1、 聚乙烯管道焊工培训的意义和要求聚乙烯管道培训的意义一、国务院2003年6月1日起实施的特种设备安全监察条例。二、压力管道的定义 指利用一定的压力输送气体或液体的管状设备，且公称直径大于25mm，其输送介质为最高工作压力0.1MPa（表压）的气体、液化气体、蒸气介质或者可燃、易爆、有毒、有腐蚀性、最高工作温度标准沸点的液体介质。三、压力管道的分类 劳动部1996年颁布的压力管道安全管理与监察规定按用途压力管道划分为工业管道、公用管道和长输管道。工业管道：指企业、事业单位所属的用于输送工艺介质的工艺管道、公用工程管道及其它辅助管道。四、2005年7月1日起实施的特种设备作业人员监督管理办法对特种
2、设备作业人员种类与项目等内容作了明确要求，其目录序号09规定特种设备焊接作业包括承压焊、结构焊，这其中也包括了聚乙烯管道焊工，它属于特种设备作业人员的一类。五、2006年10月27日颁布了燃气用聚乙烯管道焊接技术规则，从2007年1月1日起实施。第二节第二节 聚乙烯管道焊接作业人员管理聚乙烯管道焊接作业人员管理一、焊工资格分类 焊工资格分为热熔对接焊接和电熔焊接两类。热熔对接焊接项目代号为BW1和BW2，电熔项目代号为EW。聚乙烯管道资格范围表焊接方法适用范围焊工项目代号热熔对接焊接DN250mmBW1DN250mmBW2电熔焊接规格尺寸不限EW 国家允许一人同时申请BW1、BW2资格考试，两
3、项均合格时方可取的BW-2资格。二、焊工证件的管理 聚乙烯管道焊工证有效期为4年，有效期内焊工证在全国范围内有效。有效期届满前3个月，若继续从事焊接工作，焊工应向焊工考试机构提出申请，由焊工考试机构安排焊工重新进行复试。复试原则上应当重新进行操作技能考试，但在2年有效期内，中断焊接时间超过6个月，焊接质量一直良好且能够提供有效焊接记录的焊工可以免试1次；中断焊接工作6个月以上再从事此项工作时，必须重新进行考试。三、焊工考试机构 1、聚乙烯管道焊工考试机构基本条件 聚乙烯管道焊工考试机构具备以下条件 有1名或1名以上从事聚乙烯管道元件焊接工作达3年以上，并且具有中级职称的人员担任主任或副主任，有
4、2名或2名以上焊接技能指导教师或技师。有容纳40人以上的考试教室和焊接操作技能考试的场地，具备与管道元件焊接相适应的热熔对接焊接、电熔承插焊接、电熔鞍形焊接的焊接设备和工装、试样和试件的加工设备。以及焊接性能试验仪器及设备。具有组织100名以上PE焊工考试和管理焊工考核档案的能力。具有适用于不同焊接方法、不同牌号材料的基本知识考试题库；有满足PE焊工考试要求并经评定合格的焊接工艺规程。具有PE焊工考试细则和相关的管理制度。2、聚乙烯管道焊工考试机构主要职责 聚乙烯管道焊工考试机构主要职责如下：制定焊工考试计划；审查焊工资格；确定考试内容；检验考试用管件、焊接设备、焊接性能测试仪器及焊接用仪表；
5、组织焊工进行基本知识和焊接操作技能考试，负责考场纪律；负责考试试件和试样的检测，评定考试成绩；办理特种设备PE焊接作业人员证延期手续；建立、管理焊工考试档案；编制焊工考试焊接工艺规程。第三节 焊工考试内容 焊工考试包括基本知识考试和焊接操作技能考试两部分。一、焊工考核基本知识 焊工考核的基本知识包括：燃气压力管道安全知识、安全技术规范及常见施工规范；聚乙烯管道原材料的有关基本知识；聚乙烯管材、管件的标准和技术要求；焊接设备、焊接辅具、量具的种类、名称、使用、工作原理和维护；各种管件的焊接方法和特点、焊接工艺参数、焊接流程、注意事项、操作方法及其对焊接质量的影响；缺陷种类及产生的原因和危害；焊接
6、质量的影响因素和预防措施；焊接质量的检验方法和要求，非破坏性检验和破坏性检验方法的特点和要求。二、焊接操作技能 聚乙烯管道焊工按照以下要求进行焊接操作技能考试：焊接操作技能考试前，由考试机构确定焊工考试代号，并在试件上标注焊工考试代号和考试项目代号；考试试件的规格和数量应当符合表1-2的要求，考试试件的形式见图1-1图1-5；焊工考试用的所有管道原件，应当由焊工进行切割取样；焊工应当按已评定合格的焊接工艺焊接考试试样；考试用管道原件必须符合有关要求，电熔焊接管件应当是取自原包装；考试所用的焊机必须符合规定的要求；试件的检验与试验要求见表1-3，并且符合相关要求。表1-2 试件的规格尺寸和数量序
