【塑料橡膠制品】塑料管道安裝焊接施工規(guī)范

1、塑料橡膠材料） 塑料管道安裝焊接施工規(guī)范塑料管道安裝焊接施工規(guī)范前言防腐塑料管材分為玻纖增強(qiáng)聚丙烯（ FRPP）、工程級聚丙烯（ PP）、高密度聚 乙烯（ HDPE）三大系列。防腐塑料管件、閥門，采用熱擠塑、高強(qiáng)度模壓一次成型新工藝，聯(lián)結(jié)方式主要有法蘭式、承插式和熱熔對焊等，與防腐塑料管材三大系列相配套。FRPP、 PP、HDPE、UPVC 板材、焊條。超高分子量聚乙烯（ UHMWPE ）管材管件系列。塑料管道具有耐腐蝕、強(qiáng)度高、抗?jié)B漏、內(nèi)阻小、抗拉、抗彎、造價低、壽命長、安裝維修方便的特點，已經(jīng)逐漸推廣應(yīng)用，為廣大的用戶所接受。塑料管道焊接安裝施工規(guī)范一、總則塑料管道因具有耐腐蝕、質(zhì)輕、安裝

2、維修方便、抗壓、使用壽命長等特點，在各個行業(yè)得到廣泛的應(yīng)用。為規(guī)范塑料管道的安裝，提高塑料管道的焊接水平，確 保工程質(zhì)量，特制定本廠規(guī)范。本規(guī)程適合于以下塑料管材： FRPP、PP、HDPE,二、塑料管道的焊接機(jī)理塑料管道之所以適宜焊接是由其分子的結(jié)構(gòu)特點決定的，聚烯烴塑料是一種高結(jié)晶度的聚合物，具有非標(biāo)性廠鏈結(jié)構(gòu)，這些長鏈分子總是相互貫穿，彼此重疊和纏結(jié)在一起，形成所謂的無規(guī)列線團(tuán)結(jié)構(gòu)，長鏈分子間存在著巨大的吸引力，從 而使聚合物表現(xiàn)出良好的力學(xué)性能。聚合物隨著溫度的變化表現(xiàn)出許多不同的性能和行為，按照聚合物的行為表現(xiàn)， 可以把它分成三種狀態(tài)：結(jié)晶態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài)。結(jié)晶態(tài)堅硬固體高彈態(tài)橡皮

3、狀彈性體粘流態(tài)粘性流體聚合物溫度 T塑料管道的焊接是在聚合物的粘流態(tài)下進(jìn)行的，要經(jīng)歷上述三種狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。 出于結(jié)晶溫度 Tg 以下，聚合物大分子鏈和鏈段被凍結(jié)，分子失去活動能力，在 受外力作用時，只能產(chǎn)生瞬間的變形，外力除掉后恢復(fù)原狀，此時聚合物表現(xiàn)為 堅硬固體，力學(xué)強(qiáng)度大，彈性模量高，是材料的正常使用狀態(tài)。聚合物處于高彈態(tài)時，聚合物分子開始具備活動能力，但整個大分子鏈仍不能運 動，在外力作用下，能產(chǎn)生較大的變形，外力消除后，仍能緩慢恢復(fù)原狀。此時 聚合物彈性模量大大降低，力學(xué)性能變差。當(dāng)聚合物處于粘流態(tài)時，聚合物分子間距離增大，大分子鏈的活動能力增強(qiáng)，發(fā) 生了整個分子重心的位移而產(chǎn)生流動。在

4、外力作用下，整個大分子鏈間相互滑動 而產(chǎn)生形變，是長鏈分子重新重疊和纏結(jié)，由于這種變形是不可逆的，在溫度降 低除掉外力后，長鏈分子間依然可以保持這種重組狀態(tài)，這正是熔融連接之所以 可靠的原因Td 是聚合物粘流態(tài)的上限溫度，接近這個溫度，分子運動進(jìn)一步加劇，會引起 聚合物分子的分解，破環(huán)聚合物性能。 因此，塑料管道的一個合格連接口必須滿足以下基本條件：1、熔接界面必須是潔凈的，不潔凈的界面會影響熔接界面分子間相互 滑移和纏結(jié)。2、合理的加熱溫度，以保證獲得足夠的粘流融質(zhì)，溫度過高或過低都 會影響接口質(zhì)量。3、合適的外力，可以加劇分子的變形，是兩界面的分子充分纏結(jié)。熔 接時外力過小， 界面間長鏈分

5、子無法充分變形而重新重疊和纏結(jié)， 相反外力過大， 粘流態(tài)的融質(zhì)都被擠出熔接界面，是界面間的介質(zhì)大都處于高彈態(tài)，其結(jié)果同樣 會引起接口質(zhì)量的下降。三、焊接操作規(guī)程 因為塑料管道的焊接大都在露天下進(jìn)行，所以本規(guī)程規(guī)定： 適合操作的環(huán)境溫度為 +5 +25 ，焊接場地要有保護(hù)措施，以免直接受到 日曬雨淋。相對濕度不超過 80% 。如果焊接場地周圍的環(huán)境條件不符合以上規(guī)定， 就必須在焊接場地人為的創(chuàng)造適宜的條件（如采用加工棚）。1、焊接前的準(zhǔn)備1.1 焊接前必須準(zhǔn)備好 220V 電源，對焊機(jī)一臺、焊槍一把、測溫儀一臺、 鐵鏟一把，無毛抹布及酒精，電刨一臺、液壓泵一臺。所使用的設(shè)備必須具有良 好的技術(shù)狀

