PE燃气管焊接施工的质量管理与控制
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摘要：通过这几年从事pe燃气管网的施工，发现其在燃气施工中存在些问题。本文从PE管的优、劣势、原材料的寿命和其工程寿命、PE管施工安全管理、对PE管施工过程目前存在的问题进行简单论述。
关键词：PE燃气管,质量管理,控制；
中图分类号： P755.1文献标识码：A
PE燃气管与金属管道相比，具有耐腐蚀、寿命长、柔韧性好、流通能力大、焊接性能好等优点，而且应用于中低压管网尤其DN250mm以下的管网建设时，其综合建造费用低于传统的钢管，再考虑其五十年的设计使用寿命以及今后的维护、保养等问题，PE管道的经济性则更加突出。因此，近年来PE燃气管道在国内燃气行业得到了广泛应用。
PE燃气管材（件）的连接一般均采用焊接方式，现在常用的焊接方式分为对熔焊接和电熔焊接两种。与钢管相比，PE管道连接的不足之处在于其接口目前尚无有效的无损检测手段来验证其合格与否。其焊接接口的质量只有通过选择优秀的焊接工艺和焊接机具，并进行严格的过程控制才能保证。笔者就以上两种焊接方式分别进行分析，供同行参考。
对熔焊接的工作原理是将待焊管材（件）的两个端面以一定压力靠在一个预置好温度的热板上维持一段时间，管材（件）端部加热至熔融程度并翻起卷边，当卷边高度达到标准后调低压力继续吸热。吸热达到规定时间后，取出加热板，再施加一定压力，使两个焊接面紧密接触，直至冷却完成，最终两个端面粘在一起。一般情况下，对熔焊接的整个过程分为预热、吸热、热板切换、焊接、冷却五个阶段。各阶段焊接压力与时间的关系见下图：
P1 — 总的焊接压力，P1=P2+P拖（MPa）；
P2 — 焊接规定的压力（MPa）；
P拖 — 拖动压力（MPa）；
t1 — 卷边达到规定高度的时间；
t2 — 焊接所需要的吸热时间（s）［＝管材壁厚(e)×10（s）］；
t3 — 切换所规定的时间（s）；
t 4 — 调整压力到P1所规定的时间（s）；
t 5 — 冷却时间（min）。
以上各个阶段的压力和时间以及焊接工艺温度，即是PE燃气管道对熔焊接需要确定的工艺参数。
我国在最初使用PE管道作为燃气管道时，大多采用手动/半自动焊机，以上有关参数只能人工输入和控制，受人为因素影响大，出现了很多焊接质量事故。近年来，全自动对熔焊机在业内得到了广泛应用。全自动对熔焊机一般具有以下功能：1、可以实现一致、可靠、可重复的操作；2、系统会控制、监视并记录焊接过程各阶段的主要参数，并判断每一焊口的状况；3、焊机有一个数据检索、存储装置，该装置可以通过一个接口将储存数据（主要包括环境条件和焊接工艺参数）下载到电子设备（计算机或打印机）；4、自动铣切管道端面，自动检查管道是否夹装牢靠；5、自动测量托动拉力以及自动补偿托动力；6、自动监测热板温度，如果热板温度没有在设定的温度范围内，焊机应该无法进行焊接；7、热板插入待焊管材之后的所有阶段工作自动进行；8、微处理器采用闭环控制系统，在焊接过程中突然出现不符合焊接参数时，焊接能够自动中断并报警显示。
全自动对熔焊机有效剔除了人为因素的影响，对保证PE燃气管道对熔焊接质量效果显著，因此应该积极推广。
对熔焊接接口的检查：对熔焊接的检查分为外观检查、卷边检查和破坏性检查三种。对熔焊接完成后，应进行100%外观检查。外观检查应确认接口卷边高度适中、对称均匀，卷边中间无污物、杂物。
卷边检查是对对熔焊接接口的卷边按一定比例用专用工具切除，并对卷边宽度、裂缝、污染情况进行检查。
卷边宽度 出现裂缝
1 用卷边测量器检查卷边之最大及最小宽度是否符合指定标准，同时检查卷边是否有变形。 3 检查卷边底部之接合界面是否有出现熔合不足而造成的裂缝。
