PE聚乙烯管道热熔焊接作业指导书.doc

PE聚乙烯管道热熔焊接作业指导书

17
2020年4月19日
文档仅供参考

曲靖市燃气集团有限公司标准
QR-GY/Z-4-

聚乙烯(PE)管道焊接
作业指导书

－X－X发布 －X－X实施

曲靖市燃气集团有限公司 发布

前　　　言

本标准依据聚乙烯(PE)相关的焊接技术资料而编制的。
本标准对在聚乙烯(PE)压力管道焊接中的热熔全自动焊接、热熔半自动焊接、电熔全自动焊接，作为技术性指导和应该遵守的原则，以确保焊接顺利和质量。

本标准由焊接责任工程师提出。
本标准由设计工艺科归口。
本标准由设计工艺科组织编制并解释。
主要起草人：

审　 核：

批　 准：

本标准A版于 X月X日首次发布。

一 热熔全自动焊接作业指导书
1工序流程图

准备工作

→

接热熔连接

→
管阀件安装

→
接口外观及10％焊口翻边切削检验

→
下道工序施工

2 施工前的准备工作
2.1施工图的准备
施工是按照设计图纸来进行的。当设计单位出有效的施工图后，施工单位应到施工现场，具体了解情况，对不能照图施工的部分要与设计单位交底、协商，确定是否能采取特殊的施工工艺或作局部设计变更。同时，还应根据图纸进行材料、设备的采购，对施工进度安排。
2.2人员培训，执行《焊工控制程序》（QR-CX/A-25- ）的规定。
2.3施工机具的准备
根据施工工艺的要求，准备相应的施工机具。即全自动热熔焊机、30Kw柴油发电机、焊缝外观检验尺。
3 管材、管件的验收
3.1检查产品有无出厂合格证，出厂检验报告。
3.2对外观进行检查。检查管材内外表面是否清洁光滑，是否有沟槽、画上、凹陷杂质和颜色不均匀等。
3.3长度检查。管的长度应均匀一致，误差不超过正负20 mm。逐一检查管口端面是否与管材的轴线垂直，是否存在有气孔。凡长短不同的管材，在未查明原因前应不予验收。
3.4燃气用聚乙烯管应为黄色和黑色，当为黑色时管口必须有醒目的黄色色条，同时管材上应有连续的、间距不超过2m的永久性标志，写明用途、原材料牌号、标准尺寸比、规格尺寸、标准代号和顺序号、生产厂名或商标、

生产日期。
3.5不园度检查：取三个试样的实验结果的算术平均数作为该管材的不圆度，其值大于5%为不合格。
3.6管材直径和璧厚的检查。管材直径的检查用圆周尺进行，测其两端的直径，任意一处不合格为不合格。
璧厚的检查用千分尺来进行，测圆周的上下四点，任意一处不合格为不合格。
4 管材、管件运输与保管
在聚乙烯产品的运输和保管中应按下述方法进行：
1)应用非金属绳捆扎和吊装。
2)不得抛摔和受剧烈撞击，也不得拖拽。
3)不得暴晒，雨淋，也不得与油类、酸碱、盐、活性剂等化学物质接触。
4)管材、管件应存放在通风良好，温度不超过40℃、不低于-5℃的库房内，在施工现场临时堆放时，应有遮盖物。
5)在运输和存放过程中，小管能够插在大管中。
6)运输和存放时应水平放置在平整的地面和车库内，当其不平时，应设平整的支撑物，其支撑物的间距以1—1.5m为宜，管子堆放高度不宜超过1.5 m。
7)产品从生产到使用之间的存放期不应超过1年，发料时要坚持“先进先出”的原则。
5 热熔焊接口连接步骤
材料准备→加紧→切削→对中→加热→切换→熔融对接→冷却→对接完成
5.1材料准备
1）将焊机各部件的电源接通。必须使用220V、50Hz的交流电，电压变化在±10%以内，电源应有接地线；同时应保证加热板表面清洁、没有划伤。