6、況并經(jīng)認(rèn)真檢查。1.2 被焊接的管材、管件不能有破損，每一個接口要求干凈（不得有油、漆、 灰塵等）1.3 焊接操作須由具有一定熱塑性材料焊接經(jīng)驗，對塑料管道的焊接步驟和參數(shù) 有詳細(xì)了解的焊工來承擔(dān)。2、塑料管道的焊接方法 塑料管道的焊接方法有：熱風(fēng)焊、對焊兩種，另國外還有介紹填料擠壓熱 風(fēng)焊、電阻絲熱焊等，本規(guī)程不對其作介紹。塑料管道的連接一般采用：熱風(fēng)焊加套管熱風(fēng)焊、對焊加套管熱風(fēng)焊連接、 法蘭連接三種。2.1 熱風(fēng)焊加套管熱風(fēng)焊連接（適合于工藝架空管道的安裝）2.1.1 用電刨將管端刨成 450 角，用沾有酒精的抹布將管端兩頭及套管上的灰塵 擦干凈，并將套管套在一根管上。2.1.2 將連接

7、的管端對齊，用熱風(fēng)焊槍將焊條焊滿坡口，冷卻后用電刨刨平凸 出的部分。焊槍溫度控制為： FRPP管240 左右，PP管 220 左右，HDPE200 左右。焊條與焊接面呈 900 角，切施加一定的壓力，焊槍與焊接平面呈 600 角。2.1.3 將套管套在兩管端連接處并兩端均勻分布，然后熱風(fēng)焊套管兩端即可。2.2 對焊加套管熱風(fēng)焊連接（適合于工藝架空管道及埋地管道的安裝）2.2.1 將套管套在一根管材上，在將連接的兩根管材放到對焊機(jī)上，管材要盡可 能的同軸心。由于管材端面一般呈橢圓形，通過調(diào)節(jié)夾緊鉗，校正這種變形。 為了消除彎曲應(yīng)力，并將軸向摩擦力降低到最小值，可將焊入管道的管材放在一 個支承輥上

8、。2.2.2 用電刨將管材焊接面刨平，刨平后檢查一下焊接面的同心度，最大允許位 移量 V0.1S ，且 V 最大不超過 1mm 。S 為管材的璧厚 （mm） ，兩個管材的端面間距不得超過管京的 2%2.2.3 用沾有酒精的抹布將兩連接管道的端面擦干凈。2.2.4 接通電熱板電源，當(dāng)電熱板溫度達(dá)到焊接溫度時，繼續(xù)加熱十分鐘，使電 熱板溫度均勻。對于管比分別為 S5mm ，S=612mm ，S13mm 時，要求相應(yīng)電熱板的溫度 對應(yīng)于 FRPP管材分別為 240 、230 、225 ，對 PP管材分別為 220 、210 、 205 ，對應(yīng)于 HDPE 管材分別為 200 、 195 、 190

9、，如有可能電熱板表 面上涂上聚四氟乙烯涂層，如電熱板表面有灰塵或屑，應(yīng)在加熱前清除掉。2.2.5 將電熱板放在兩根焊管端面之間，把焊管壓在加熱半上，并使其熔融以消 除端面的殘余不平面，此時壓力為 0.1Mpa ，如果對焊機(jī)上無壓力顯示裝置，也 可通過經(jīng)驗掌握。通過控制電熱板上管材端面周邊被擠壓翻卷的融質(zhì)寬度來確定積壓時間，而積壓 翻卷的融質(zhì)寬度是根據(jù)管材璧厚來確定的。管璧厚度 S（）對應(yīng)的擠壓翻卷的融質(zhì)寬度（ ）S70.57<S181.018 <S321.5S>322.02.2.6 管口焊接面被削平后，擠壓力要下降到最小，焊接面幾乎不與電熱板接觸， 此時擠壓力應(yīng) 0.01Mp

10、a ，在此加熱時內(nèi)，擠壓翻轉(zhuǎn)的融質(zhì)寬度幾乎不增加，加 熱時間以秒計算，（ 20 的晴天）所用時間在數(shù)值上約等于 10 倍的璧厚。 tg=（1012） ×Stg 為加熱時間（ S）S 為管璧厚度（ ）2.2.7 加熱完后，移開電熱板，側(cè)向推壓管材，管材的焊接面就粘結(jié)在一起。通 常這種操作需要一定的時間，管璧薄的時間短，管璧厚的時間長（ 412 秒）。 在進(jìn)行此操作時，要特別小心，不要損壞已校平和加熱過的焊接表面，表面也不 得有灰塵和其他任何雜質(zhì)微粒。2.2.8 管材熔合一起后，將壓力從接觸時的 0.01Mpa 均勻的增加到 0.1Mpa ，從 0.01Mpa 上升到 0.1Mpa 所用