7、号项 目单 位性能要求试验参数试验方法1热稳定性（氧化诱导时间）min20200GB/T1739119982熔体质量流动速率（MFR）g/10 min加工前后MFR变化20190，5GB/T368220003纵向回缩率3110GB/T66712001 第二章第二章 聚乙烯管道原材料的基本知识聚乙烯管道原材料的基本知识 第一节第一节 聚乙烯材料概述聚乙烯材料概述一、聚乙烯的性质 聚乙烯英文缩写为PE，其密度为0.940.96g/cm3，成型收缩率为1.53.6，成型温度在140230之间。低压聚乙烯的熔点、刚性、硬度和强度较高，吸水性小，有良好的电绝缘性能和耐辐射性；高压聚乙烯的柔软性、伸长率、
8、冲击强度和渗透性较好；超高分子量聚乙烯冲击强度高、耐疲劳、耐磨。低压聚乙烯适于制作耐腐蚀零件和绝缘零件；高压聚乙烯适于制作薄膜等；超高分子量聚乙烯适于制作减震、耐磨及传动零件。1、乙烯单体 分子式为CH2=CH22、乙烯的聚合 将乙烯单体聚合在一起，就为聚乙烯。乙烯的聚合有以下三种方法：高压聚合法；中压聚合法；低压聚合法。3、聚乙烯的分类 低密度聚乙烯（简称LDPE）由高压聚合工艺生产，密度为0.9100.925g/cm3，其结晶度为5565。中密度聚乙烯（简称MDPE）由利用高效催化剂，在中低压下生产，密度为0.9260.940g/cm3，其结晶度为7080。高密度聚乙烯（简称HDPE）由低
9、压聚合工艺生产，呈线型，密度为0.9410.965g/cm3，其结晶度为8095。二、聚乙烯原料的基本性能 生产燃气用管材、管件，必须使用由原材料生产商制造的燃气用专用混配料。1、聚乙烯专用混配料 用于管材、管件生产的聚乙烯的混配料，其基本性能应符合表2-1要求。表2-1 聚乙烯混配料的基本性能序号 性 能 单 位 要 求 试验参数 1密度 Kg/m3 930（基础树脂）23 2熔体质量流动速率（MFR）g/10min 0.21.4，且最大偏差不应超过混配料标称值的20 190，5kg 3热稳定性（氧化诱导时 间min 20 200 4挥发分含量 mg/kg 350 5水分含量 mg/kg 3
10、00 6炭黑含量（质量分数）2.02.5 7炭黑分散 级 3 8颜料分散 级 3 9耐气体组分 h 20 80，2MPa（环应力）耐快速裂纹扩展 10全尺寸（FS）试验：DN250mm或S4试验：管材壁厚15mm MPaMPa全尺寸试验的临界压力PC.FS1.5MOPS4试验的临界压力PC.S4MOP/2.4-0.072 0011 耐慢速裂纹增长（S5mm）h 165 80,0.8MPa（试验压力）80,0.92MPa（试验压力）2.聚乙烯助剂 燃气用的聚乙烯助剂主要有防止氧化的抗氧化剂、光稳定剂和便于识别的着色剂等。3、聚乙烯混配料的分级与命名 聚乙烯混配料按其性能指标分级与命名如表2-2所
11、示 表2-2 聚乙烯混配料的分级与命名命 名 LCL(MPa)（20，50年97.5）聚乙烯材料最小要求强度MRS(MPa)PE80 8.00LCL9.99 8.0 PE100 10.00LCL11.19 10.0 注：表中LCL为在内部水压下，20，50年预测的长期静液压强度的97.5置信下限的应力值，单位为MPa,是材料的一个长期性能指标。根据聚乙烯材料的长期静液压强度将聚乙烯管材和管件分为PE80和PE100。PE100必定为高密度聚乙烯（HDPE）；PE80可以是中密度聚乙烯（MDPE），也可以是高密度聚乙烯（HDPE）。由于性能的的区别，在选择管材时，必须考虑PE80和PE100在长
12、期静液压强度、耐慢速裂纹增长和耐快速裂纹扩展方面的不同，要考虑实际情况确定。同PE80相比，PE100具有更加优良的耐压性能，可制成更薄的管壁，而且更加经济。三、聚乙烯的物理化学性能 1.聚乙烯的物理性能 聚乙烯为白色蜡状透明材料，柔而韧，比水轻，无毒，具有优越的介电性能，易燃烧且离火后能继续燃。高密度聚乙烯熔点范围为132135。2.聚乙烯的化学性能 优异的化学稳定性。聚乙烯现已成为主要的燃气管道专用料的主要原因包括：使用期限长50100年的设计寿命，耐快速和慢速裂纹增长；安全性优良盘管可减少管件接口，不泄漏、耐老化、耐腐蚀、耐环境应力开裂及抗地震；经济性加工容易、重量轻、安装费低及维护成本
