PE管道焊接技术解析课件.ppt
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1、PE管道焊接技术,天然气分公司 池利军,PE管道焊接技术天然气分公司 池利军,1. PE管的概况2. PE管道连接方法,1. PE管的概况,一、概况,1.PE管原材料:以聚乙烯为基料的共聚物的混合材料;材料中必须加有一定量的抗氧化剂、光稳定剂、碳黑。聚乙烯管道特性长期的使用寿命(长达50年,减少了旧管网改造费用)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多种化学腐蚀,无电化学腐蚀)经济性能好柔韧性高、抗震能力强可靠的连接性能(焊口比管材本身抗拉能力强)焊接工艺成熟优良的输送性能(摩擦阻力较小)较好的耐冲击性能良好的施工性能,一、概况1.PE管原材料:以聚乙烯为基料的共聚物的混合材料
2、;,PE管道用途 燃气输配城镇供水农业灌溉化工管道排污管道矿山沙浆输送热力护套电力电缆护套旧管道穿插修复,概况,PE管道用途 概况,概况,燃气管道燃气管的压力等级一般以其径厚比(SDR=外径/壁厚)表示,国家标准规定主要有SDR11(薄壁)( PE80 、 PE100)和SDR17.6(厚壁)( PE80 、 PE100)两种规格。,概况 燃气管道,PE80与PE100的工作压力:,PE80与PE100的工作压力:PE80PE100最大允许工,二、连接方式,PE管道发展至今,其管道之间的连接方法主要有三种:1.热熔对接连接(主管道连接常用) 2.电熔连接(小口径)3.机械连接(法兰连接),二、
3、连接方式PE管道发展至今,其管道之间的连接方法主要,连接方式,热熔对接连接的原理: 其热熔对接是在特定的温度下,将PE管焊接端经加热熔化后,施以规定的压力作用,使PE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。,连接方式热熔对接连接的原理:,连接方式,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; 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。 操作方法简单,易学易懂。注意: 热熔对接连接是PE管道连接最常用方法,一般认为热熔对接适用于63mm以上口径管材或壁厚大于6mm 以上管材的连接。,连接方式热熔对接焊接具有以下特点:,连接方式,1.设备
4、规格:根据可焊接管材的规格不同,热熔焊机主要有: 63160mm、 110250mm、 160315mm、 200450mm、 200500mm、 315630mm 、 450800mm,连接方式1.设备规格:根据可焊接管材的规格不同,热熔焊机主要,连接方式,2.设备构成热熔对接焊机一般都包含以下四部分:a) 机架b) 加热系统 该系统主要包含一块加热板和温控系统。c) 加压系统目前该系统有手动和液压两种方式。d) 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式。,连接方式2.设备构成,连接方式,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(T)、熔接压力(P
5、)、压力和温度作用的时间(t)也就是我们常说的温度、压力、时间三要素。,连接方式热熔对接连接的必要条件是:,熔接温度加热板温度:熔接时加热板温度一般为21010(PE100级原料为22510) 。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;大风或寒冷天气施工时温度适当升高。熔接压力和时间: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t作x轴,以焊接过程中对应的压力p作y轴,可得到熔接过程曲线:,熔接温度加热板温度:,PE管道焊接技术解析课件,按照加热时间将热熔对接连接过程分为四个阶段: a).初始加热阶段(t1, P1) 将加热板放入两管端之
6、间,加压到P1,加热时间为 t1 。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。 t1 :加热时间t1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;,按照加热时间将热熔对接连接过程分为四个阶段:,emin =0.1s+0.5(mm) 时,所需时间为t1 。 其中: s - 管材壁厚,单位mm。 p1 :由液压系统的压力来控制,即p表 ,计算如下: 管材截面积(cm2) p表 = p拖 + 0.15 (MPa) 油缸活塞总面积(cm2) p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
