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[摘 要]近年来，伴随我国城市化进程的快速推进，城市中的燃气管道工程也在不断增加，在燃气管道施工中，由于PE材料具有无毒无害、耐高温、强度高、抗腐蚀等优势，使其在城市燃气管道中获得了广泛应用。在PE管道安装工程中，管道焊接是至关重要的施工环节之一。基于此，文章对PE燃气管道的焊接工艺和焊接质量控制措施进行了分析与研究，旨在进一步提升我国城市中燃气管道安装工程的施工质量。
[关键词]燃气管道；焊接工艺；质量控制
中图分类号：TQ320.674 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）29-0120-01
1 PE管道焊接工艺种类
目前，PE管道焊接工艺方法主要有热板热熔焊接、电熔焊、旋转摩擦焊、超声波焊接等。其中，热板热熔焊接具有设备简单、成本低、加热快、实施方便、焊接接头质量好、易实现等特点，在工程上已被广泛采用，但该方法对工艺参数及焊接工人的技术要求较高。为此，本研究考察了PE管道热板热熔焊接的最佳工艺参数，并提出了合理化建议。
2 PE管道热板热熔焊接工艺过程及参数
2.1 PE管道热板热熔焊接工艺过程
总体上，PE管道焊接工艺包括加热、切换、焊接三个过程，还可细分为预热、熔胶、吸热、切换、焊接以及保压冷却。
2.1.1 PE管道焊接工艺参数
PE热板热熔焊接机理涵盖了流动理论、分子运动理论、分子间隙理论及黏接理论等。PE管道焊接工艺参数包括热板温度、熔胶时间、熔胶压力、吸热时间和焊接压力（如图1所示），其中每一个参数的变化都会影响到焊接接头的质量。焊接参数中，熔胶压力和焊接压力为焊件环形面的压强，与液压系统的出站压力有关。其关系式可以表示为：
式（1）中：P1为液压系统输出压力；A1为设备液压缸有效面积；P0为焊接压力（或熔胶压力）；A0为PE管的环形焊接面面积；P拖动为液压缸刚好克服摩擦力时的液压系统输出压力。
2.1.2 各焊接参数变化对焊接质量的影响
对于焊接温度，若温度过高且达到PE材料的降解温度时，则焊接面的PE熔胶会发生降解，这一方面会使长链分子降解成短链分子，从而降低材料的强度和韧性，另一方面还会使焊接面产生气孔，直接降低了焊接面的质量；若焊接温度过低，则会使熔胶流动性变差，同时由于分子热运动不剧烈，相互盘绕穿插的分子数量较少。对于熔胶时间，若熔胶时间过长，则会使焊接面的熔胶过多，导致焊接时熔胶过多而溢出，进而造成PE管的有效面积减小[10]；若熔胶时间过短，则会使焊接面的熔胶过少，导致黏接不稳固。对于熔胶压力，若熔胶压力过大，则会使大部分熔胶被挤到焊接面外，导致焊接面所余熔胶过少；若熔胶压力过小，则在相同时间内产生的熔胶过少。对于吸热时间，若吸热时间过长，则易使熔胶降解；若吸热时间过短，则会使熔胶融化不均匀。对于焊接压力，若焊接压力过大，则会使焊接面的熔胶被过多地挤出；若焊接压力过小，则不利于熔胶氧化层的挤出。
3 PE燃气管道在焊接上的技术要点
焊接是PE燃气管道施工过程中最为重要的一种技术形式，且焊接技术好坏在很大程度上会对整个燃气管道的施工质量产生重要影响，因此，在PE燃气管道焊接过程中，必须要对其相应的工艺参数实施全面、科学的选择（表1为焊接工艺参数）。通常情况下，在实施焊接技术的过程中，较为常用的两种技术形式是电熔技术与热熔技术。需要注意的是，在PE燃气管道焊接前，若其表面存有杂物，势必会严重影响焊接的整体效果，因此，要全面处理燃气管道的焊接表面，对于燃气管道表面上存在的油污、污漬及灰尘，必须要一并处理干净，确保不会对焊接效果产生影响。若燃气管道上具有较大的刮痕，则必须要将刮痕处理干净，及时予以切除，再将燃气管道与燃气管道焊接的对口进行全面切除，从而确保焊接对口的厚度满足基本要求。在焊接过程中，要对燃气管道的对口缝隙进行全面调整，焊接工作结束后，还要清理干净燃气管道的焊接表面，检查燃气管道的空隙程度，避免对日后的使用造成不良影响，最大限度保证PE燃气管道的焊接质量。
4 PE燃气管道焊接质量控制要素
4.1 焊接人员的控制