13、低；环境友好可回收再利用。第二节 聚乙烯材料的基本性能聚乙烯材料的基本性能 1.聚乙烯的密度2.聚乙烯的分子量 3、聚乙烯材料的强度 4、聚乙烯材料长期静液压强度 5、聚乙烯材料短期静液压强度 6、聚乙烯材料的流变性 7、聚乙烯材料的熔接性 聚乙烯是一种高结晶度的聚合物，随温度的变化可分成三种状态：结晶态（坚硬固体）、高弹态（橡皮状弹性体）、粘流态（粘流体）。当聚乙烯材料加热超过其熔融温度T(HDPE 为130137)后，变成粘滞的流体，在焊接压力的作用下，其分子分解并相互扩散，产生范德华作作力从而牢固地焊接在一起。8、聚乙烯管道焊口应满足的基本条件 聚乙烯管道要获得一个合格的焊口，必须满足的
14、基本条件是：（1）.熔接界面必须是干净、干燥的，不干净的界面会影响分子间的相互滑移和缠绕；（2）.合理的加热温度和加热时间，以保证获得足够的粘流态熔体；（3）.合适的外力，可以加剧分子变形，使两界面的分子缠结；（4）.足够的冷却时间。第三节第三节 聚乙烯材料的相关标准体系聚乙烯材料的相关标准体系 当前燃气用聚乙烯管道相关标准、规程、规范当前燃气用聚乙烯管道相关标准、规程、规范主要如下：主要如下：1.特种设备安全技术规范TSG D20022006燃气用聚乙烯管道焊接技术规则；2.城镇建设工程行业标准CJJ 632008聚乙烯燃气管道工程技术规程；3.城镇建设工程行业标准CJJ 332005城镇燃
15、气输配工程施工及验收规范；4.国家标准GB 1558.12003 燃气用埋地聚乙烯管道系统 第1部分：管材；5.国家标准GB 1558.12003 燃气用埋地聚乙烯管道系统 第2部分：管件；6.国家标准GB 1558.12003 燃气用埋地聚乙烯管道系统 第3部分：阀门；7.国家标准GB/T 20674.12006 塑料管材和管件 聚乙烯系统熔接设备 第1部分：热熔对接；8.国家标准GB/T 20674.22006 塑料管材和管件 聚乙烯系统熔接设备 第1部分：电熔连接。1.聚乙烯管材的物理性能见表3-1序号项 目单 位性能要求试验参数试验方法1热稳定性（氧化诱导时间）min20200GB/T
16、1739119982熔体质量流动速率（MFR）g/10 min加工前后MFR变化20190，5GB/T368220003纵向回缩率3110GB/T66712001序号性 能单位要 求试 验 参 数试 验 方 法1静液压强度(HS)h破坏时间10020（环应力）PE80 PE1009.0MPa 12.4MPaGB/T61112003破坏时间16580（环应力）PE80 PE1004.5MPa 5.4MPa破坏时间100080（环应力）PE80 PE1004.0MPa 5.0MPa2断裂伸长率350GB/T8804.320033耐候性（仅适用于非黑色管材）老化后，以下性能应满足要求：热稳定性、HS
17、(165h,80)、断裂伸长率E3.5Gj/（E为管材放在阳光下暴晒接受的能量GB/1558.12003附录EGB/T173911998GB/T61112003GB/T8804.320034耐快速裂纹扩展（RCP）5全尺寸（FS）试验：DN250mm或S4试验：适用于所有直径MPaMPa全尺寸试验的临界压力PC.FS1.5MOPS4试验的临界压PC.S4MOP/2.4-0.07200ISO13478:：1997GB/T1928020036耐慢速裂纹增长S5mmh16580，0.8MPa(试验压力)80，0.92MPa(试验压力)GB/T184762001公称外径DN壁 厚S备 注基本尺寸允许偏
