【正文】 PE 焊接培訓(xùn)資料二 零一零 年 三 月 十五 日目錄第一章 PE管生產(chǎn)技術(shù)簡(jiǎn)介…………………………………… 3.一 聚乙烯材料二 聚乙烯管道的類型三 目前國(guó)內(nèi)外主要PE管道專用料第二章 PE管道焊接技術(shù)……………………………………… 7.一 高聚物的狀態(tài)二 連接技術(shù)第三章 PE管道焊接工藝評(píng)定…………………………………15.第一節(jié) PE管道連接方式分類及優(yōu)缺點(diǎn)一 PE管道的連接分類二 連接方式優(yōu)缺點(diǎn)第二節(jié) 電熔連接頭性能評(píng)價(jià)一 破壞性評(píng)價(jià)方式之一——?jiǎng)冸x試驗(yàn)二 破壞性評(píng)價(jià)方式之二——擠壓試驗(yàn)三 破壞性評(píng)價(jià)方式之三——爆破試驗(yàn)四 破壞性評(píng)價(jià)方式之四——長(zhǎng)期靜液壓試驗(yàn)第三節(jié) 熱熔對(duì)接焊工藝評(píng)定一 破壞性評(píng)價(jià)方式之一——爆破試驗(yàn)二 破壞性評(píng)價(jià)方式之二——長(zhǎng)期靜液壓試驗(yàn)三 破壞性評(píng)價(jià)方式之三——拉伸試驗(yàn)四 破壞性評(píng)價(jià)方式之四——對(duì)折試樣五 非破壞性評(píng)價(jià)方式———外觀、尺寸檢測(cè) 第四節(jié) 管網(wǎng)實(shí)用檢測(cè)方法第四章 施工設(shè)備、安裝及規(guī)范……………………………… 23.第一節(jié) 焊機(jī)的分類及工作原理 一 電熔焊機(jī) 二 熱熔焊機(jī)第二節(jié) 管道設(shè)計(jì)與施工 一 聚乙烯施工技術(shù)規(guī)范簡(jiǎn)介 二 聚乙烯管道設(shè)計(jì)第三節(jié) 管道敷設(shè)第四節(jié) 工程竣工試驗(yàn)與驗(yàn)收第一章 PE管材生產(chǎn)技術(shù)簡(jiǎn)介一、聚乙烯材料聚乙烯（化學(xué)縮寫PE）是一種塑料：是一種高分子為主要成分，在加工過程中能流動(dòng)、成型的材料，是石油、煤炭的裂解產(chǎn)物CH2經(jīng)聚合而成。● 塑料按受熱后的性能表現(xiàn)不同分為兩大類熱塑性塑料――→可反復(fù)加熱、冷卻和硬化――→可熱熔焊接熱固性塑料―――經(jīng)加熱或輻射、催化，其固化物不再溶解、熔化―→一次性使用聚乙烯就屬于熱塑性塑料聚乙烯管道相對(duì)于金屬管道的優(yōu)點(diǎn)● 能耗低，質(zhì)量輕，可回收，是新一代環(huán)保產(chǎn)品從制造原料到鋪設(shè)成管道與金屬管道的能耗比為1 ：8單位重量只有金屬的1/8，節(jié)省運(yùn)費(fèi)可回收，節(jié)省資源●安裝（連接）可靠、方便，可實(shí)現(xiàn)多種特殊場(chǎng)合的使用要求，對(duì)管基的要求低● 柔性材料，抗地質(zhì)運(yùn)動(dòng)能力強(qiáng)表一 1995年日本神戶大地震所造成的城市燃?xì)夤艿赖钠茐那闆r對(duì)比低壓管線合計(jì)主干管支干管供給管用戶管鋼管焊制接頭000法蘭接頭00機(jī)械裝置15610672334螺紋接頭445260451499125488小計(jì)(A)0460761511506325821管材(a)00000鑄鐵管機(jī)械裝置(B)5493312594管材(b)340236PE管00000撓性鋼管機(jī)械裝置(C)88管材(c)00合計(jì)(接頭)A＋B＋C=D549460761841508326423合計(jì)(管材)a＋b＋c=d3400236總合計(jì)D＋d583460761841508526459●管道無泄漏、防腐性能好，壽命長(zhǎng)，可達(dá)50年聚乙烯材料的一般特性●密度―――取決于材料的結(jié)構(gòu)形態(tài)即結(jié)晶情況低密度聚乙烯LDPE―― ～ g/cm3中密度聚乙烯MDPE―― ～ g/cm3高密度聚乙烯HDPE―― ～ g/cm3 ●分子量及分布―――分子鏈的長(zhǎng)度和支化度 中分子量PE ――11萬高分子量PE ――11～25萬特高分子量PE ――25～150萬超高分子量PE ――150萬以上聚乙烯管道專用料的特殊要求●足夠的強(qiáng)度――原料必須經(jīng)國(guó)際權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)認(rèn)證，有明確的靜液壓強(qiáng)度等級(jí)按強(qiáng)度等級(jí)分：（低于PE63級(jí)別的不再列出）1．