样数量

送样日期

管道元件制造单位

原材料

牌号：

等级：

生产厂家：

焊工姓名、编号

焊机型号

焊接日期

焊接工艺

焊接电压

焊接时间

冷却时间

环境温度

检测项目

外观

拉伸剥离

挤压剥离

撕裂试验

静液压强度试验

检验结果

结论

评定结论：

备注：

报告：

审核：

批准：

报告日期：

TSGD0002-2005

－27－

附：

检验试验