PE管熔接压力对熔接质量影响分析

2014-04-27陈文通上海铁路局杭州房产建筑段

上海铁道增刊 2014年3期

关键词：热熔配件管材

陈文通上海铁路局杭州房产建筑段

PE管熔接压力对熔接质量影响分析

陈文通上海铁路局杭州房产建筑段

探讨PE管热熔对接施工中，熔接压力对施工质量的影响，通过加强对熔接压力的控制，提高PE管热熔对接接缝的质量。

PE熔接；压力；熔接质量

随着给水管道新型管材的推广与应用，PE管凭借其施工方便、管壁不易结垢、管道水力摩租系数（λ值，无量纲）小等优点，被广泛地应用在铁路基建项目中。但由于有的施工单位对新型管材了解不足以及对给水专业的不重视，在对基建工程的前期介入过程中，发现有的施工单位未严格按照施工的工艺要求进行PE管的热熔对接，有些甚至采用徒手进行连接，严重影响了管道施工质量。综合影响管道施工质量的各个因素，发现其中一个主要的原因是对熔接压力的控制不力。现就对熔接压力参数控制不力所造成的影响进行实验分析。

1 实验过程及结果

1.1 热熔对接焊机的分类及优缺点

目前，市场上PE管的热熔对接焊接机主要有两种型式，一种是手推式、一种是液压式。手推式的主要优点是施工方便、工具重量轻，但缺点是熔接压力不易控制，完全依靠工人实际经验。液压式的优点是熔接压力控制直观简单，且压力保持过程中，压强持续、稳定，但缺点是机器较为笨重，管道接头处所需工作面较大。

1.2 确定实验方法

对两种工具的熔接过程进行实验，主要分以下几种方式：手动控制、液压控制；不同的压力状况；管材与管材连接、管材与配件连接等情况，对连接好的PE管取4cm宽长条进行抗拉强度试验，通过抗拉强度试验，研究熔接压力对PE管熔接质量的影响。

1.3 实验参数的选择

（1）实验的PE管主要参数。管道壁厚为8mm，配件壁厚为14mm，管道外径为160mm。

（2）实验参数选择。翻边高度控制在1.5mm，拖动压力根据实际测量所得。根据PE管厂家提供的参数，该PE管的熔接压力取0.15MPa，具体压力表显示熔接压力按以下公式换算：

压力表显示熔接压力=管材截面积/焊机油缸活塞总面积×0.15+拖动压力

查热熔对接焊接机使用说明书得，型号为SHD250/110的胜达牌热熔对接焊接机的焊机油缸活塞总面积为11cm2。

故计算得压力表显示熔接压力=3.14×(16-0.8)×0.8÷4.32× 0.15+拖动压力=0.52MPa+拖动压力。

1.4 实验结果

根据选择的PE管的各项参数，通过实验，测得PE管在各种熔接压力条件下，管道的破坏点位置、极限强度、断面形态（见表1）。

表1 PE管熔接试样抗接强度试验统计表

2 实验结果分析

（1）在10个试样中2、3、4、7、8、10破坏点在管段，说明熔接点处的强度比管材的强度高，熔接质量可靠。1、5、6、9试样发生的破坏点在焊接点上，说明焊接点的强度比管材强度低，是强度的薄弱环节。

（2）试样中的1号试样的熔接压力为标准压力的（0.3-0.1）÷0.52×100%=38%，5号、6号试样分别为标准压力的558%和462%。1号试样由于试验压力偏低，其被加热后的有效熔浆未能充分混合在一起，所以其断面比较毛糙，5、6、9号试样均因试验压力太高，且6号试样因配件壁厚较厚，配件侧吸热时间未达到规定时间，导致加热后的有效熔浆被挤到边缘，翻边过度，其熔接断面因有效熔浆被挤掉后，断面比1号试样光滑，造成强度下降。

3 试验结论

（1）熔接压力具有较大的容差值。根据试验表明，熔接压力在0.6MPa～2.0MPa之间能保证管道的熔接强度。当熔接压力达到2.5MPa或低于0.3MPa时，管道破坏点发生在焊接点。

（2）在对PE管进行熔接的过程中，加强对压力等参数的控制，提高接头的质量，可以使其强度达到甚至超过管材的强度。试验中的10种熔接参数，其试样的抗拉强度极限值均比较接近，但1号、5号、6号、9号试样比较脆。当破坏点在焊接点时，破坏后，试样塑性变形较小，这种接口在某种特殊情况下，如压力瞬时波动较大的水锤作用下，因接头不易变形，抵抗水锤作用差，易发生爆管现象。破坏点在管段时，管道塑性变形大，接管点未发生破坏，说明管道施工质量好。