森瑞新材塑料壓力管全過程質(zhì)量控制

1、聚乙烯壓力管道全過程質(zhì)量控制貴州森瑞新材料股份有限公司 李文泉主要內(nèi)容：本文從聚乙烯壓力管的材料選用、生產(chǎn)過程全過程質(zhì)量監(jiān)控到焊接施工的全過程闡述塑料壓力管道的質(zhì)量控制要求聚乙烯壓力管（給水、燃?xì)猓┦撬芰瞎艿乐械摹袄袭a(chǎn)品”，其用量仍然是塑料壓力管的絕大部分。盡管通過近年來的大力發(fā)展，從產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)設(shè)備工藝到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收，包括焊接設(shè)備、焊接工藝都已經(jīng)形成完整的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，對(duì)行業(yè)的發(fā)展起到了積極的推動(dòng)和引導(dǎo)。由于聚乙烯管道產(chǎn)品本身無法從外觀來看出其質(zhì)量的好壞，包括無法在較短的時(shí)間內(nèi)通過試驗(yàn)來判斷質(zhì)量的好壞，其產(chǎn)品的質(zhì)量問題大都在使用過程中才能體現(xiàn)出來，這樣使得聚乙烯壓力管的過程監(jiān)督

2、和質(zhì)量控制非常重要。由于市場的原因，使得一些根本不注重質(zhì)量的企業(yè)，利用聚乙烯管材質(zhì)量判定周期長的特點(diǎn)，在材料的使用上以次充好，甚至在材料中加入廢舊回收料；加工設(shè)備不穩(wěn)定，工藝不成熟，焊接施工技術(shù)不成熟，造成用戶在使用過程中事故頻發(fā)，給聚乙烯壓力管道造成惡劣影響，在給水行業(yè)的有些地區(qū)甚至造成對(duì)聚乙烯管材的不信任。因此，加強(qiáng)對(duì)聚乙烯壓力管道的全程質(zhì)量監(jiān)控，以過程質(zhì)量保證最終產(chǎn)品的質(zhì)量，提高管道系統(tǒng)的質(zhì)量水平，是聚乙烯壓力管道行業(yè)的共同責(zé)任。一、 聚乙烯壓力管道原材料的質(zhì)量控制作為生產(chǎn)聚乙烯壓力管道的聚乙烯材料，在給水、燃?xì)鈽?biāo)準(zhǔn)中都有具體的、明確的要求，作為生產(chǎn)舉行壓力管的企業(yè)，應(yīng)該共同遵守的基本原

3、則。表一：聚乙烯材料的分級(jí)與命名要求以MRS分級(jí)MPa命名 LPL(20，50年，97.5%)8.0PE808.0LPL10.010.0PE10010.0LPL11.2表二：聚乙烯材料的基本性能要求序號(hào)項(xiàng)目要求1密度930kg/m32氧化誘導(dǎo)時(shí)間20min3熔體質(zhì)量流動(dòng)速率（0.2MFR1.40）g/10min最大偏差不應(yīng)超過混配料標(biāo)稱值的±20%從表中可以看出，原材料定級(jí)是作為壓力管材料的最基本的要求，材料的定級(jí)是管道設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。石化生產(chǎn)企業(yè)一般是在產(chǎn)品定型生產(chǎn)后作定級(jí)檢驗(yàn)。定級(jí)試驗(yàn)由于需要的時(shí)間長，費(fèi)用高，石化企業(yè)不可能經(jīng)常做，也沒有必要經(jīng)常做。由于石化企業(yè)同樣存在原輔材料的

4、變化和生產(chǎn)工藝的變化，這期間其材料同樣不可能達(dá)到百分之百的相同。所以，除材料的定級(jí)報(bào)告要求外，每批次原料的密度、融指、氧化誘導(dǎo)時(shí)間等基本數(shù)據(jù)同樣也是必不可少的。2005年7月，國內(nèi)一家生產(chǎn)PE100的石化企業(yè)的PE100材料，在我公司生產(chǎn)PE100的給水管材，在作80、165小時(shí)靜液壓試驗(yàn)時(shí)，多次不合格，后與廠家溝通是由于更換催化劑原因造成。當(dāng)材料的融指、密度等基本參數(shù)變化較大時(shí)，說明生產(chǎn)不穩(wěn)定。這樣會(huì)導(dǎo)致材料的強(qiáng)度發(fā)生變化。從標(biāo)準(zhǔn)要求的數(shù)值看，熔體質(zhì)量流動(dòng)速率的范圍很寬，（0.2MFR1.40）g/10min都是符合要求的。但對(duì)于每一種材料而言，應(yīng)特別注意“最大偏差不應(yīng)超過混配料標(biāo)稱值的&#

