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特殊过程PE管材热熔对接施工方案

2020-11-10 11:36:21
一、热熔对接机设备简介:

    本工程PE管热熔对接设备采用杭州先创电控设备厂生产的DRJ—315热熔焊机,DRJ—315热熔焊机由夹具、铣刀、加热板、电动控制部分和液压系统组成。其采用电动铣削,液压驱动,整体结构为“分体”式,加热板由温度表直接显示温度,加热板表面有不粘涂层,电动机带动液压泵,系统的各种压力直接由调压阀手动调节。


    主要技术参数:


    焊接温度调节范围(°C)0—300


    工作电压(V)220


    加热板功率(W)2500


    油泵电动功率(W)750


    铣刀电动功率(W)1000


    二、PE管热熔对接的要求:

    a)需用专用的热熔对接机具。


    b)应检查有无产品出厂合格证,并索要出厂检验报告;


    c)一般适用于OD ≥ 90 mm管;管壁厚度 > 6mm。


    d)适用于同种牌号、材质的管材与管材,管材与管件连接。性能相似,不同牌号材质的连接需试验验证。


    e)不使用明火。


    f)在寒冷气候(-5度以下)和大风环境下进行连接操作时,应采取保护措施,或调整连接工艺。


    三、热熔对接连接(对接焊)工艺

    1、焊接工艺曲线和参数

    聚乙烯管材的焊接一般分三个阶段,加热段、切换段、对接段,根据管子的不同规格和截面积制定其焊接参数。焊接工艺三个重要参数:温度、压力、时间。


    1).温度的确定

聚乙烯管材对接焊的更佳焊接温度为200~230℃,一般生产厂家确定为210±10℃;


    是聚乙烯材料的加工温度,在材料粘流态转化温度之上,只有在这种条件下,聚乙烯产生熔融流动,聚合物的大分子才能进行相互扩散形成缠绕,得到更大的强度和高质量的焊接结果;实践证明,温度低于180℃,即使加热时间长,也不能达到质量好的焊接结果。如果温度过高,将有可能激活分子链中的C键与氧发生反应,使材料降解,聚乙烯材料将受到氧化破坏。析出挥发性的物质和气体,材料结构发生变化,生成不饱和烃,出现杂质,从而使焊接质量降低。

 


    2).时间的确定


     加热时间的确定:焊接端面平整后10×壁厚(mm)秒。


    加热时间的长短,决定焊接的质量;是否能将温度均匀传递到焊接面及一定的深度,在转换的阶段保持更佳的焊接温度。管端面熔化的更佳时间,是随着需要加热的面积增大而增大的,更重要的是对流和辐射传播的能量,会随着管壁厚度的增加而减小。管端面的不平度,造成热量的传递不均匀,窝藏空气,产生气孔,影响焊接质量,所以需要和压力密切的配合,在加热的同时施加一定的压力,平整焊接面,促进塑化,形成理想的焊接面进行热传递,然后降压吸热。


     切换时间的确定:10 秒内尽可能地缩短,其端面冷却非常快,对接速度慢直接影响焊接质量。


     冷却时间的确定:见表1;1.15~1.33×壁厚(mm) 分钟。


    聚合物材料的导热性差,只有金属的几十分之一,冷却速度相应的缓慢,在冷却的时间内需要进行结晶,收缩,所以需要有充分的时间降到结晶温度,进行充分的晶粒生长,消除内应力,在一定的压力下冷却,避免焊接端面有缩孔。

 


    3).压力的确定


    焊接压力和冷却压力根据焊接面的截面积×0.15N/mm2;


    在210±10℃的温度下,焊接时间、压力的取值,可以参照德国焊接协会DVS 2207-95的标准。

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  表1  聚乙烯管材热熔对接焊参数值(环境温度20℃)


壁厚度
 
 
mm

                端面平整凸起高度
(压力P=0.15N/mm2)
(温度210±10℃)
mm

                吸热时间
(压力P≈0.01 N/mm2)
(温度210±10℃)
S(秒)

                切换时间
取出热板对接
 
S(秒)

                冷却时间
(压力P=0.15 N/mm2)
保压状态下
min(分)

                <  4.5

                0.5

                      45

                <  5

                     6

                4.5 … 7.0

                1.0

                40 … 70

                <  5… 6

                6 …10

                7.0 …12.0

                1.5

                70 …120

                <  6… 8

                10…16

                12.0…19.0

                2.0

                120…190

                <  8…10

                17…24

                19.0…26.0

                2.5

                190…260

                < 10…12

                24…32

                26.0…37.0

                3.0

                260…370

                < 12…16

                32…45

                37.0…50.0

                3.5

                370…500

                < 16…20

                45…60

                50.0…70.0

                4.0

                500…700

                < 20…25

                60…80



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