PE管热熔焊接工艺PE管热熔焊接方法

PE管热熔焊接工艺

随着国家西气东输等重点工程相继启动，聚乙烯——PE（polyethylene）管道的应用日渐广泛，目前该产品已广泛应用于燃气、天然气、供水等领域。

PE管线具有易施工，速度快，耐腐蚀，无污染，使用寿命长等特点。PE管道连接主要有两种方法：热熔连接和电熔连接。目前主管道主要采用热熔连接。热熔连接原理是将两根PE管道的配合面紧贴在加热工具上来加热其平整的端面直至熔融，移走加热工具后，将两个熔融的端面紧靠在一起，在压力的作用下保持到接头冷却，使之成为一个整体。

一、焊接准备。热熔焊接施工准备工作如下：

①将与管材规格一致的卡瓦装入机架；

②准备足够的支撑物，保证待焊接管材可与机架中心线处于同一高度，并能方便移动；

③设定加热板温度200～230℃

（本数据以杭州东雷机械厂供应的焊机为参考，具体温度以厂家提供的数据为准）；

④接通焊机电源，打开加热板、铣刀和油泵开关并试运行。

二、焊接。焊接工艺流程如下：检查管材并清理管端→紧固管材→铣刀铣削管端→检查管端错位和间隙→加热管材并观察最小卷边高度→管材熔接并冷却至规定时间→取出管材。在焊接过程中，操作人员应参照焊接工艺卡各项参数进行操作，而且在必要时，应根据天气、环境温度等变化对其进行适当调整：

①核对欲焊接管材规格、压力等级是否正确，检查其表面是否有磕、碰、划伤，如伤痕深度超过管材壁厚的10%，应进行局部切除后方可使用；

②用软纸或布蘸酒精清除两管端的油污或异物；

③将欲焊接的管材置于机架卡瓦内，使两端伸出的长度相当（在不影响铣削和加热的情况下尽可能短，宜保持20~30mm），管材机架以外的部分用支撑物托起，使管材轴线与机架中心线处于同一高度，然后用卡瓦紧固好；

④置入铣刀，先打开铣刀电源开关，然后再合拢管材两端，并加以适当的压力，直到两端有连续的切屑出现后（切屑厚度为0.5～10mm，通过调节铣刀片的高度可调节切屑厚度），撤掉压力，略等片刻，再退开活动架，关闭铣刀电源；

⑤取出铣刀，合拢两管端，检查两端对齐情况（管材两端的错位量不能超过壁厚的10%，通过调整管材直线度和松紧卡瓦予以改善；管材两端面间的间隙也不能超过0.3mm（de225mm以下）、0.5mm（de225mm~400mm）、1mm（de400mm以上），如不满足要求，应在此铣削，直到满足要求。

⑥加热板温度达到设定值后，放入机架，施加规定的压力，直到两边最小卷边达到规定高度时，压力减小到规定值（管端两面与加热板之间刚好保持接触，进行吸热），时间达到后，松开活动架，迅速取出加热板，然后合拢两管端，其切换时间尽量缩短，冷却到规定时间后，卸压，松开卡瓦，取出连接完成的管材。

三、焊接工艺参数与焊接直接有关的参数为：温度、时间、压力。焊接工艺曲线图表示为焊接过程压力与时间的关系图。

焊接工艺曲线图

Pa1加热压力

pa2吸热压力

pf1熔接压力

pf2冷却压力

ta1加热时间Tu切换时间（包括加热板撤出时间）

tf1增压时间

tf2冷却时间

四、焊接检验实践证明，聚乙烯燃气管道最容易损坏和泄露的部位，就是管道接口。工程成功与失败的关键就是管道连接质量的好坏。所以严格的接口质量验收对地下燃气管道工程十分重要。聚乙烯管道接口需做破坏性试验才能检查内部质量。

