PE電熔管件在中水管道工程中的應用

劉學明

摘要：PE管道在中水小口徑管網建設過程中應用比較廣泛,小口徑的管道連接有多種方式，這里簡單介紹電熔管件在施工應用過程中在焊接過程中焊接時間焊接效果做出評價及出現的問題總結。

關鍵詞：PE管道 電熔管件電熔焊接 試驗

中圖分類號：TG4文獻標識碼： A

PE管道是一種新型的給水管道，是以高密度聚乙烯或中密度聚乙烯為原料生產的管材，其有廣泛的優點，包括耐腐蝕、不結垢，質量輕、關內流體阻力小、使用壽命長等，成為管道領域的新寵兒。實踐證明PE管道質量可靠、運行安全、維護方便、費用經濟等。隨著PE管道在中水小區配套工程中的廣泛應用，小口徑的管道在施工過程中經常用到電熔管件，電熔管件其性能、結構以及安裝施工工藝雖已有較多介紹，但關鍵的電熔熔接相關試驗很少有詳細的探討．筆者從事PE電熔管件施工管理多年，現重點介紹電熔管件熔接時間參數的選擇以及施工中必須注意的事項。為了保證電熔管件與管道焊接質量著重做了相應的試驗，分析焊接時間與焊接牢靠度的關系。

PE管件的結構如圖1所示。

圖1 電熔套筒

1、焊接方法及焊接參數的設定

1.1電熔管件焊接的原理

（1）PE管材及管件的電熔連接的基本原理是電熔管件內部銅絲通過電加熱，使管材與管件相結合部位樹脂發生相變，高分子樹脂在一定的壓力下相互交織、滲透、融合，再通過冷卻的方式使高分子材料重新結晶排列，使管材與電熔管件結合部位結合成一個牢固的整體。

（2）電熔管件焊接的方法的選擇

根據專用的電熔焊機的特點一般有兩種方法，一是采用恒電壓法，二是采用恒電流法。

恒電壓法焊接的特點：當通電時間不斷增加，電熔焊接過程中電焊機輸出的功率不斷的縮小，單位時間內熱熔區域內的熱量隨之減小。

恒電流法焊接的特點：當通電時間不斷增加，電熔焊接過程中電焊機輸出的功率也在不斷的增加，單位時間內熱熔區域內的熱量隨之增加。

電熔管件與管材焊接時，為了保證相融的結合面良好，必須使相應結合面均勻受熱，相態一致，但是PE高分子材料的熱傳導性能和擴散性能都不是很好，因此需要經過一定時間來擴散電熔絲產生的熱量。當采用恒電流法焊接時，到焊接過程的中后期，單位時間內產生的熱量不斷增加，容易導致熱量不能很快的擴散到結合面以外的部位，而使管材與電熔管件結合部位的一小區域內的高分子材料發生化學性質的改變，也就是材料的分解，從而導致焊接的失敗。恒電壓法焊接方式的特點就扭轉了高分材料導熱性能差的特點，當焊接進入到中后期時，由于輸出的功率不斷縮小，因此管材與電熔管件結合面處的熱量能逐漸擴散到其他部位，避免了管材與電熔管件結合面局部溫度過高。因此試驗采用的是恒電壓法焊接。

1.2恒電壓法焊接時焊接參數的確定

恒電壓法焊接試驗采用管件廠家給定的電壓及時間參數：電壓: 39.5v 時間：100s。

2焊接設備的選用

試驗選用的焊機為自動化程度較高，焊接參數自動識別且能人為操作完成的焊機。

3 熱熔焊接前的試驗準備與步驟

3.1試驗采用的是dn63的PE管材及管件（材料等級PE100）。PE電熔管件熔接前的準備：①管材、管件內外表面保持干燥，有水或潮濕應采取相應干燥措施；②用專用刀具去除管材熔接部位的氧化層，使其表面裸露出新茬，以保證管材能順利的插入到管材中且熔合兩表面均勻融合。③用丙酮擦拭管件內表面，去除水、油、銹等污物；④根據管件的承插深度在管材上作記號，保證管材插入到位。⑤校直兩對應的連接件，使其在同一軸線上，用整園工具保持管材插入端的圓度。

3.2試驗步驟如下

（1）保證管材的溫度與施工現場溫度相同，所選用的管材及管件符合質量要求。

（2）按照焊接前要求做好清潔，準備和組裝工作。

（3）電熔焊機檢查完畢，操作人員有執業資格證書。

（4）焊接過程中，詳細記錄各種數據。

3.3試驗順序

（1）焊接時間短于管件所規定的時間80s。圖2通電時間短的管材與管件之間沒有充分融合。

（2）焊接時間等于管件所規定的時間100s。圖3通電時間與管件要求相同的融合的比較均勻。

（3）焊接時間長于管件所規定的時間120s。圖4通電時間長的管材與管件之間融合出現過焊的現象。

圖2(電熔套筒焊接剖面圖)

圖3（電熔套筒焊接剖面圖）

圖4（電熔套筒焊接剖面圖）

4試驗總結

4.1圖2所示由于時間較短出現虛焊假焊現象，容易造成在水壓試驗過程中出現掉壓現象，而且漏點不易察覺，不能保證工程質量。

4.2圖3所示焊接時間與管件廠家提供的參數一致，焊接比較牢靠，質量合格。

4.3圖4所示由于焊接時間較長，出現焊接面高分子化合物分解汽化造成焊瘤，焊穿現象，容易出現在水壓試驗過程中出現掉壓現象，漏點不易察覺，不能保證工程質量。

5經驗總結

5.1由于施工現場情況比較復雜，環境溫度的不斷變化，同樣也有管材管件等自然變形從而引起的管材與電熔管件裝配間隙等問題，所以在焊接過程中應注意以下幾點：

（1）根據環境溫度的變化，適當的調節焊接參數。

（2）在人工調節電壓的過程中，應從“0”位調節，調節的速度不應過快。

（3）在焊接過程中如果遇到焊接不穩定的情況下，如遇到在觀察孔出現沒有熔融物排出或出現冒煙現象，應立即查明原因，待原因查明后在進行焊接避免不合格焊接出現。

（4）焊接完成后冷卻過程中，嚴禁接頭部位受外力的干擾或振動。自然冷卻到與環境溫度相同時再進行下一步工序。

5.2電熔管件在工程實踐過程中展現了它獨特的優點。

（1）電熔焊接管件焊接后內壁比較平滑，水頭損失較小。

（2）電熔焊接技術比較好掌握，根據電熔管件廠家所給參數操作即可。

參考文獻

[1] 埋地聚乙烯給水管道工程技術規程 CJJ 101 2004

[2] 劉紅衛PE電熔管件焊接工藝 焊接技術 2007

[3] 廣東國通新型建材有限公司聚乙烯燃氣管道電熔焊接手冊 2007

[4] 給水用聚乙烯管件GB/T13663.2-2005

[5] 肖燕聚乙烯管道的電熔焊接 新型建筑材料2011