PE63：含義是20℃、50年條件下，材料的最小要求強(qiáng)度（MRS）～.2．PE80：含義是20℃、50年條件下，材料的最小要求強(qiáng)度（MRS）～.3．PE100：含義是20℃、50年條件下，材料的最小要求強(qiáng)度（MRS）～.MRS——最小要求的靜液壓強(qiáng)度，MRS值越大,表示材料的強(qiáng)度越高。不同強(qiáng)度等級(jí)對(duì)應(yīng)的最小必要強(qiáng)度（MRS）示意圖：PE32 PE40 PE63 PE80 PE100 MRS （MPa）● 足夠的密度――一必要的剛度和強(qiáng)度● 足夠高的分子量――足夠的抗環(huán)境應(yīng)力開裂能力和抗裂能力● 足夠的分子支化度（原料聚合時(shí)的共聚單體類型）――抗慢速裂紋增長(zhǎng)能力● 良好的加工性能――易于成型加工聚乙烯管道專用料的組成● 基礎(chǔ)樹脂――聚乙烯管道料的主體● 熱穩(wěn)定劑――也叫抗氧劑，作用是延緩或抑制聚乙烯在加工過程中的高溫氧化。～ ％● 著色劑――或叫光穩(wěn)定劑，在聚乙烯管道原料中一般為炭黑或鎘黃，作用是抑制或減弱光對(duì)聚乙烯的降解破壞● 加工助劑――根據(jù)需要是否添加，作用是提高聚乙烯的加工性能二、聚乙烯管道料的類型●目前PE管的生產(chǎn)原料主要有兩類，一類是混配料，另一類是混合料。 PE混配料是指在出廠時(shí)已經(jīng)添加了必要的光、熱穩(wěn)定劑和顏料，管道制造商在生產(chǎn)時(shí)無需再添加任何成分的原料，它有明確的材料等級(jí)。特點(diǎn)：一有顏色，二有材料等級(jí)。 PE混合料一般指以下情況：PE基礎(chǔ)樹脂（本色）＋色母料（機(jī)械混合）PE混配料和PE混合料的區(qū)別：混合料生產(chǎn)的PE管較混配料生產(chǎn)的PE管在機(jī)械性能上有一定差距。因?yàn)槭褂没旌狭蠒r(shí)，存在如下先天不足：①自購的色母料的衛(wèi)生性和顏料粒度大小無法保證；②用機(jī)械混和的方式無法保證顏料的分散性，制品內(nèi)存在應(yīng)力集中現(xiàn)象。③作為著色用的母料的分子量比基礎(chǔ)樹脂低得多，會(huì)降低制成品的機(jī)械性能。三、目前國(guó)內(nèi)外主要PE管道專用料PE專用管材料及產(chǎn)品的主要指標(biāo)原料的水分含量水分含量多少，對(duì)PE管的性能有較大的影響。水分含量偏高，會(huì)使PE管的強(qiáng)度降低。因此，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,PE原料的水分含量應(yīng)小于300mg/，原料的水分超過200 mg/kg時(shí)，PE管內(nèi)會(huì)有微孔（小氣泡），熔接時(shí)的結(jié)合部因此存在氣泡，從而降低了PE管道的承壓能力。所以，使用黑色混配料時(shí)，必須經(jīng)過嚴(yán)格的干燥，把水分含量控制在200 mg/kg以下。揮發(fā)組分含量原料中揮發(fā)組分含量的多少會(huì)影響PE管材、管件的性能，特別對(duì)注塑管件性能的影響。因此，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,PE原料的揮發(fā)組分含量應(yīng)小于350mg/kg.炭黑含量（針對(duì)黑色PE管）為提高PE管材管件的抗氧化（老化）性能，原料在出廠前應(yīng)添加炭黑，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,—%。