（1）聚乙烯管道连接完后，应加强施工自检和第三方验收，并适当抽取一定比例的接口切开进行内部检查。

（2）检查全部焊接口的焊机焊接数据记录

（3）外观质量检查应100%进行。监理等验收单位应根据施工质量抽取一定比例焊口进行外观检查，数量不得少于焊口数的10%，且每个焊工的焊口数不少于5个。

（4）每个工程均应做接口破坏性试验，对于热熔连接的接口应抽取3%焊口，建议不少于1个。破坏性试验可把焊口切成4条，检查内部熔合情况，未完全熔合视为不合格，也可做拉伸试验，看拉伸强度是否符合设计及规范要求。对于不合格的接口应对该焊工的接口进行加倍抽检，如再发现不合格，则对该焊工施工的接口全部进行返工。

PE管热熔焊接常见问题及预防

随着燃气的不断发展壮大，PE管线的不断延伸，各个施工队伍焊接技术人员不足。现将PE管热熔焊接的常见问题以及预防措施介绍如下：

1、管材对接：常见问题，管口错边量大于10℅。

预防措施：焊接人员要有责任心，要反复几次调口、目测圆周外无明显错边，用手触摸无错边手感。

2、管口铣削：常见问题，铣削端面不齐，有凸凹现象。

预防措施：铣削时当产生连续刨花时，铣刀不要停再开启端面，观测铣削端面有无凹凸现象，如有需重新铣削。闭合两管端面，检查两管端的错边量是否在允许范围内，如不合格必须重新调口及铣削，至合格为止。

3、焊接压力、加热及吸热：常见问题，焊接压力过大或过小，加热时间过长或过短都会形成翻边量过大或过小形成假焊。特别是手动焊机，压力不好控制。

预防措施：在施工前要计算好所焊接管材的压力、温度及吸热时间。一般焊接压力为拖动压力加规定压力。拖动压力可以在焊接前测出，规定压力(Mpa)等于管材截面积（mm2）×0.15/油缸截面积mm2,加热及吸热时间视管材直径而定。

一般目测翻边量达到规定高度转为吸热阶段，吸热阶段要将压力卸至拖动压力，吸热时间为管材厚壁(mm)乘以10（秒）

4、焊口的冷却：常见问题冷却时间不够（一般为了抢工期和进度常常把冷却时间大大缩短，这样当时看焊口无毛病，但给以后的工程质量带来的隐患）

冷却时间要求：SDR17.6管材250mm为19分钟，200mm为15分钟，160mm为13分钟，110mm为9分钟。冷却时间内必须保压。不允许施加任何外力。

施工前客户注意的事项：

客户应根据装修设计图纸及房型结构来确定水管走向，水管走向可分为吊顶排列、墙槽排列、地面排列及明管安装，选择哪种排列方法与装修队协商。

用水设备定位：例如：在管道系统中的前置过滤器、增压泵或埋墙式龙头，在安装水管前，并确定摆放位置，否则影响施工。

二：正规厂家生产的热熔机器一般有红绿指示灯，红灯代表加温，绿灯代表恒温，第一次达绿灯时不可使用，必须第二次达绿灯时方可使用，热熔时温度在260℃—280℃。低于或高于该温度，都会造成连接处不能完全熔合，留下渗水隐患。

三：对每根管材的两端在施工前应检查是否损伤，以防止运输过程中对管材产生的损害，如有损害或不确定，管安装时，端口应减去4-5cm，并不可用锤子或重物敲击水管，以预防管道爆管，相对提高使用寿命。

（见图1）

四：切割管材必须使端面垂直于管轴线，管材切割应使用专用管子剪。（见图2）

五：加热时：无旋转地把管端导入加热模头套内，插入到所标识的深度，同时，无旋转地把管件推到加热模头上，达到规定标志处。加热时间应按下图表格说明书中执行。

六：达到加热时间后，立即把管材管件从加热模具上同时取下，迅速无旋转地直线均匀插入到已热熔的深度，使接头处形成均匀凸缘，并要控制插进去后的反弹。

七:在上表规定的加工时间内，刚熔接好的接头还可校正，可少量旋转，但过了加工时间，严禁强行校正。注意：接好的管材和管件不可有倾斜现象，要做到基本横平竖直，避免在安装龙头时角度不对，不能正常安装。

