塑料管道因其耐腐蚀、质轻、安装维修方便、抗压、使用寿命长等特点,在建筑、给排水、化工等多个行业得到了广泛应用。为确保塑料管道安装的质量,提高塑料管道的焊接水平,制定塑料管道焊接工艺标准规范要求显得尤为重要。本文将详细介绍塑料管道焊接工艺标准规范要求的内容和要求。
一、总则
塑料管道焊接工艺标准规范制定的目的是规范塑料管道的安装过程,确保焊接接头的质量,延长管道系统的使用寿命。该规范适用于玻纤增强聚丙烯(FRPP)、工程级聚丙烯(PP)、高密度聚乙烯(HDPE)等塑料管材。
二、塑料管道的焊接机理
塑料管道之所以适宜焊接,是由其分子的结构特点决定的。聚烯烃塑料是一种高结晶度的聚合物,具有非标准性链结构,这些长链分子总是相互贯穿、彼此重叠和缠结在一起,形成所谓的无规列线团结构。长链分子间存在着巨大的吸引力,从而使聚合物表现出良好的力学性能。
塑料管道的焊接是在聚合物的粘流态下进行的。聚合物随着温度的变化表现出三种不同的状态:结晶态、高弹态和粘流态。结晶态时,聚合物表现为坚硬固体;高弹态时,聚合物分子开始具备活动能力,但整个大分子链仍不能运动;粘流态时,聚合物分子间距离增大,大分子链的活动能力增强,可以产生流动。这种变形是不可逆的,在温度降低并除掉外力后,长链分子间依然可以保持这种重组状态,这是熔融连接可靠的原因。
三、焊接前的准备
焊接前的准备工作至关重要。首先,必须准备好220V电源、对焊机、焊枪、测温仪、铁铲、无毛抹布及酒精、电刨、液压泵等设备,并确保设备处于良好的技术状态。其次,被焊接的管材、管件不能有破损,每一个接口要求干净,不得有油、漆、灰尘等污染物。最后,焊接操作须由具有一定热塑性材料焊接经验,对塑料管道的焊接步骤和参数有详细了解的焊工来承担。
四、塑料管道的焊接方法
塑料管道的焊接方法主要包括热风焊和对焊两种。热风焊是利用焊枪喷出的热空气或氮气对塑料焊件和塑料焊条进行加热,使焊条填充到连接部位后加热连接表面,冷却后形成接头。对焊则是通过电热板将管材端面加热到熔融状态,然后侧向推压管材,使其焊接面粘结在一起。
1. 热风焊加套管热风焊连接
热风焊加套管热风焊连接适用于工艺架空管道的安装。首先,用电刨将管端刨成45度角,用沾有酒精的抹布将管端两头及套管上的灰尘擦干净,并将套管套在一根管上。将连接的管端对齐,用热风焊枪将焊条焊满坡口,冷却后用电刨刨平凸出的部分。焊枪温度控制为:FRPP管240℃左右,PP管220℃左右,HDPE管200℃左右。
2. 对焊加套管热风焊连接
对焊加套管热风焊连接适用于工艺架空管道及埋地管道的安装。将套管套在一根管材上,将连接的两根管材放到对焊机上,尽可能使管材同轴心。通过调节夹紧钳校正管材端面的变形,将管材放在支承辊上消除弯曲应力。用电刨将管材焊接面刨平,检查焊接面的同心度。用沾有酒精的抹布将两连接管道的端面擦干净。接通电热板电源,当电热板温度达到焊接温度时,继续加热十分钟,使电热板温度均匀。将电热板放在两根焊管端面之间,把焊管压在加热板上,使其熔融以消除端面的残余不平面。加热完后,移开电热板,侧向推压管材,使其焊接面粘结在一起。
五、焊接操作规程
塑料管道的焊接大都在露天下进行,因此必须保证适合操作的环境温度,一般在+5℃至+25℃之间。焊接场地要有保护措施,以免直接受到日晒雨淋,相对湿度不超过80%。如果环境条件不符合要求,则需要在焊接场地人为地创造适宜的条件,如采用加工棚。
六、焊接质量要求
塑料管道焊接接头必须满足一定的质量要求。熔接界面必须是洁净的,不洁净的界面会影响熔接界面分子间相互滑移和缠结。加热温度要合理,以保证获得足够的粘流融质,温度过高或过低都会影响接口质量。熔接时施加的外力要合适,可以加剧分子的变形,使两界面的分子充分缠结。外力过小,界面间长链分子无法充分变形而重新重叠和缠结;外力过大,粘流态的融质会被挤出熔接界面,使界面间的介质大都处于高弹态,同样会引起接口质量的下降
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