2）将泵站与机架用液压导线接通。连接前应检查并清理接头处的污物，以避免污物进入液压系统，进而损坏液压器件；液压导线接好后，应锁定接头部分，以防止高压工作时接头被打开的危险。按选定的工作模式输入焊接数据：直径；璧厚或SDR值；加热板的温度设定。
5.2夹紧
将管道或管件置于平坦位置，放于对接机上，留足10～20mm的切削余量；根据所焊制的管材、管件选择合适的卡瓦夹具，夹紧管材，为切削做好准备。
5.3切削：切削所焊管段、管件端面杂质和氧化层，保证两对接端面平整、光洁、无杂质。
1）将机架打开，放入铣刀，旋转锁紧旋钮，将铣刀固定在机架上。启动泵站时，应在方向控制手柄处于中位时进行，严禁在高压下启动。
2）启动铣刀，闭合夹具，对管子管件的端面进行切削。
3）当形成连续的切削时，降压，打开夹具，关闭铣刀。此过程一定要按照先降压，在打开夹具，最后关闭铣刀的顺序进行。
4）取下铣刀，闭合夹具，检查管子两端的间隙（间隙量不得大于0.3mm）。从机架上取下铣刀时，应避免铣刀与端面碰撞，如已发生需要重新铣削；铣削好的端面不要用手摸或被油污等污染。
5.4对中
检查管子的同轴度（其最大错边量为管壁厚的10%）。当两端面的间隙与错边量不能满足要求时，应对待焊件重新夹持，铣削，合格后方可进行下一步操作。
5.5加热
1）检查加热板的温度是否适宜210℃～230℃，以两端面熔融长度为1～2mm为宜。
2）加热板的红指示灯应表现为亮或闪烁。从加热板上的红指示灯第一

次亮起后，在等10min使用，以使整个加热板的温度均匀。
3）测试系统的拖动压力P0并记录。每个焊口的拖动压力都需测定；当拖动压力过大时，可采用垫短管等方法解决。
4）将温度适宜的加热板置于机架上，闭合夹具，并设定系统压力P1。
P1=P0+接缝压力
5）待管子（管件）间的凸起均匀，且高度达到要求时，将压力降至近似拖动压力，同时按下吸热计时按钮，开始记录吸热时间。
P2=P0+吸热压力（吸热压力几乎为零）
5.6切换
1）将加热板拿开，迅速让两热熔端面相粘并加压，为保证熔融对接质量，切换周期越短越好。
2）达到吸热时间后，迅速打开机具，取下加热板。取加热板时，应避免与熔融的端面发生碰撞；若已发生，应在已溶化的端面彻底冷却后，重新开始整个熔接过程。
5.7熔融对接：
使焊接的关键，对接过程应始终处于熔融压力下进行，卷边宽度以1～2mm为宜。
5.8冷却：保持对接压力不变，让接口缓慢冷却，冷却时间长短以手摸卷边生硬，感觉不到热为准。
1）迅速闭合夹具，并在规定的时间内，迅速的将压力调节到P3，同时按下计时器，记录冷却时间。
P3=P0+冷却压力
2)夹具闭合后升压时应均匀升压，不能太快，或太慢，应在规定的时间完成；以免形成假焊、虚焊，此压力要保持到焊口完全冷却。
5.9对接完成
达到冷却时间后，将压力降为零，打开夹具，取下焊好的管子（管件），

移开对接机，重新准备下一接口连接。
卸管前一定要将系统压力降为零；若需移动焊机，应拆下液压导线，并及时做好接头处的防尘工作。
6 热熔对接接口的质量检查
6.1焊缝外观质量检查
检查方法：焊缝尺；目测
6.2检查项目：
翻边平滑、均匀、对称
环的宽度B=0.35～0.45s
环的高度H=0.2～0.25s
环的高度b=0.1～0.2s
错口量＜0.1s
s---为PE管壁厚
6.3合格判定标准：外观检查符合以上要求后，按焊口的10%翻边切边检查：端面质密均匀无孔洞，可判定所有焊缝合格。
7 安全措施
7.1操作人员应安全着装：戴保护手套；穿工作鞋；戴防护眼镜；（打磨工件时）：带保护耳罩、焊帽。
7.2设备接地牢固，加漏电保护开关。
7.3熔接完成后，断掉电源，将加热板放在安全的地方，以免意外接触烫伤。切勿用手触摸加热板。