八：在上表规定的冷却时间内，严禁让刚加工好的接头处承受外力。

安装注意事项：

1：当使用带金属螺纹的PP-R管件时，白色的生料带必须牢固密封，以避免从螺纹处漏水。

(见图3）

2：过度拧紧带金属螺纹的PP-R管件时，可能会出现拧裂管件而导致漏水，应注意用力适度。

3:安装墙顶、墙槽、地面管道注意事项如下：

安装墙顶管道

1:冷水管管卡间距常规为50±5cm，热水管管卡间距为35±5cm，如管卡不到位，会导致水管抖动，产生噪音。

2:水管走向应横平竖直(在开槽为横平竖直的前提下)避免硬拉或扭曲水管，造成出水口与墙面不平行，影响美观及混合龙头的安装。

3:如遇到两根水管平行走，两根水管间距最好为10±15cm，否则水管太近，在不透风的情况下，产生冷凝水。导致墙面霉。

安装墙槽管道

1：施工方（装修公司）应该按照标准开槽，否则会响水管出水口的正确定位，导致龙头或三角阀安装困难。

2：水管间距3-5cm。

安装地面管道

1：管道横平竖直，出水口与墙面垂直。

2：管道安装结束后，要注意成品保护，在地上走的水管要用水泥、黄沙敷平，并
避开直接脚踩或重压。

4：管材与配件在没有任何保护的情况下直接暴露于阳光直射或紫外线辐射下，会破换丙烯分子结构，缩短使用寿命，因此必须在管道外面套上一种抗紫外线泡沫软管（促成保温套）。

管道检验和验收：

1:在压力测试中，必须使用测量精度为0.1帕的压力表，尽可能将压力表安装在整个管道系统的最低点。

2:管道经注满水后在排除管道内空气，而后关闭水表总阀，试验就可以开始了。

3：测试压力为最大可能工作压力的1.5陪（平常所讲的8—10公斤水压），如管道与PVC接头连接必须等PVC接头连接5小时左右才可以试压且最大压力不得超过6公斤。一般PP-R水管测压保压时间为30分钟，如整个系统在堵头无漏水等情况下，压力指针下降为0.5公斤属正常范围。原因为：管路受到内压膨胀所造成，但为了安装起见，整条管路系统须检查一遍。

注：严禁使用电动泵增压。

如管道系统和使用过程中熔接点发生渗漏，有以下原因造成：

1：热熔器的温度偏高或偏低。

2：模具严重磨损、老化、熔接面不光滑。

3：在熔接过程中，熔接点粘有水迹和油迹，会导致接触面不熔接。

4：技术人员未经正规培训，操作不当。

5：装修队在施工过程中的人为因素损伤，比如重物砸到水管或钉子类敲破水管。

6：管材与管件非同一品牌，原材料不同，不能熔接。

1：非专业人员私自更改如管道发生爆裂或鼓起产生渗漏原因：

水管镀锌钢管卡箍式连接施工工艺（一）

尽管建筑工程新材料不断出现，但镀锌钢管在建筑安装工程中仍占主导地位，丝接、法兰连接都会破坏钢管的镀锌层，减少钢管的使用寿命，法兰连接又需要二次镀锌，不容易实现。为克服这一缺点，一种有效保护钢管镀锌层的管道连接方式正在被人们逐渐认识、利用和推广，这种连接方式就是卡箍式连接又称沟槽式连接。《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB50242-2002）也对卡箍连接提出了相关的验收要求。