焊接人员是管道焊缝的制造者，是控制焊接质量的第一要素。焊工的焊接水平、工作态度以及焊接工作经验直接决定焊缝质量的好坏，从事燃气管道焊接工作的焊工，必须经规定的基本知识和操作技能考试合格后，取得质量监督部门颁发的焊工合格证，且在有效期内才能进行相应项目的焊接工作。并且每个工程开始前，焊工都必须进行现场考试，方可上岗。
4.2 焊接设备的控制
管道现场施工焊接光有合格的施焊人员还不够，必须还要有合格的焊接设备。设备的性能必须能适应现场焊接的环境和焊接的特点。焊接设备所配备的电流表和温度计必须在校验合格的范围之内，仪器设备必须配有说明书，且被工作人员熟练操作，性能良好，能满足焊接工艺的需要。
4.3 焊接材料的控制
4.3.1 母材的控制
母材使用前，应按设计的规定进行检查和验收，其材质、规格和外管质量应符合该母材的产品标准和设计文件的规定。材料的标识清晰完整，并能追溯到产品质量证明文件。所有坡口必须进行外观检查和磁粉检，检查数量100%。
4.3.2 焊接材料的控制
焊接材料使用前，应检查其外观质量、质量证明文件、外包装和包装标记。有疑议时应进行相应的试验或复验。（1）焊材包装应完好、无破损，包装标记应完整、清晰；（2）质量证明文件应符合国家现行有关产品标准和订货技术条件要求；（3）焊材表面不应受潮、污染，不应存在药皮破损或影响焊接质量的缺陷，焊丝表面光滑、整洁。焊材的识别标记清晰，与实物相符，且能追溯到每一批材料质量证明书和合格证。
4.4 施焊环境的控制
施焊时要求技术人员做好施工技术日志，并按要求检查，在下列情况焊接时，若不采取有效措施，严禁施焊。（1）雨、雾天气；（2）大气相对湿度>90%；（3）环境温度<5℃；（4）风速>8m/s。
5 结语
综上所述，PE燃气管道施工技术作为我国燃气管道工程发展过程中的新技术，被广泛应用于燃气施工。PE燃气管道使用寿命较长、性能良好，施工流程便捷、施工费用相对低廉，且已经拥有一套相对完整的运行管理机制，实现了燃气管道的可靠运行。在今后的燃气施工过程中，施工企业应掌握PE燃气管道的焊接施工技术要点，切实发挥PE燃气管道施工技术优势，从而有效促进我国燃气工程的良好发展。
参考文献
[1] 钟艳丽，王力.分析聚乙烯燃气管道工程设计与施工技术要点[J].价值工程，2012，（09）：30-31.
[2] 闫亮平，王祥伟.聚乙烯燃气管道工程设计与施工技术要点[J].河南科技，2014，（07）：66-67.
[关键词]燃气管道；焊接工艺；质量控制
中图分类号：TQ320.674 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）29-0120-01
1 PE管道焊接工艺种类
目前，PE管道焊接工艺方法主要有热板热熔焊接、电熔焊、旋转摩擦焊、超声波焊接等。其中，热板热熔焊接具有设备简单、成本低、加热快、实施方便、焊接接头质量好、易实现等特点，在工程上已被广泛采用，但该方法对工艺参数及焊接工人的技术要求较高。为此，本研究考察了PE管道热板热熔焊接的最佳工艺参数，并提出了合理化建议。
2 PE管道热板热熔焊接工艺过程及参数
2.1 PE管道热板热熔焊接工艺过程
总体上，PE管道焊接工艺包括加热、切换、焊接三个过程，还可细分为预热、熔胶、吸热、切换、焊接以及保压冷却。
2.1.1 PE管道焊接工艺参数
PE热板热熔焊接机理涵盖了流动理论、分子运动理论、分子间隙理论及黏接理论等。PE管道焊接工艺参数包括热板温度、熔胶时间、熔胶压力、吸热时间和焊接压力（如图1所示），其中每一个参数的变化都会影响到焊接接头的质量。焊接参数中，熔胶压力和焊接压力为焊件环形面的压强，与液压系统的出站压力有关。其关系式可以表示为：
式（1）中：P1为液压系统输出压力；A1为设备液压缸有效面积；P0为焊接压力（或熔胶压力）；A0为PE管的环形焊接面面积；P拖动为液压缸刚好克服摩擦力时的液压系统输出压力。
2.1.2 各焊接参数变化对焊接质量的影响