二 热熔半自动焊接作业指导书
1 准备工作
1.1半自动热熔焊机；
1.230KW柴油机发电机
1.3焊缝外观检查尺
1.4检查工具、加热板有无污物、划痕、灰尘，检查液压泵、液压管、铣刀等；
1.5将焊机各部件的电源接通。必须使用220V、50Hz的交流电，电压波动在±10%以内，电源应有接地线。
1.6将液压泵与机架用液压导管接通，连接前应检查并清理接头处的污物，以免进入液压系统，接好后必须将接头部分锁定，以防高压接头被冲开。
2 测试拖动压力
2.1将待焊管材（管件）用卡盘夹紧，固定在机架上，注意使长管一侧固定在机架的固定端，待焊管（短管）固定在活动端，活动端管道另一端用专用支架垫平（也可用废弃短管节），以减少摩擦力。
2.2测试系统的拖动压力Ｐ０，首先将机架开关手柄Ｌ置于ＯＰＥＮ位置，将机架打开，逆时针旋转旁通阀ＢＰ和压力调节旋钮，将液压缸进行泻压。
2.3然后将Ｌ置于ＣＬＯＳＥ机架关闭位置，旁通阀顺时针旋转到底，置于关的位置，此时顺时针缓慢旋转压力调节旋钮Ｒ，使压力表压力逐渐增大，并注视机架，直至机架开始关闭。
2.4停止旋转压力调节旋钮Ｒ，读出压力表中的压力值，此值即为拖动压力Ｐ０（此时机架关闭）
３ 铣刀待焊管口
３.1将Ｌ推向ＯＰＥＮ，打开机架，放入铣刀，将铣刀固定在机架上；
３.2启动铣刀，将Ｌ推向ＣＬＯＳＥ关闭机架，对管子的端面进行铣切；
３.3当形成连续的切屑时，先逆时针打开旁通手柄ＢＰ降压，然后用Ｌ打

开机架，再关闭铣刀。此过程一定要按照先降压、在打开机架、最后关闭铣刀的顺序进行。
３.4取下铣刀，闭合机架，检查管子两端的间隙及错边量，若间隙不大于０．３ｍｍ，错边量不大于１０％即为合格，否则调整夹具，使之满足要求后，重新铣切，合格后方可进行下一步操作。注意铣切后的管口不得用手摸或被油污等污染。
４ 预热与吸热阶段
４.1检查加热板温度是否适宜（２１０℃±１０℃），加热板的红指示灯应表现为亮或闪烁，从加热板的红指示灯亮起后，最好再等１０分钟使用，以使加热板的温度均匀；
４.2将温度适宜的加热板置于机架上，压下加热板，闭合机架，并设定系统压力Ｐ１（Ｐ１＝Ｐ０＋接缝压力）；
４.3待管端与加热板接触处的凸起均匀，且高度达到要求时（ＰＮ１０～ＰＮ８０，ＤＮ１６０管为１～２ｍｍ），逆时针旋转ＢＰ（旁通阀手柄），将压力降至Ｐ２近似拖动压力，进入吸热阶段，同时按下吸热计时按钮，开始记录吸热时间。Ｐ２＝Ｐ０＋吸热压力（吸热压力几乎为零）。
５ 熔接与冷却阶段
５.1到达吸热时间后，迅速打开机架，加热板自动弹出管口，此时立即闭合机架，并在规定的时间内顺时针旋转ＢＰ，均匀地将压力调节到Ｐ３，同时按下计时器记录冷却时间。Ｐ３＝Ｐ０＋冷却压力（一般冷却压力与接缝压力相等），此时将加热板取走，放回支架上。
５.2加热板自动弹起，机架闭合开始熔接，这段时间越短越好（一般ＤＮ１６０管为４．６秒），升压应均匀，不能太快或太慢，应在规定的时间内完成（一般ＤＮ１６０管熔接时间为７．８秒），以免形成假焊、虚焊，此压力要保持到焊口冷却；
５.3达到冷却时间后，将压力降为零，在等四分钟，让已熔接管子完全消

除应力后，打开夹具，取下焊好的管子，并检查外观，合格后，该接头完成；
６ 熔接接口外观检查
６.1焊环的几何形状
　　　热熔熔接接口应具有沿管材整个外周平滑对称的焊环（也称翻边），焊环应具有一定的对称性和正对性；
６.2焊环的几何尺寸
环的宽度B=（0.35～0.45）×管子壁厚
环的高度H=（0.2～0.25）×管子壁厚
环缝高度b=（0.1～0.2）×管子壁厚
６.3对于上述的选取应遵循“小管径，选较大值；大管径，选较小值”的原则。