1、镀锌钢管卡箍式连接的特点和使用范围

镀锌钢管连接前须用专用滚槽机或车槽机在钢管周圈上开出标准深度的凹槽。镀锌钢管可用滚槽方式在钢管上滚压出凹槽，厚壁钢管可用车槽方式开槽。

1.1特点

1.1.1使用卡箍式连接可以有效地节省劳动时间，提高工作效率，特别是在大口径管道上体现得尤为明显；安装速度比传统连接方式快2-3倍。

1.1.2节省电源，降低环境污染。

1.1.3操作简单，维修方便。沟槽式管接头重量轻，只有两条紧固螺栓，不用加装密封垫，安装时无特殊要求。

1.1.4可最大限度的保护镀锌层，延长管道的使用寿命。沟槽式管接头安装时不需要焊接，不会因焊渣使管路中的设备及阀门损坏，不会因焊渣四溅引起火灾。

1.1.5隔振：沟槽式管接头中间橡胶圈可阻断噪音；并可防止振动的传播。

1.1.6常用柔性管卡和刚性管卡：柔性管卡连接方式使系统具有柔性，允许钢管有一定的角度偏差、相对错位。钢管连接后，两管端之间留有间隙可适应管道的膨胀、收缩。管卡最大允许偏转错位情况下，管道能保持正常工作压力。柔性管卡具有承受一定末端载荷的能力。刚性管卡连接方式使系统不具柔性，管卡卡紧后可与钢管形成刚性一体，在吊具跨度较大时，使管道依靠自身刚性连接支撑。

1.1.7使用广泛：沟槽式管接头可与（除非金属管道外）任何管道连接，特别对防腐管道能起到保护作用。

1.1.8投资小：专用设备价格低廉，目前大部分厂家免费提供安装设备供用户使用，不需设备投资，并可到现场指导用户安装。不需要特殊工种，一般工种即可安装操作。

1.2使用范围

可广泛应用在热交换及空调水系统、消防系统、给水管道工程及化工系统等，可用于连接钢管、铜管、不锈钢管、铝塑复合管、内涂塑钢管、球墨铸铁管、无缝钢管、厚壁塑料管，及带有钢性接头的软管。

2、卡箍连接的施工工艺

2.2安装前准备：

2.2.1安装机械

2.2.2材料准备

现场材料验收，镀锌钢管的管壁厚度、椭圆度等允许偏差应符合国家标准。卡箍连接件规格数量符合要求，无明显的损伤等缺陷并应附有质量证明材料。

2.2.3机具准备

扳手、游标卡尺、水平仪、润滑剂（无特殊要求时可用肥皂水或洗洁精替代）、木榔头、砂纸、锉刀、砂轮机（大口径管道）、梯子或脚手架等。

2.2.4劳动力组织

按一个生产班组组织人员：

2.3施工工艺

2.3.1管材切割

用钢管切割机将钢管按所需长度切割，切口应平整，切口端面与钢管轴线应垂直。切口处若有毛刺，应用砂纸、锉刀或砂轮机打磨。建议使用套丝机的管刀进行断管，其优势在于管道的端面垂直平整，毛刺很少。常规的无齿锯进行断管时，由于其锯片出厂时端面不平整、用力过猛、管道转动等因素易造成管道断面错位、毛刺多。