对于焊接温度，若温度过高且达到PE材料的降解温度时，则焊接面的PE熔胶会发生降解，这一方面会使长链分子降解成短链分子，从而降低材料的强度和韧性，另一方面还会使焊接面产生气孔，直接降低了焊接面的质量；若焊接温度过低，则会使熔胶流动性变差，同时由于分子热运动不剧烈，相互盘绕穿插的分子数量较少。对于熔胶时间，若熔胶时间过长，则会使焊接面的熔胶过多，导致焊接时熔胶过多而溢出，进而造成PE管的有效面积减小[10]；若熔胶时间过短，则会使焊接面的熔胶过少，导致黏接不稳固。对于熔胶压力，若熔胶压力过大，则会使大部分熔胶被挤到焊接面外，导致焊接面所余熔胶过少；若熔胶压力过小，则在相同时间内产生的熔胶过少。对于吸热时间，若吸热时间过长，则易使熔胶降解；若吸热时间过短，则会使熔胶融化不均匀。对于焊接压力，若焊接压力过大，则会使焊接面的熔胶被过多地挤出；若焊接压力过小，则不利于熔胶氧化层的挤出。
3 PE燃气管道在焊接上的技术要点
焊接是PE燃气管道施工过程中最为重要的一种技术形式，且焊接技术好坏在很大程度上会对整个燃气管道的施工质量产生重要影响，因此，在PE燃气管道焊接过程中，必须要对其相应的工艺参数实施全面、科学的选择（表1为焊接工艺参数）。通常情况下，在实施焊接技术的过程中，较为常用的两种技术形式是电熔技术与热熔技术。需要注意的是，在PE燃气管道焊接前，若其表面存有杂物，势必会严重影响焊接的整体效果，因此，要全面处理燃气管道的焊接表面，对于燃气管道表面上存在的油污、污漬及灰尘，必须要一并处理干净，确保不会对焊接效果产生影响。若燃气管道上具有较大的刮痕，则必须要将刮痕处理干净，及时予以切除，再将燃气管道与燃气管道焊接的对口进行全面切除，从而确保焊接对口的厚度满足基本要求。在焊接过程中，要对燃气管道的对口缝隙进行全面调整，焊接工作结束后，还要清理干净燃气管道的焊接表面，检查燃气管道的空隙程度，避免对日后的使用造成不良影响，最大限度保证PE燃气管道的焊接质量。
4 PE燃气管道焊接质量控制要素
4.1 焊接人员的控制
焊接人员是管道焊缝的制造者，是控制焊接质量的第一要素。焊工的焊接水平、工作态度以及焊接工作经验直接决定焊缝质量的好坏，从事燃气管道焊接工作的焊工，必须经规定的基本知识和操作技能考试合格后，取得质量监督部门颁发的焊工合格证，且在有效期内才能进行相应项目的焊接工作。并且每个工程开始前，焊工都必须进行现场考试，方可上岗。
4.2 焊接设备的控制
管道现场施工焊接光有合格的施焊人员还不够，必须还要有合格的焊接设备。设备的性能必须能适应现场焊接的环境和焊接的特点。焊接设备所配备的电流表和温度计必须在校验合格的范围之内，仪器设备必须配有说明书，且被工作人员熟练操作，性能良好，能满足焊接工艺的需要。
4.3 焊接材料的控制
4.3.1 母材的控制
母材使用前，应按设计的规定进行检查和验收，其材质、规格和外管质量应符合该母材的产品标准和设计文件的规定。材料的标识清晰完整，并能追溯到产品质量证明文件。所有坡口必须进行外观检查和磁粉检，检查数量100%。
4.3.2 焊接材料的控制
焊接材料使用前，应检查其外观质量、质量证明文件、外包装和包装标记。有疑议时应进行相应的试验或复验。（1）焊材包装应完好、无破损，包装标记应完整、清晰；（2）质量证明文件应符合国家现行有关产品标准和订货技术条件要求；（3）焊材表面不应受潮、污染，不应存在药皮破损或影响焊接质量的缺陷，焊丝表面光滑、整洁。焊材的识别标记清晰，与实物相符，且能追溯到每一批材料质量证明书和合格证。
4.4 施焊环境的控制
施焊时要求技术人员做好施工技术日志，并按要求检查，在下列情况焊接时，若不采取有效措施，严禁施焊。（1）雨、雾天气；（2）大气相对湿度>90%；（3）环境温度<5℃；（4）风速>8m/s。
5 结语
综上所述，PE燃气管道施工技术作为我国燃气管道工程发展过程中的新技术，被广泛应用于燃气施工。PE燃气管道使用寿命较长、性能良好，施工流程便捷、施工费用相对低廉，且已经拥有一套相对完整的运行管理机制，实现了燃气管道的可靠运行。在今后的燃气施工过程中，施工企业应掌握PE燃气管道的焊接施工技术要点，切实发挥PE燃气管道施工技术优势，从而有效促进我国燃气工程的良好发展。
参考文献
[1] 钟艳丽，王力.分析聚乙烯燃气管道工程设计与施工技术要点[J].价值工程，2012，（09）：30-31.
[2] 闫亮平，王祥伟.聚乙烯燃气管道工程设计与施工技术要点[J].河南科技，2014，（07）：66-67.