污染
2 检查卷边底部之接合界面是否夹杂有污染物。如发现有污染情况，须再检查管道接口相应的位置以确定是否存在同样的污染情况。 4 将卷边向背后屈曲，以检查是否有熔合不足的地方。如果熔合有问题的话,熔合不足的地方将出现明显的裂缝。在这情况下,须于管道接口上找寻熔合不足的位置。
《城镇燃气输配工程施工及验收规范》（CJJ33—2005）中规定要进行10%的卷边切除检验，在实际操作中应放大比例，有条件时应进行100%卷边切除检查。
对熔焊接接口的破坏性检查是从对熔接口的管道中分割约25mm宽、500---600mm长的直条，接口须位于直条的中间。用手握着直条的两个末端，用力使之弯曲，并使两端接触，对熔接口的连接面不应有裂缝出现。检查比例视具体情况而定，一般对于与燃气公司长期合作的单位，每名焊接工人每年至少要做一次破坏性实验，而对于新焊工则应在他进行第一次工程前进行。
电熔焊接根据管件的不同又可分为电熔套筒连接（包括弯头、三通等）和电熔鞍形连接，其原理是通过管件在生产过程中，预埋于管件内表面电热丝，经通电后，加热至管件内层及管材外层被熔化为一体，待冷却后，熔合部分恢复为固体，从而达到连接的目的。电熔连结的主要工艺参数为焊接时间、冷却时间和电熔焊机的输出电压。电熔管件的焊接时间和冷却时间与管件品种、管径大小、原材料等因素有关，一般都会凸印在管件上。
电熔焊机也有全自动和半自动之分。全自动电熔焊机可以自动识别管件的焊接时间，也有的通过条形码识别的方式。但在实际应用中，由于焊机和各厂家管件的兼容性等原因，一般都只能采用人工输入焊接时间的方法，在达到输入时间后自动停止焊接，也就是相当于半自动焊机的功能。电熔焊接的操作要点：1、电熔管件在焊接前才可以打开包装。在国外一般要求电熔管件都是单件包装，并抽真空或充入氮气，以防止电热丝氧化或被污染。2、管材端面切削平整、垂直度好、干净。电熔套筒连接时，管材插入时要触及套筒中位隔，必须到位（一般通过在管材上划线来保证）。电熔鞍形连接则必须注意夹具的正确使用。3、电熔焊接尤其电熔套筒连接，多数情况是在沟下作业，此时必须注意焊接的管材在插入套筒时一定要自然平直，不得产生应力。我们曾多次发现该种原因引发的焊接失败的情况。
电熔焊接接口的质量检验分为外观检验和破坏性试验两种。外观检验应100%进行，主要确认：1、接口周围（一般25mm范围内）圆周处均有明显的刮削痕迹；2、电熔管件处于定位线的中央位置；3、熔合指示针升起（一般至少升起2mm）；4、管件两端没有熔解的胶料流出。对于电熔焊接接口，也应按照对熔接口的有关比例要求进行破坏性实验。电熔接口的破怀性试验即对其进行压扁试验，具体程序如下：1、将管道/配件接口和两边长约300mm的管道垂直分割成两半；2、将其中一条已分割的管道如图横放于台钳上；3、用台钳将管道压扁直至两边管道的内壁紧贴在一起，并维持在此位置十分钟；4、检查熔合接面没有裂缝，前两圈电热丝末端的分离可以不去理会。
无论对熔焊接还是电熔焊接，都要求从事焊接工作的工人要经过培训持证上岗，正式施工前要进行焊接工艺评定。对于焊接使用的管材、管件及焊接机具都必须保持干爽，焊接接口、已经刮削用于焊接的连接面必须保持清洁不受污染。焊接机具的正常工作温度范围为-10℃至40℃，如果超出该温度范围，需要焊机制造单位和施工单位协商确定保护措施。对不同级别、不同熔体流动速率的聚乙烯原料制造的PE管材或管件，不同标准尺寸比（SDR值）的PE燃气管道连接时，必须采用电熔连接。施工前应进行试验，判定试验连接质量合格后，方可进行电熔连接。
焊接工程质量是保证燃气工程质量的重要环节，要求施工单位使用先进的焊接机具，并通过严格的过程控制，才能保证PE燃气管道的工程质量，保证燃气管网的安全运行，为企业赢得良好的社会效益和经济效益。