一、概述
聚烯烴塑料管材包含由聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP-R,PP-B)樹脂,經擠出成型取得的管材。假如將其擴展,還可包含鋼編織增強、鋼板孔網增強、玻纖增強等復合塑料管材。
當把這些管材用管路元件銜接起來時,則構成了管道體系。能夠用來運送氣體或液體介質。
聚烯烴塑料管材與管路元件一般能夠選用以下兩種銜接方式:
● 對接熱熔銜接
● 電熔銜接
電熔銜接對上述管材具有普遍的適應性,它是將預埋了電阻絲的電熔管件套在管材或管路元件上,然后通以電流,電阻絲發熱使管材與管件上的銜接部位熔融,在樹脂熔脹壓力的作用下銜接界面兩邊的樹脂分子重新繞結,冷卻后達到銜接意圖。近年來,大口徑聚乙烯纏繞管也有電熔銜接的運用。
電熔銜接是電熔管件在電熔焊機的支撐下銜接收材的一個進程。
二、電熔管件的規劃
電熔管件根據其與管材的銜接型式能夠分為: 電熔套筒、三通、變徑、鞍型三通、鋼塑過渡。大口徑PE纏繞管的電熔銜接則將電熱絲制成帶狀體,將其敷設相應銜接界面內。
電熔銜接大量地用于輸配燃氣的聚乙烯管道體系中,在這一體系中電熔管件的技能標準亦相對最為完善。
現在,規劃制作電熔管件有二個標準能夠遵從:
1、GB15558.2《燃氣用埋地聚乙烯管件》
2、ISO/8085-2000《燃氣用聚乙烯管件》
上述標準對電熔管件的資料,幾許特性,機械、物理性能等目標和測驗辦法都做出了具體的規則。
國家標準《燃氣用埋地聚乙烯管件》(GB15558-2)亦在修訂中,相信隨著這些標準的修訂與完善將為管件制作商供應更為完善的技能條件,促進國內電熔管件的產質量量不斷提高。
除此之外,電熔管件規劃的另一個重要環節是電熱絲發熱元件的規劃,它往往決議著管件的銜接性能,也是衡量管件質量的最主要目標之一。
有多種思路規劃電熱絲發熱元件,但遵從的準則都是共同的:
●在熔接全進程,發熱元件的溫升不能導致樹脂降解,但能使樹脂充沛熔融。
● 盡可能挑選單一的電氣參數向發熱元件供應能量,如挑選:恒壓源;恒流源等。
根據上述準則,問題歸結為:合理地規劃和挑選電熱絲外表積的功率負荷及熔接界面的功率負荷。
一個好的規劃是以管件的容錯性強為表征的.而點評熔接的牢靠性則能夠按ISO/13954-1997《塑料管材管件-聚乙烯電熔焊組件的剝離試驗》; ISO/13955-1997《塑料管材管件-聚乙烯電熔焊組件的揉捏試驗》來進行。
別的,電熔管件規劃的另一個問題是電熱絲的敷設辦法,其實,這既是一個工藝問題也是一個規劃思維問題,有些制作商將電熱絲裸繞在管件的外表以使熱傳遞取得最好的作用(所謂的裸露式);另一些則將電熱絲埋伏在管件的內側以使電熱絲得到維護(所謂的埋敷式),各有說詞。
應該說這是規劃思維的爭辯,而按工藝辦法分類,可分為:
●一次注塑成型
●兩次注塑成型
●機械布線法
從取得制品的性能上講,一次注塑成型是最理想的,在取得彎頭,變
徑類管件時特別能夠顯示優勢。但在操控管件幾許尺寸上不及機械布線法簡略,別的,受注塑機注塑量的限制難以取得大口徑管件。
兩次注塑成型法與一次注塑成型法基本上是共同的,只是先注一套繞絲的支架,再在支架上繞絲后進行注塑,能夠得到“埋敷式”管件,也便于加工進程實現主動化。但有人對兩次注塑取得的制品存有貳言。
機械布線法最大的優勢是能夠利用厚壁管材加工大口徑電熔管件,避開了大型注塑機和模具的巨大出資。
現在,PE管件已在國內形成了必定的出資熱點,應審慎地確認規劃思維和工藝方案,避免低水平建造;也要避免不切實際地尋求主動化,特別是管材企業出資管件出產還應考慮本身的商場容量對出資效益的影響。
三、電熔焊機
在電熔管件的運用早期,所有電熔管件的制作商都為自己的管件開發了合適其本身特色的電熔焊機。
一般它具備兩種基本才能:
● 電壓或電流調理才能,以便在施工現場電源動搖或是管件負載改變時能按預定的電壓(電流)值向管件的電熱絲供電。
● 時刻操控才能,當管件在熔接時的電壓(電流)確認后,對管件輸入的能量問題,轉化為時刻操控問題,焊機應有較高的時刻操控精度。
隨著管件運用量的擴展,電熔銜接進程主動化及不同品牌電熔管件與電熔焊機的兼容性問題被提出。
電熔銜接主動化的實質問題是電熔焊機能夠主動辨認給定的電熔管件所需求的焊接參數。而兼容問題則要求電熔焊機對不同的電熔管件具有普遍的適應性。
現在有以下三種方式的主動化辨認體系。
● 電阻辨認體系
出產管件時在電熔管件的電熱絲中串入了一個電阻(這個電阻的阻值很大,以至能夠疏忽管件本身用于發熱的電阻阻值)。在焊接進程開端前,焊機首先檢測該電阻,并依照焊機內存中預存的表格,找出與這個管件對應的焊接參數,并按此參數操控供應管件的能量。
● 主動調理體系
它是基于操控輸入能量的規劃思維建立起來的一個辨認體系,當給管件加上必定的電壓(電流),管材和管件的接口界面受熱膨脹,剩余的熔融樹脂從校準井溢出。電熔焊機設在校準井處的微動開關切斷電源。這是一個不需預先設置參數的焊接主動化體系。
● 條碼主動辨認體系
在出產階段給管件貼上統一的條形碼做為辨認的標識,出產廠商依照統一的編碼規則輸入必要的信息。
施工人員用焊機配置的光筆讀出這些信息,輸入給焊機的操控體系以確保焊機向管件供應所需的最佳能量。光筆將條形碼中的信息輸入給焊機的操控體系,避免了出現過錯的危險。
這種辨認體系適用于不同品牌、不同標準電熔管件的主動辨認與操控,愈來愈遭到用戶的認同。
現在,電熔焊機的國際標準(ISO/12176.2-1998)已經公布,該標準對電熔焊機的分類、安全性能及主要的技能條件和目標都提出了體系的要求,使電熔焊機的制作進程更加標準。
四、電熔銜接的操作
電熔銜接的操作進程能夠分為以下幾個進程:
1.切割管材并符號管材插入管件的深度;
2.刮削管端口;
管材的端口運用刮刀去掉外表的舊層(刮削厚度一般為0.2mm),刮削結束的外表不行再被污染。
3.擦洗管件
運用潔凈的棉織物或專用拭紙擦洗管件的熔接區域。
4.裝夾管件
應盡可能運用專用的夾具固定要銜接的組件,管子的不圓度不應超越管子外徑的1.5%,否則應在相應的夾具上進行校正。
管材與管件應有合適的空隙,一般以用微力插入為宜,(大口徑管件需用木錘敲入),空隙過大或過小都會影響接口的質量。
5.熔接
依照電熔焊機的操作要求銜接導線,并向焊機輸入必要的參數(當管件具有主動辨認功用時,可按主動辨認體系的要求操作),啟動焊機,熔接將主動完結。
6.冷卻
待熔接區達到冷卻時刻后方可移開焊機的插頭并拆除夾具。
五、影響電熔銜接接口質量的幾個要素
1.電源動搖對接口質量的影響
對于給定的一個電熔管件,其內部預埋的電阻絲的阻值是必定的,此時,電阻發熱耗費的功率只與焊機供應的電壓(電流)有關。
焊機供應的電壓(電流)值必須有一個上限,超出了這個上限,電熱絲外表的熱負荷過大會使其周圍的樹脂過熱分化。當然,電壓值也必須有一個下限,低于這個下限,電熱絲將無法充沛地發熱,熔接界面的樹脂無法充沛地繞結。
從這種意義上講,一個電熔焊機相當于一個穩壓(穩流)源,它必須具備在電源電壓動搖很大的情況下,保持向電熔管件供應的電壓(電流)不超越答應的動搖規模。這一目標是焊機的最主要目標之一。因為實際施工現場,供電電源的電壓動搖往往很大。當然,同種管件間其內部電熱絲的電阻值也會存在一些不同,即使供電電壓(電流)相同,也會形成必定的功率動搖。
2.熔接時刻對接口質量的影響
在熱傳遞條件相同時,每種標準的管件在熔接時所耗費的能量應當是相同的,假如加熱能量恒定,耗費能量的巨細僅與時刻有關,實踐標明,熔接時刻必須操控在一個合理的區間內。