縱向回縮率 縱向回縮率是對(duì)管材加工時(shí)內(nèi)部殘余變形大小的判斷試驗(yàn)，目的是將內(nèi)部的殘余變形控制在適當(dāng)值內(nèi)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,PE管材的縱向回縮率應(yīng)小于3%。熱穩(wěn)定性 PE管材、管件加工和熔接溫度一般為190℃—230℃。為了防止原料在加工過程中以及管材管件在熔接過程中發(fā)生降解，使管材管件具有良好的熱穩(wěn)定性，PE原料中需加入穩(wěn)定劑。原料和管材管件的熱穩(wěn)定性用氧化誘導(dǎo)期來衡量。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，原料和管材管件的氧化誘導(dǎo)期應(yīng)大于20min?？估瓘?qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率在一定的溫度下，對(duì)按規(guī)定制作的樣品進(jìn)行拉伸，當(dāng)樣品被拉屈服時(shí)獲得的強(qiáng)度稱為抗拉強(qiáng)度，拉斷時(shí)的伸長(zhǎng)率稱為斷裂伸長(zhǎng)率。PE80的原料及其產(chǎn)品，抗拉強(qiáng)度不小于19MPa，PE100的原料及其產(chǎn)品，抗拉強(qiáng)度不小于23MPa。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定斷裂伸長(zhǎng)率大于350%。熔融指數(shù)（MFR）指在一定溫度下，將PE樣品加入一容器中，加熱熔融，在一定質(zhì)量的活塞作用下，在10min內(nèi)從容器下端小孔中流出物料的質(zhì)量。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，原料的熔融指數(shù)的偏差不能超過原料標(biāo)稱值的30%，加工后的產(chǎn)品的熔融指數(shù)不能超過原料熔融指數(shù)的20%。第二章 PE管道焊接技術(shù)一、高聚物的狀態(tài)TdTfTg變形 玻璃態(tài) 高彈態(tài) 粘流態(tài)Tg：玻璃化溫度 Tf：粘流溫度 Td：分解溫度●玻璃態(tài)：當(dāng)溫度低于玻璃化溫度時(shí)，高聚物的大分子和鏈段都不能運(yùn)動(dòng)，高聚物處于脆性玻璃態(tài)，為堅(jiān)硬的固體，受外力作用時(shí)，發(fā)生的形變很小。 ●高彈態(tài) 當(dāng)溫度高于玻璃化溫度時(shí)，高聚物大分子的鏈段開始運(yùn)動(dòng)，呈現(xiàn)出柔軟而富有彈性的高彈態(tài)，產(chǎn)生高彈形變，彈性模量降低，形變能力增加，但為可逆形變。 ●粘流態(tài) 當(dāng)溫度高于粘流溫度時(shí)，高聚物的大分子發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)而具有流動(dòng)性。此時(shí)，若對(duì)高聚物施加一定作用力，高聚物粘性流動(dòng)的形變隨時(shí)間的增加而增加。當(dāng)外力解除后其形變不能恢復(fù)到原來的形狀，高聚物的這種不可逆形變稱為塑性形變?！瘛褚@得一個(gè)合格的焊口，必須滿足的基本條件是：熔接界面必須是干凈、干燥的，不干凈的界面會(huì)影響分子間的相互滑移和纏繞。合理的加熱溫度和加熱時(shí)間，以保證獲得足夠的粘流態(tài)的溶質(zhì)。合適的外力，可以加劇分子變形，使兩界面的分子充分的纏結(jié)。電熔焊接時(shí)其外力是靠熔體的熔脹獲得，無須人為施加。熱熔對(duì)接焊時(shí)，外力是人為施加的，壓力過小，界面間長(zhǎng)鏈分子無法重新重疊及纏繞。相反對(duì)接力過大，粘流態(tài)的溶質(zhì)都被擠出熔接界面，使界面間的介質(zhì)大都處在高彈態(tài)，形成假焊二、連接技術(shù)Ⅰ 熱熔連接熱熔連接包括熱熔對(duì)接連接、熱熔承插連接、熱熔鞍型連接●熱熔對(duì)接連接：熱熔連接是將熱塑性管材件的末端，利用加熱