針對PE管的熔接，我們以前也為大家有過講述，比如：“等徑壓縮PE管穿插法的適用領域和技術優(yōu)勢”、“PE管內襯修復法需要的設備和施工工藝”、“分析等徑壓縮PE管內襯修復法的接口技術和原理”、“PE管道修復技術脹管施工法”、“塑料管道修復之內襯HDPE法”、“詳解PE管材的連接技術”、“PE管與PPR管能不能相連接？”，不過上述文章，過多的講述PE管熔接的方法，對于其原理，描述較少；今天特為大家講述，PE管熔接技術的原理。
PE燃氣管道，安裝方便、施工簡單、柔韌性好、具有耐腐蝕(不需防腐)且至少可安全使用50年等優(yōu)異性能得到了廣泛的應用。
PE燃氣管道的熔接機理
聚乙烯聚合物隨溫度的變化可分成三種狀態(tài)：粘流態(tài)(粘流體)結晶態(tài)(堅硬固體)高彈態(tài)(橡皮狀彈性體)一種高結晶度的聚合物。
PE管的熔接一個完整的熔接過程要經(jīng)歷卜述三種狀態(tài)的轉變，聚合物的粘流態(tài)下進行的
熔接過程中，要獲得一個合格的接口，必需滿足的基本條件是
1.合適的外力，可以加劇分子變形，使兩界面的分子能充分的纏結。
2.熔接界面必須是干凈、干燥的以免影響界面分子間的相互纏結。
3.合理的加熱溫度和加熱時間，以保證獲得足夠粘流態(tài)的融質。
電熔連接時其能力無需人為施力，靠融質的融漲獲得。
熱熔對接時，外力是人為施加的壓力過小，界面間長鏈分子無法充分變形，無法重新重疊及纏結；相反對接壓力過大，粘流態(tài)的融質被擠出熔接界面，使界面問的介質大都處在高彈態(tài)形成假焊。
3聚乙烯管道的連接
聚乙烯一般可在190℃-260℃范圍內被熔化(不同資料牌號的熔化溫度一般亦不相同)此時若將管材(或管件)兩端熔化的局部充分接觸，并保持適當?shù)膲毫Γ鋮s后便可牢固地融為一體。
熱熔對接是通過專用連接板被加熱到210℃后，使熔接管線的兩端通過加熱板加熱熔化，抽出加熱板的同時迅速將兩端貼合，通過機具堅持一定的壓力，冷卻后達到連接的目的
電熔連接是采用專用的電熔焊機，控制流過管件內埋設的電阻絲中的電流管使管件合理發(fā)熱，加熱管件與管材的連接界面，經(jīng)過一定時間的熔融達到熔接目的
電熔接口方式操作簡單，人為因素少，可靠性高，但管件價格較高，接口利息高(大口徑管材尤為明顯)
由于PE管系SDB．的方式加工管材，隨著管徑增大，壁厚增大；管徑減少而壁厚減少。特別是D<110mm管徑的燃氣管其壁厚較小，采用熱熔對接的可靠性較差。
綜上所述，對于D≥110mm時采用熱熔對接(特殊需要時采用電熔連接)D<110mm時一般采用電熔連接。
PE燃氣管輸送的燃氣是帶壓力的易燃、易爆的危險性氣體，所以施工中的工程質量是壓倒一切的因素，除管材管件的質量需要認真檢查外，連接質量的好壞也是工程質量的基本保證。
目前對于PE燃氣管的連接質量檢查，除了外觀檢查和強度試驗，氣密性試驗外，尚無更可靠的質量檢驗手段，因此，有必要仿照鋼制管道焊接工藝評定的方法，對PE管連接工藝進行焊接工藝評定來驗證施工單位是否有能力焊出符合《聚乙烯燃氣管道工程技術規(guī)程》CJJ63-95和產(chǎn)品技術條件所需要的連接接頭。
4連接工藝評定
連接工藝評定試驗是由施焊單位的熟練焊工依照連接工藝指導書的規(guī)定焊接工藝試件，然后對試件外觀檢驗后進行解剖，并進行性能測試來驗證該工藝指導書的工藝參數(shù)是否能達到產(chǎn)品技術條件所要求的焊接接頭。經(jīng)評定合格后的連接工藝評定演講經(jīng)技術部門負責人進行審批。經(jīng)批準的連接工藝評定演講作為施焊單位的施焊依據(jù)，以確保工程質量。
4．1 電熔連接工藝參數(shù)
1.焊接加熱時間：
電熔套筒D90 120S；D63 75S；D40 70S；
電熔變徑D110／90 210S；D90／63，180S；D63／40，210；