當加熱時刻缺乏一個最短的熔接時刻,即耗費的能量處在一個下限時,接口界面的分子無法充沛繞結,機械強度和氣密性都無法達到牢靠銜接的意圖。
當加熱時刻超越最長時刻時,即:耗費的能量過多,可能會形成大量的熔融樹脂溢出調查孔,熱量積累過多,相同也會形成樹脂分化發生煙霧。使接口質量下降。
3.環境溫度對熔接質量的影響
假如熔接進程的環境溫度不同,則意味著管件在熔接加熱進程的熱傳導條件發生了改變,會引起熔接時所需總能量的改變,相同表現在熔接時刻發生改變,實際測驗標明:當環境溫度在–5~+40℃規模改變時,熔接時刻的批改值大約在0.5~1% ℃(電熔管件給出的熔接時刻參數,一般都是以環境溫度20℃時為標準給出的)。
4.不良操刁難焊接質量的影響
所謂不良操作,一般指兩方面的內容,一是指熔接時裝卡、定位管材與管件及在管材的刮削、擦洗管件時不符合標準要求;二是指對焊機輸入熔接參數時發生了過錯,這些都會對接口質量形成不良影響或使熔接失利。
選用條形碼或磁卡的輸入方式可有效地避免輸入參數時形成的誤操作,但焊機一般無法判別裝卡管材時出現的過錯。
特別需求指出的是,刮削管材端口是十分重要和必要的。特別是存儲期較長的管材,刮削更顯得重要,否則會大大增加不良接口的比率,甚至形成百分之百的熔接失利。
六、可焊性的判別
當管材和管件來自不同的供貨商時,其可焊性的判別是必須的,除非得到了兩個供貨商的認可。這在現在的商場狀況下是十分重要的,因為很多管子資料質量的不同真實太大。
可焊性的判別一般要在試驗室中通過剝離試驗的辦法判別。在沒有試驗設備的施工現場,亦能夠選用一個簡略的辦法,大略判別管材和管件的可焊性及焊接的牢靠性:
取一個熔焊完結的管件,沿管件的軸線方向鋸下一條10~15mm樣條,用兩只手鉗剝離兩邊疊在一同的樣條。當二側的樣條受拉變形被伸長,而熔接的界面沒有被損壞時,一般能夠認為管材與管件具備牢靠性,而且焊接是牢靠的。反之,應查找焊接失利的原因。
七、主動調理焊接電熔管件
主動調理焊接電熔管件,我們也常把它簡稱為主動調理管件。其原理是利用焊接進程中資料熔融發生的壓力驅動焊機插頭上設置的微動開關來操控焊接的進程。
主動調理管件為電熔焊接供應了一個近乎理想的焊接概念。
在電熔焊接的進程中,影響焊接質量的要素有:
1.電源動搖形成的能量輸入誤差;
2.焊接參數輸入過錯形成的過錯焊接;
3.管件本身電阻誤差形成的能量輸入誤差;
4.環境溫度的影響;
5.管材嵌入不妥,主要指嵌入的空隙及兩段管材不同軸時發生的外力干擾。
上述五種要素對焊接質量的影響程度依次增大。在以往的概念中人們一般把注意力放在提高焊機的功用上,最典范的比如是條形碼體系用于焊接體系中,它有效地避免了手動輸入熔接參數時可能發生的過錯,也能夠回絕管件本身電阻值超差時對管件進行焊接。但無論怎樣以往的焊接方式都有一個共同弱點:無法對一個多變量體系給出一個歸納的操控量。特別無法批改嵌入空隙對焊接質量的影響,其實這是對焊接質量影響最大的一個要素。再如,具有條形碼輸入功用的焊機,能夠使焊機讀出條形碼體系中焊接進程對環境溫度的補償量,但焊機實際測得的環境溫度,往往并不是焊接時管材或管件的外表的溫度,因而,這種補償實際只能是近似的。
主動調理管件操控焊接進程的基本思維則完全不同于以往的思維,其關注的是電熔焊接進程的作用,是歸納了各種影響要素的歸納效應來確認焊接的終止時刻。因而,它具有更高的牢靠性。
正是因為上述特色,主動調理管件的規劃思維也有必定的特色,如焊接區外表積的功率負荷一般要規劃得小一些等等。
主動調理焊接收件與支撐這種管件的電熔焊接機具構成了一個電熔管件的主動焊接體系,它具有如下顯著的特色:
● 焊接程序主動化;
● 焊接時刻由操作現場的歸納參數確認,無需預先確認;
● 可避免堆疊焊接;
● 可有效地發現管材嵌入不妥的情況。
與條碼技能相結合,主動調理焊接電熔管件將成為一種最優異的主動化焊接體系。