11、的時間（ S）在數(shù)值上約等于管材璧厚（ ）。 通過觀察所形成翻卷的融質(zhì)寬度，就能定性的估計出積壓增長率的均勻程度，翻 卷的融質(zhì)寬的必須均勻增大，并沿熔化線很好的繞在管的兩邊。2.2.9 繼續(xù)使用擠壓力，對焊機(jī)上的接口冷卻時間（分）在 20 晴天時在數(shù)值上 至少等于管璧璧厚（ ），冷卻期間擠壓力始終不變。通過觸摸連接好的接口，就可定量的估計出冷卻時間，焊縫溫度不得高于環(huán)境溫度 1015 。2.2.10 松開夾具，卸下對焊機(jī)，用電刨將冷卻的融質(zhì)翻卷刨掉，將套管移至焊口 中央均勻放置，用熱風(fēng)焊槍將套管兩端焊好即可。2.3 法蘭連接就是將法蘭焊在兩根管材端面，在通過螺栓和密封面連接的連接方 式，塑料法

12、蘭芬為平面法蘭、突面帶頸法蘭和活套法蘭三種，平面法蘭與管端焊 接采用熱風(fēng)焊，突面帶頸法蘭和活套法蘭采用對焊。2.3.1 平面法蘭與管端焊接：用電刨將管材端面刨平，要求端面與管中心軸垂直。 將法蘭內(nèi)孔兩端加工成 450 角，用沾有酒精的抹布將法蘭內(nèi)孔和管材端面擦干 凈，再將管材插入平面法蘭中，管材端面低于法蘭 5mm ，再用焊槍和焊條熱風(fēng) 焊法蘭兩邊，填滿法蘭上 450 坡口。2.3.2 突面帶頸法蘭和活套法蘭與管端焊接：只需將突面帶頸法蘭的頸和活套法 蘭的墊環(huán)與管端對焊即可，具體的操作步驟參見 2.2.12.2.10 。2.3.3 法蘭與法蘭連接是應(yīng)嚴(yán)格對中， 軸向的偏差不應(yīng)大于 2mm ，不

13、得采用強(qiáng)制 擰緊螺栓的方式來調(diào)整，擰緊螺栓分兩次進(jìn)行，第一次均勻擰緊，在對角擰緊螺 栓。3、焊接質(zhì)量的保證3.1 為了保證焊接質(zhì)量，焊工首先要在精度低和不重要的管道焊接工作中獲得實 踐，然后才能焊接料液輸送管道和高壓力管道，要完全熟悉焊接工藝參數(shù)以及所 用的工具。3.2 操作過程中要有兩人以上，操作要有班長監(jiān)護(hù)，負(fù)責(zé)檢查焊接工藝規(guī)定的精 度和允許公差，另外他還要負(fù)責(zé)焊接情況記錄，并進(jìn)行目測檢查。3.3 每個管道焊完后都要進(jìn)行常溫壓力試驗， 通常試驗壓力為工作壓力的 1.5 倍， 檢察管道及每個接口有無滲漏。3.4 地面管道要考慮防紫外線，地下管道要埋在地面凍土層以下。四、塑料管道的熱膨脹及補(bǔ)償

14、因塑料管道的線膨脹系數(shù)較大，故在塑料管道的安裝時要考慮補(bǔ)償。L=al t × 1000L 為管道的熱膨脹量（或冷收縮量） A 為管到的線膨脹系數(shù) m/m. L 為管道的初始長度 mt為運行時和安裝時的溫度差 對于小口徑塑料管道一般采用自然補(bǔ)償法，對于大口徑的長距離管道采用補(bǔ)償器補(bǔ)償，一般采用的補(bǔ)償器有 :套筒式伸縮補(bǔ)償器、 F46 波紋補(bǔ)償器、柔性卡箍接頭 和球形橡膠伸縮接。五、管架 塑料管道在架空敷設(shè)時，應(yīng)對管道采用管托支承，塑料管道在管托上應(yīng)能自由伸 縮，支架距離見下表：公稱外徑溫度不同溫度下支架的距離17常溫1.0021400.8027600.7034800.7042100 以

15、上0.6048常溫1.0060400.8075600.8090800.70110100 以上0.60125常溫1.00140400.90160600.80180800.80200100 以上0.70225常溫1.30250401.00280601.00315800.90100 以上0.80常溫1.40401.20601.10801.00100 以上0.80常溫1.40401.30601.20801.10100 以上0.80常溫1.50401.40601.30801.20100 以上0.90常溫1.70401.50601.40801.30100 以上1.00常溫1.80401.60601.50801.40100 以上1.10常溫2.00401.80601.70801.60100 以上1.30常溫2.00401.80601.70801.60100 以上1.30常溫2.50401.90601.90801.70100 以上1.40常溫2.50402.10602.00801.80100