2.3.2沟槽加工

2.3.2.1选取符合设计要求的管材，管材的端口无毛刺，光滑，壁厚均匀，镀锌层无剥落，管材无明显缺陷。

2.3.2.2应保证三人为一组进行。一人控制滚槽机的开关及千斤顶的升降，一人观察调整滚槽机处管道的转动，一人在滚槽机尾架上观察调整管道的位置。

2.3.2.3将需要加工沟槽的钢管架设在滚槽机和滚槽机尾架上。

2.3.2.4用水平仪测量钢管水平度，保证钢管处于水平位置。

2.3.2.5将钢管端面与滚槽机胎模定位面贴紧，使钢槽轴线与滚槽机胎模定位面垂直。

2.3.2.6启动滚槽机电机。徐徐压下千斤顶，使滚槽机压模均匀滚压钢管。用游标卡尺检查沟深度和宽度，使之符合厂家沟槽规定尺寸（参照表三），然后停机。

2.3.3钢管开孔及机械三通、四通安装

安装机械三通，机械四通的钢管应在接头支管部位用开孔机开孔。

2.3.3.1用链条将开孔机固定于钢管预定开孔位置处（开孔位置不得位于管道焊缝）。

2.3.3.2选取合适的钻孔钻头安装在开孔机卡头上。

2.3.3.3启动电机转动钻头。

2.3.3.4操作设置在立柱顶部的手轮，转动手轮缓慢向下，在钻头与钢管接触处添加适量润滑剂（以保护钻头），完成钻头在钢管上开孔。

2.3.3.5开孔时要均匀施力，并加水冷却，严禁戴手套操作，开孔后将周围d（孔径）+16mm范围内清理干净（包括毛刺、铁屑、铁锈、油污等）。孔洞有毛刺，需用砂纸、锉刀或砂轮机打磨光滑。

2.3.3.6检查机械三通垫圈是否破损（若破损一定要及时更换）、三通内的螺纹有无断丝、缺丝等不合要求之处。将机械三通及配套卡箍置于钢管孔洞上下，注意机械三通、橡胶密封圈与孔洞中心位置对正。把螺栓插入孔内并用手上紧两边螺栓，确认卡箍件的弧形完全嵌入外壳的凹槽，均匀拧紧螺栓，直到外壳表面和垫圈套接触严密。

2.3.4管道安装

安装必须遵循先装大口径、总管、立管，后装小口径、支管的原则。安装过程中不可跳装，必须按顺序连续安装，以免出现段与段之间连接困难和影响管路整体性能。

2.3.4.1
准备好符合要求的沟槽管段、配件和附件，并将管内杂物清除干净。

2.3.4.2检查橡胶密封圈是否完好；将其套在一根钢管的端部。

2.3.4.3将另一根钢管靠近已卡上橡胶密封圈的钢管端部，两端处应留有一定的间隙。我们施工中间隙一般保持在2mm左右。

2.3.4.4将橡胶密封圈套在另一根钢管顶端，使橡胶密封圈位于接口中间部位，并在其周边涂抹润滑剂（无特殊要求时可用洗洁精或肥皂水）。

2.3.4.5两根管道的轴线应对正。

2.3.4.6在接口位置橡胶密封圈外侧安装上、下卡箍，并将卡箍凸边卡进沟槽内。

2.3.4.7用手力压紧上下卡箍的耳部，并用木榔头槌紧卡箍凸缘处，将上下卡箍靠紧。

2.3.4.8在卡箍螺栓位置穿上螺栓，并均匀拧紧螺母，防止橡胶密封圈起皱。

2.3.4.9检查确认卡箍凸边全圆周卡进沟槽内。

2.3.5管道试压冲洗

管道安装完毕需进行压力试验，试验压力按设计要求和施工验收规范执行。试压前应全面检查各连接件、固定支架等是否安装到位。

2.3.5.1管道试压可分段、分层、分片进行。

2.3.5.2当管道有压时，不得转动卡箍，螺母等部件。

2.3.5.3管道试压的压力值，持压时间，试压合格标准应按设计及有关标准规范执行。

2.3.5.4试压完毕要对管道系统进行冲洗，冲洗要求同于其他管道系统。

3、施工中应注意问题

3.1蝶阀与法兰连接处应采用短管法兰（又称转换法兰），不能采用卡箍法兰（也称法兰管卡）。因卡箍法兰与蝶阀相连接时，二者的密封橡胶接触，不宜紧密固定连接，易造成漏水、渗水等现象。

3.2管道支架安装要求：支架的设定不应按照常规的焊接或丝接管道设置，因管道的挠性接头内部为橡胶。常规的支架设置易造成接头处的下沉，使管道的接口渗漏及管道水平度允许偏差超出施工规范要求。同时卡箍不能用来承受管道的重量，因此在卡箍式连接头处宜设置支、吊架，支吊架不可设在接头处和管件上，管道的支吊架间距推荐用下表（表四）。