7、,单位MPa。,emin =0.1s+0.5(mm) 时,所需时间为t1 。,b).吸热阶段(t2, P2) 当卷边高度达到emin 时,将压力由P1 降至P2( P2 0),继续吸热t2 时间,目的是保证管端与加热板表面接触,使管材继续吸热产生足够多的熔融物料。 t2 =10s(秒) P2 0 其中: s-管材壁厚,单位mm。 注:过热、过冷或大风天气应对其做适当调整。,b).吸热阶段(t2, P2),c).切换阶段(t3) 当加热时间t2 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,最大不能超过t3 。 t3 =0.01d+3 (秒) 其中:d-管材外径,单位
8、mm。,c).切换阶段(t3),P3 = P1 t4=10 Ks s (min) 其中:s-管材壁厚,单位mm; Ks -壁厚系数 其中: Ks = 0.5, s10mm Ks=0.03s+0.2 (s10mm ),P3 = P1,d).冷却阶段(p3 ,t4) 两端结合后,压力迅速升到p3 ,升压时间最大值为: 3+ 0.01d 6秒; 压力达到p3后,保压冷却t4 时间. 目的:在规定的压力下,使分子间充分融合,d).冷却阶段(p3 ,t4),K,K值必须 0 K值=卷边高度,KK值必须 0 K值=卷边高度,PE管道焊接技术解析课件,焊接准备,装夹管材,铣削端面,测拖动压力,平整端面,吸热
9、,切换对接,冷却,拆卸,2.3.3 热熔对接焊(对接焊)的操作,焊接流程,焊接准备装夹管材铣削端面测拖动压力平整端面吸热切换对接冷却拆,焊接步骤-1,焊接准备,检查清洁热板;聚四氟乙烯(PTEF)涂层损坏需更换。清洁油路接头后接通油路.检查电源、电压、接地后接通电路;空转排气.热板升温,红灯亮后(温度到后)预热10分钟.安装与管材规格相符的卡具.按需要截好待焊管材长度,要求端面平整并与管材轴线垂直。,焊接步骤-1焊接准备检查清洁热板;聚四氟乙烯(PTEF)涂层,焊接步骤-2,装夹焊件,打开机架,按要求设置吸热时间和冷却时间.打开夹具,将焊接件安装到机架中装夹.调整同心度,用辊杠、滚轮支架将管垫
10、平减小摩擦力防机架变形,必要时调整浮动悬挂装置;同时清洁管材/管件的内外表面。,焊接步骤-2装夹焊件打开机架,按要求设置吸热时间和冷,焊接步骤-3,铣削焊接面,放置铣刀锁上铣刀安全锁.启动铣刀,按下手枪钻开关并锁死,闭合机架,调整压力,形成连续屑后,宽度等于壁厚,适当降压到无铣削.打开机架,关闭铣刀,打开铣刀安全锁,取出铣刀。清屑,清理铣屑时不允许用手摸焊接面。 注意:该过程必须先适当降压,再打开机架,后停铣 刀,防止焊接端面出现台阶;,焊接步骤-3铣削焊接面放置铣刀锁上铣刀安全锁.,焊接步骤-4,测拖动压力,闭合机架,均匀缓慢的加压,机架开始运动时,记录压力值为拖动压力(P0).检查.(1)
11、检查焊接端面间隙 0.3mm。(2)检查焊接件的错边 管壁厚10。(3)检查管材/管件是否夹紧;加压到焊接压力(P1),如果未夹紧应调整管材/管件位置,需重复步骤-3的过程。3. 合格后,降压力,打开机架。,焊接步骤-4测拖动压力闭合机架,均匀缓慢的加压,机架开始运动,焊接步骤-5,端面平整吸热,用无纺纸沾酒精或丙酮清洁两焊接面;放置已清洁的热板,闭合机架,迅速调整压力至焊接压力(P1)拖动压力(P0)接缝压力(P2)。,焊接步骤-5端面平整吸热用无纺纸沾酒精或丙酮清洁两焊接面;,焊接步骤-5,端面平整吸热,用无纺纸沾酒精或丙酮清洁两焊接面;放置已清洁的热板,闭合机架,迅速调整压力至焊接压力(
12、P1)拖动压力(P0)接缝压力(P2)。观察热板两侧,焊接面整个圆周的凸起高度至规定值,降压至两焊接面不离热板(略带压)同时按计时按钮,吸热计时开始.,焊接步骤-5端面平整吸热用无纺纸沾酒精或丙酮清洁两焊接面;,焊接步骤-6,切换对接(重点),吸热时间结束,蜂鸣器自动报警,关闭蜂鸣器,打开机架,迅速取出热板,立即闭合机架,使焊接面贴合,将压力调整到焊接压力(P1P0P2),同时按下冷却计时器按钮,开始冷却、计时。注意:该过程是五个动作连续的一气呵成,也是人为因素的严格控制部分,易出现焊接质量问题的过程,切换对接的时间,必须控制在小于规定的时间内( 10S)。,焊接步骤-6切换对接(重点)吸热时
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