5、177;20%”。對(duì)于聚乙烯壓力管的質(zhì)量，必須重視從源頭控制，確保材料的質(zhì)量滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。在日常的質(zhì)量控制中，不僅要求材料要有定級(jí)報(bào)告，同樣應(yīng)該重視對(duì)每一批次材料的融指、密度、氧化誘導(dǎo)時(shí)間等進(jìn)行檢測。二、 生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制從理論上講，擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速與擠出量是成線性正比關(guān)系，在恒定的牽引速度下，管材斷面尺寸穩(wěn)定的通過擠出模具形成均勻的管狀尺寸。然而，事實(shí)上并非如此。擠出機(jī)的擠出量受螺桿設(shè)計(jì)、螺桿的加工精度、螺桿與機(jī)筒間隙、工藝溫度、模具精度等眾多因數(shù)的影響，同時(shí)管材的斷面尺寸受牽引速度的穩(wěn)定性影響很大，當(dāng)牽引機(jī)速度并非恒定時(shí)，管材的斷面尺寸不可能恒定。如何使自己生產(chǎn)的管材合格，我們管材生產(chǎn)企

6、業(yè)在生產(chǎn)過程中著重需要關(guān)注管材的外形尺寸的標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)過程中產(chǎn)品是否按照標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)？是否有偶然的因素導(dǎo)致管材生產(chǎn)制造的質(zhì)量問題產(chǎn)生？在日常生產(chǎn)中，我們對(duì)物理尺寸的監(jiān)測通常依賴于人工對(duì)管材兩端的厚度、外徑和不圓度等指標(biāo)進(jìn)行測量，人為誤差和管材非端口部分均為不可測量部分，質(zhì)量隱患難以避免。 2007年，在陜西某工地，dn110 PE100 SDR11的管材，在試壓時(shí)破裂，檢查發(fā)現(xiàn)破裂處壁厚僅為5.7mm，該段長度約為350 mm，至今沒有查明令人信服的該段管材突發(fā)變薄而又立刻恢復(fù)的真正原因。 2012年，在湖南某工地，dn250 PE100 SDR17.6的管材，在試壓時(shí)始終不能穩(wěn)定，后經(jīng)多次檢查發(fā)現(xiàn)

7、，在管壁上有一個(gè)2 mm左右的砂眼。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是由夾雜在材料中的雜質(zhì)形成。 對(duì)于這樣的問題，我們認(rèn)為發(fā)生的幾率極小，也沒有規(guī)律可循，但對(duì)于質(zhì)量管理來說，是零容忍的，如發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，可能造成大的安全事故。但對(duì)于這類問題，僅僅依靠普通的質(zhì)檢和質(zhì)量控制手段是無法檢測的。隨著超聲波在線測控系統(tǒng)的問世和不斷改進(jìn)，徹底打消了管材生產(chǎn)企業(yè)和管道使用企業(yè)的疑慮，目前行業(yè)最先進(jìn)的Ultramac超聲波測厚系統(tǒng)（圖1），可以實(shí)現(xiàn)對(duì)管材生產(chǎn)的高速測量、全過程監(jiān)控記錄和報(bào)告輸出，使不合格管材無處藏身（圖2）。該測厚系統(tǒng)具有管材的高速測量、記錄、缺陷位置定位與報(bào)警、質(zhì)量報(bào)告輸出等功能，保證了管材質(zhì)量安全，實(shí)現(xiàn)了管材生產(chǎn)的

8、無質(zhì)量事故。圖1 生產(chǎn)現(xiàn)場的在線測厚系統(tǒng)UltraMac超聲波管材在線測厚系統(tǒng)適用于燃?xì)夤?、給水管等壓力管道的生產(chǎn)。在線測厚系統(tǒng)用于對(duì)管材生產(chǎn)的全過程的厚度、外徑、偏心和不圓度的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)、不間斷測量與監(jiān)控，將質(zhì)量隱患杜絕在生產(chǎn)過程中。通過系統(tǒng)的監(jiān)控，可對(duì)管材生產(chǎn)帶來多重效益，降低和杜絕塑料管生產(chǎn)質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)、提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短開機(jī)時(shí)間、降低產(chǎn)品廢品率。完整的生產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄和存檔功能以及自動(dòng)生成管材質(zhì)量統(tǒng)計(jì)報(bào)告，讓使用者對(duì)整個(gè)管材的質(zhì)量情況了如指掌。系統(tǒng)擺脫了傳統(tǒng)測量系統(tǒng)不足，采用自動(dòng)捕獲專利技術(shù)和美國原裝進(jìn)口高精度探頭，圖2 壁厚缺陷的檢出壁厚缺陷使得測量數(shù)據(jù)更為穩(wěn)定和精確；數(shù)據(jù)的監(jiān)控和記錄涵蓋