18、差SDR11SDR17.6工作压力0.4MPa工作压力0.2MPa基本尺寸允许偏差基本尺寸允许偏差20+0.33.0+0.42.3+0.425+0.33.0+0.42.3+0.432+0.33.0+0.42.3+0.4*40+0.43.7+0.52.3+0.4*50+0.44.6+0.62.9+0.4*63+0.45.8+0.73.6+0.5*75+0.56.8+0.84.3+0.690+0.68.2+1.05.2+0.7*110+0.610.0+1.16.3+0.8*125+0.611.4+1.37.1+0.9140+0.912.7+1.48.0+0.9160+1.014.5+1.69.1+
19、1.1*180+1.016.4+1.810.3+1.2200+1.218.2+2.011.4+1.3*225+1.420.5+2.212.8+1.4250+1.522.7+2.414.2+1.5*二、热熔对接焊机的保养与维护维护步骤维护内容日检月检半年检年检M3擦拭快速接头M4检查压力损失情况M5检查液压油漏情况 M6擦洗、润滑滑动轴M7检查紧固螺栓的紧固情况M8检查液压油油位M9更换液压油M10检查压力表M11检查微动开关M12检查蓄能器M13检查铣刀电动机M14检查铣削厚度M15检查铣刀刀片锋利度M16检查加热板的表面清洁度M17检查加热板的温度M18检查加热板表面的状态三、热熔对接焊机的
20、常见故障及处理故障原因解决方案机器漏油液压接头有间隙紧固或更换接头液压缸漏油通知售后服务部门加热板达不到温度温度探头损坏更换温度探头，更换电缆，更换加热板液压系统不工作电缆断开或损坏检查连接、电气系统微动触点发生位移将微动触点归位，以保证在1/3接触时即可动作液压系统漏油且压力低一个或几个接头有间隙紧固或更换接头油缸内液压油不足加液压油液压循环系统中有空气将油管接头连接在一起，同时将液压系统运行30S活塞液压缸中有空气轻轻松开液压缸的排气螺钉，加一点压力直至液压油出现重新拧紧螺钉在液压循环系统中有杂质通知售后服务部门铣刀不工作未接电或微动开关处于未复位状态检查电源和微动开关的状态加热板不工作未
21、接电或微动开关处于未复位状态检查电源 二、机手动与全自动热熔对接焊机操作特点比较手动与全自动热熔对接焊机操作特点比较重要步骤手动焊机全自动焊机铣切端面人为控制，铣削量有可能太多自动控制，铣削量太大时焊机会提示检查端面人为控制，可能有台阶和端面不平 自动控制，端面平滑检查管道平直人为控制，此步骤可能被忽略自动控制检查加热板温度人为控制，可能在不适当的温度开始焊接自动控制，温度不合适不开始焊接加压成边人为控制，压力控制可能错误自动控制，初始卷边形成人为控制，卷边可能不准确自动控制，自动检测管道位移量，卷边形成时间根据环境温度调整吸热时间人为控制，时间可能不准确自动控制，抽扳人为控制，因为时间较长可
22、能造成实际的焊接温度太低，或损伤熔合面自动弹出，时间在2秒内检查是否夹持牢固人为控制，无法察觉微小的滑脱，影响接合面的压力自动控制，任何滑脱都会提示熔接压力人为控制，压力不准确自动控制冷却加压及冷却时间人为控制，可能不准确；因保压不够，压力可能偏低或冷却时间不够自动控制，压力低于10%；自动加压；如冷却时间不够，焊机会提示记录各参数人为控制，可信度差自动生成第四节 焊接质量检验与评价一、热熔对接焊焊接质量检验1、聚乙烯管道焊口质量外观检验项目及要求 规格项目DN90DN110DN160DN180DN200DN225DN250缝隙两翻边之间的缝隙根部高于所焊管表面1mm,最大为翻边高度的85%错
23、边壁厚的10%翻边高度（mm)1.51.522.32.52.52.8翻边宽度（mm）3749510611712814915单边宽度（mm)1.53.524.52.5535.53.56474.57.5外观检查（mm)焊口部位严禁使用有划伤、撞伤的管材、管件。焊缝应有两翻边，焊道翻卷到管外圆周上，表面应饱满、光滑，无气孔、鼓泡和裂纹。同一焊口两卷边的形状均匀一致，每个焊缝的卷边宽度相近表8-1 试验用压力表选择要求量程/MPa精度等级最小表盘直径/mm最小分格值/MPa00.10.41500.00501.00.41500.0501.60.41500.0102.50.252000.0104.00.252000.0106.00.162500.010100.162500.02