電熔彎頭90 D90 1208；90 D63 655；90 D40 70S；45 D90 120S；45 D63 758
電熔三通D90 1205；D63 705；D40 1105
2.連接機具PFSA全自動電熔焊機，電源電壓220V，額定功率40kW，輸出電壓39．5V。
3.冷卻時間查管件上條碼標注；
4．2 熱熔對接工藝參數(shù)，見表2
表2 熱熔對接工藝參數(shù)
|
對接機 |
管材外徑
D（mm） |
加熱溫度
（℃） |
加熱時間 |
對接壓力
（MPa ） |
冷卻時間
（min） |
冷卻壓力
（MPa） |
|
PBF250B |
250 |
210±10 |
3分8秒 |
2.2 |
28 |
2.2 |
|
200 |
210±10 |
2分50秒 |
1.4 |
24 |
1.4 |
|
160 |
210±10 |
2分21秒 |
0.9 |
20 |
0.9 |
|
110 |
210±10 |
1分43秒 |
0.45 |
14 |
0.45 |
|
PBF250 |
250 |
210±10 |
3分8秒 |
4.45 |
24 |
2.85 |
|
200 |
210±10 |
2分50秒 |
2.85 |
28 |
4.45 |
|
160 |
210±10 |
2分21秒 |
1.85 |
20 |
1.85 |
|
110 |
210±10 |
1分43秒 |
0.9 |
14 |
0.9 |
|
PBF160A |
160 |
210±10 |
2分20秒 |
2.2 |
20 |
0.2 |
|
110 |
210±10 |
1分43秒 |
1.05 |
14 |
1.05 |
4．3 管材管件的分組
在PE管材(管件)的連接工藝評定試驗中，為避免每種規(guī)格配件(管材管件)都要進行試驗的麻煩，根據(jù)歐洲標準《燃氣輸送塑料管道系統(tǒng)——聚乙烯(PE)——第七部分：符合性評價》(prENl555-7．1996)中4．2．1分組的要求。按管材管件的分種外徑進行分組，見表3。
|
尺寸組 |
1 |
2 |
3 |
|
管材管件分鐘外徑 |
D≤63 |
75≤5≤225 |
250≤D≤630 |
進行連接工藝評定試驗時按每個尺寸組對一種直徑試驗即可。
我們選用了電熔連接D63代表D63、D40
D90代表D90
熱熔對接D160代表D90、D110、D160、D200
D250代表D250及以上
4．4 安裝質量的保證
熱熔對接D250、D160、電熔連接D90、D63四種根據(jù)合格的焊接工藝評定報告制定了PE管的連接工藝指導書并指導現(xiàn)場施工，獲得滿意的連接接頭。
4．5 焊接連接簡圖
注：圖中各字母所代表數(shù)據(jù)按標準規(guī)定。
4．6 PE管材(件)連接工藝評定要求
4．6．1熱熔對接
(2)性能測試要求
拉伸試驗：延性破壞，斷裂強度≥19MPa。
靜液壓試驗：
20℃，9．0MPa，韌性破壞時間>100h，焊口無滲漏。
80℃，4．0MPa，韌性破壞時間>1 000h，焊口無滲漏。
(1)外觀檢驗要求
環(huán)口均勻光滑，無劃傷等缺陷，錯邊量<10％S。
環(huán)縫寬度：0．35-0．45S。
環(huán)縫總高：0．20-0．25S。
焊縫高度：0．10-0．20S。
其中：S=0．8-1．3e，e-PE管壁厚。
(2)性能測試要求
剝離試驗：脆性破壞的起始破裂長度≤2/3L。
靜液壓試驗：
20℃，9．0MPa，韌性破壞時間>100h，焊口無滲漏。
80℃，4．0MPa，韌性破壞時間>1 000h，焊口無滲漏。
4．6．2電熔連接
(1)外觀檢驗要求
接觸：管材端面接觸電熔管件內部擋圈。
中心：管材與電熔件中心重合。
觀察孔：觀察孔中的物料完全頂出。
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