9、管材生產(chǎn)全過程。自動(dòng)識(shí)別和標(biāo)識(shí)功能使得使用者可以輕松地了解任何時(shí)間段內(nèi)的生產(chǎn)質(zhì)量情況，一旦發(fā)現(xiàn)管材存在質(zhì)量隱患，只需在倉庫中找到該編號(hào)的管材即可。 在生產(chǎn)現(xiàn)場，測厚系統(tǒng)不止執(zhí)行了測量功能，同時(shí)也滿足了生產(chǎn)管理的部分要求，我們可以輕松地知道生產(chǎn)線曾在何時(shí)停機(jī)、何時(shí)開機(jī)、何時(shí)工人進(jìn)行了手動(dòng)干預(yù)切割了管材，以及何時(shí)出現(xiàn)何種質(zhì)量問題等。開停機(jī)記錄定位標(biāo)識(shí)圖3 定位和標(biāo)識(shí)功能 圖4 生產(chǎn)過程管理-開停機(jī)記錄針對(duì)高端客戶對(duì)質(zhì)量的嚴(yán)苛要求，系統(tǒng)可針對(duì)每根生產(chǎn)的管材生成質(zhì)量統(tǒng)計(jì)報(bào)告，該報(bào)告作為每根管材質(zhì)量情況的有效“身份證明”，可通過打印機(jī)打印輸出。圖5 適應(yīng)性廣的掃描箱結(jié)構(gòu) 利用超聲波系統(tǒng)對(duì)管材生產(chǎn)過程的在

10、線監(jiān)測，對(duì)管材生產(chǎn)過程的幾何尺寸有了可靠的保證，有效的杜絕了尺寸不合格和材料雜質(zhì)引起的質(zhì)量缺陷。三、施工質(zhì)量 對(duì)于一個(gè)完整的管道系統(tǒng)，僅有好的產(chǎn)品是不夠的，它必須由施工來組合成一個(gè)完整的系統(tǒng)，這樣才能保證管道的安全運(yùn)行。盡管現(xiàn)行對(duì)聚乙烯壓力管的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收等規(guī)范已經(jīng)很完整，國家對(duì)燃?xì)夤軐?shí)行特種設(shè)備管理，對(duì)焊接操作人員實(shí)行持證上崗，對(duì)焊接工藝進(jìn)行評(píng)定，這些措施都是為了保證聚乙烯壓力管的焊接質(zhì)量，確保管道系統(tǒng)的可靠性。但在執(zhí)行中，仍然存在一些問題?？偟膩砜?，聚乙烯壓力管施工中的質(zhì)量問題約占6成以上，是當(dāng)前聚乙烯壓力管問題比較集中的一個(gè)環(huán)節(jié)。 下表是我們對(duì)近年來聚乙烯壓力管的施工中質(zhì)量問題的統(tǒng)計(jì)

11、分析。表二：聚乙烯壓力管施工質(zhì)量序號(hào)分類發(fā)生次數(shù)原因分析1人員給水管焊接人員70%沒有經(jīng)過焊工培訓(xùn)，燃?xì)夤芎附尤藛T43%沒有經(jīng)過焊工培訓(xùn)。人員整體素質(zhì)較低2設(shè)備12加熱板的不粘涂層掉落；加熱板溫度不均勻；溫度控制不精確，顯示溫度與實(shí)際溫度差異大。用電流調(diào)節(jié)焊機(jī)代替電壓調(diào)節(jié)焊機(jī)；焊接電壓受外部電壓波動(dòng)影響過大3工藝17正式施工前基本上沒有做焊接工藝評(píng)定。管材與管件間焊環(huán)差異大（兩種材料的融指差異大）；管材未刮削氧化皮；管材與電熔管件之間配合間隙局部大，溢料4其他3管材刮傷、回填不符合要求 為盡可能的減少聚乙烯壓力管的焊接質(zhì)量的發(fā)生，近年來我公司積極的開展非金屬焊工培訓(xùn)考試工作，但學(xué)員的整體素質(zhì)偏

12、低：70%的人員僅僅是初中畢業(yè)，28%的人員高中畢業(yè)，僅有2%的人員為大中專學(xué)歷（大都是施工單位的管理人員）。對(duì)這樣的人員結(jié)構(gòu)，要掌握聚乙烯的焊接原理、焊接設(shè)備和焊接工藝還是有很大難度的，依靠他們來完成聚乙烯壓力管的焊接施工是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。施工單位往往采購價(jià)格較低的設(shè)備，在施工現(xiàn)場對(duì)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)也很不到位。凡是有焊接質(zhì)量問題的單位，基本上都沒有認(rèn)真做焊接工藝評(píng)定就憑經(jīng)驗(yàn)盲目施工，等出現(xiàn)問題后都找管材管件生產(chǎn)廠家。聚乙烯壓力管的連接施工是保證管道系統(tǒng)安全運(yùn)行的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，目前還沒有一個(gè)比較好的、方便的檢測手段來直接判定焊接質(zhì)量的好壞，必須從人員、設(shè)備、工藝等方面加強(qiáng)控制，才能最終保證焊接的質(zhì)量。聚乙烯壓力管道全過程質(zhì)量控制是一個(gè)綜合的系統(tǒng)工作。原材