3.3垫圈的选择

垫圈座（管端到凹槽）应平整、光滑，无高低不平现象。根据工艺要求和管道输送流体的性质，选用合适的垫圈。密封圈可根据不同的流体介质选用不同的材料，EPDM材料密封圈主要用于水系统，Buna-N材料密封圈主要用于石油产品、碳氧化合物及含有碳氧化合物的空气。

4、环境安全措施

4.1开孔机、压槽机的放置要平稳，并水平固定牢固，其操作要有足够空间。

4.2电源安全可靠，做到“一机一闸”，施工机具不允许带病作业。

4.3严禁戴手套操作机械。

4.4拆卸卡箍件必须先泄压、放水后，再拆安，以免伤人。

4.5管子对接时，手要尽量远离接口，不可将手放在对接部位。

5、质量要求

5.1管子外径和凹槽尺寸在公差范围内，并且接头螺栓采用垫片，避免管道配件的尺寸过大或过小。

5.2沟槽的宽度和深度符合表三的要求，开槽不允许偏心。

5.3管道的垂直度和水平度在设计允许范围内，如无要求，水平度可为0.5‰，垂直度允许偏差3‰，管道穿过楼板、墙体时加设套管。

5.4管件不得设置在过楼板、穿墙处。

5.5管道支、吊架的最大间距符合表四的规定。

6、应用实例及效益分析

在威海长途车站新站工程的消防系统管道安装，刚开始由于操作不熟练，分段试压时出现漏点较多，经过开展QC活动，找出渗漏的原因并采取措施，在系统安装完毕进行系统试压时没有发生漏点，一次性合格。

6.1应用卡箍式连接，可以有效地节省劳动时间，提高劳动效率，特别在大口径管道上这一点体现得尤为明显，如DN100的镀锌钢管丝接时一个接头处约40分钟，而采用卡箍式连接仅需要十分钟。与法兰连接相比，安装过程中不需要电焊机等大中型用电设备，机械费用投资可节省百分之六十左右。目前卡箍的价格比相同规格丝接管件高许多，DN100以下管网从经济上来说，采用丝扣连接比较适宜。卡箍连接适宜管径大于100的镀锌钢管连接，与法兰连接相比，不需要二次

镀锌和二次拆安，节省一倍以上的人工费。

6.2节省电源，降低环境污染

卡箍式连接与丝接、焊接相比可以节省电源，降低环境污染。对于环境的影响更是微乎其微，钢管丝接时产生的废弃物有冷却用的油、丝屑等，焊接时会产生焊渣及有毒、有害气体等，而卡箍式连接就没有这些废弃物。

6.3维修方便，操作简单

丝接的管网维修时往往是一个漏点要拆一大遍，焊接的管网维修时常常需动用大量施工机具，如电焊机、气割机等，卡箍式连接只需一把活络扳手可能就解决问题。

6.4卡箍式连接可以使镀锌层得到最大限度的保护，延长管道的使用寿命，更好地执行了国家标准规范。

7、问题与思考

7.1对支架安装的要求较高，而支架安装是安装过程中的不规范或薄弱环节，投入使用后出现问题可能会产生在支架上。

7.2目前由于生产厂家较少，卡箍连接件的价格较高。从投资控制角度考虑，一定程度上影响了它的快速、大面积推广。

7.3卡箍连接运用在机房或振动较大的场所是否可靠。由于较大的振动可能导致卡箍连接处的松动，出于谨慎考虑，我们在汽车站水泵房引如管的施工中仍旧采用焊接，进行二次镀锌。

7.4橡胶密封圈的使用寿命问题。目前，有些厂家的样本中明确标明自己的橡胶密封圈的寿命为10年。有些厂家虽然声称橡胶圈寿命可以达50年，并有保险公司承保，但橡胶密封圈的寿命要达到50年，恐怕不是件易事。

7.5产品检验证明。据我们了解，目前卡箍件取得国家质量检验证明的厂家还很少，产品选用范围比较窄。在选用产品时应注意检查质量证明资料。

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