三 电熔焊接作业指导书

1 工序流程图

　准备工作

→

接口电熔连接

→

接口外观检验

→

下道工序施工

2 施工前的准备工作
２.1施工图的准备
　　　施工时按照设计图纸来进行的。当设计单位出有效的施工图后，施工单位应到施工现场，具体了解情况，对不能照图施工的部分要与设计单位交底，协商，确定是否能采取特殊的施工工艺或做局部设计变更。同时，还应根据图纸进行材料、设备的采购，对施工进度进行安排。
２.2施工机具的准备
根据施工工艺的要求，准备相应的施工机具。即全自动电熔焊机、30Kw柴油发电机、固定卡具、旋转刮刀、平板刮刀、夹扁工具、旋转切刀、平板尺、标记笔等。
３ 管材的验收
3.1检查产品有无出厂合格证，出厂检验报告。
3.2对外观进行检查。检查管材内外表面是否清洁光滑，是否有沟槽、画上、凹陷、杂质和颜色不均匀等。
3.3长度检查。管的长度应均匀一致，误差不超过正负20 mm。逐一检查管口端面是否与管材的轴线垂直，是否存在有气孔。凡长短不同的管材，在未查明原因前应不予验收。
3.4燃气用聚乙烯管应为黄色和黑色，当为黑色时管口必须有醒目的黄色色条，同时管材上应有连续的、间距不超过2m的永久性标志，写明用途、原

材料牌号、标准尺寸比、规格尺寸、标准代号和顺序号、生产厂名或商标、生产日期。
3.5不园度检查：取三个试样的实验结果的算术平均数作为该管材的不圆度，其值大于5%为不合格。
3.6管材直径和璧厚的检查。管材直径的检查用圆周尺进行测其两端的直径，任意一处不合格为不合格。
璧厚的检查用千分尺来进行，测圆周的上下四点，任意一处不合格为不合格。
３.7管材、管件运输与保管
在聚乙烯产品的运输和保管中应按下述方法进行：
应用非金属绳捆扎和吊装。
３.8不得抛摔和受剧烈撞击，也不得拖拽。不得暴晒，雨淋，也不得与油类、酸碱、盐、活性剂等化学物质接触。
３.9管材、管件应存放在通风良好，温度不超过40℃、不低于-5℃的库房内，在施工现场临时堆放时，应有遮盖物。
３.10在运输和存放过程中，小管能够插在大管中。
３.11运输和存放时应水平放置在平整的地面和车库内，当其不平时，应设平整的支撑物，其支撑物的间距以1—1.5m为宜，管子堆放高度不宜超过1.5 m。
３.12产品从生产到使用之间的存放期不应超过1年，发料时要坚持“先进先出”的原则。
４ 电熔焊接接口连接步骤
４.1将焊机各部件的电源接通。必须使用２２０V、５０Ｈｚ的交流电，电压变化在±１０％以内，电源应有接地线；备好记号笔、平板刮刀、平板尺及固定夹具等辅助工具。
４.2备好待焊管材及管件，注意不要过早打开电熔管件的封装。

４.3三个安装：将管件的外封装拆去，将挂号的管件插入待焊管件至做好标记处安装好；安装固定夹具，将待焊组合件用家具进行固定；打开管件电极护套，把电熔焊机的输出电极安装至管件电极上。
４.4按照操作程序操作电焊机至输入焊接参数位置，用手动方式（参数由管件自身标签提供）
４.5启动电熔焊机开始焊接过程，机器自动检测环境温度并调整焊接参数，焊接过程完成后机器自动终止焊接并冷却计时，冷却完成后方可拆除电极及固定夹具，进行下一格待焊口焊接。
４.6打印该焊接过程参数记录或以后集中打印。
５ 电熔连接工艺参数
按程序操作电熔焊机，参数由管件自身标签提供。
６ 电熔对接口的质量检查
６.1焊缝外观质量检查
　　　检查方法：目测；尺量。
６.2检查项目：同心度；观察孔物料溢出情况。
６.3合格判定标准：错口小于管材壁厚的１０％；电熔管件与管材结合紧密，均匀；焊接过程无冒烟（过热）、过早停机现象；电熔管件的观察孔由物料顶出。符合以上条件可判定为合格。
７ 安全措施
７.1操作人员应安全着装：戴保护手套；穿工作鞋；戴防护眼镜；（打磨工件时）：带保护耳罩、焊帽。
7.2设备接地牢固，加漏电保护开关。

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