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(jīng)擠出成型取得的管材。假如將其擴(kuò)展,還可包含鋼編織增強(qiáng)、鋼板孔網(wǎng)增強(qiáng)、玻纖增強(qiáng)等復(fù)合塑料管材。
當(dāng)把這些管材用管路元件銜接起來時,則構(gòu)成了管道體系。能夠用來運(yùn)送氣體或液體介質(zhì)。
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(yīng)性,它是將預(yù)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(fā)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(jié),冷卻后達(dá)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(yùn)用。
電熔銜接是電熔管件在電熔焊機(jī)的支撐下銜接收材的一個進(jìn)程。
二、電熔管件的規(guī)劃
電熔管件根據(jù)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(shè)相應(yīng)銜接界面內(nèi)。
電熔銜接大量地用于輸配燃?xì)獾木垡蚁┕艿荔w系中,在這一體系中電熔管件的技能標(biāo)準(zhǔn)亦相對最為完善。
現(xiàn)在,規(guī)劃制作電熔管件有二個標(biāo)準(zhǔn)能夠遵從:
1、GB15558.2《燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁┕芗?/span>
2、ISO/8085-2000《燃?xì)庥镁垡蚁┕芗?nbsp;
上述標(biāo)準(zhǔn)對電熔管件的資料,幾許特性,機(jī)械、物理性能等目標(biāo)和測驗(yàn)辦法都做出了具體的規(guī)則。
國家標(biāo)準(zhǔn)《燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁┕芗罚℅B15558-2)亦在修訂中,相信隨著這些標(biāo)準(zhǔn)的修訂與完善將為管件制作商供應(yīng)更為完善的技能條件,促進(jìn)國內(nèi)電熔管件的產(chǎn)質(zhì)量量不斷提高。
除此之外,電熔管件規(guī)劃的另一個重要環(huán)節(jié)是電熱絲發(fā)熱元件的規(guī)劃,它往往決議著管件的銜接性能,也是衡量管件質(zhì)量的最主要目標(biāo)之一。
有多種思路規(guī)劃電熱絲發(fā)熱元件,但遵從的準(zhǔn)則都是共同的:
●在熔接全進(jìn)程,發(fā)熱元件的溫升不能導(dǎo)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(shù)向發(fā)熱元件供應(yīng)能量,如挑選:恒壓源;恒流源等。
根據(jù)上述準(zhǔn)則,問題歸結(jié)為:合理地規(guī)劃和挑選電熱絲外表積的功率負(fù)荷及熔接界面的功率負(fù)荷。
一個好的規(guī)劃是以管件的容錯性強(qiáng)為表征的.而點(diǎn)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(yàn)》; ISO/13955-1997《塑料管材管件-聚乙烯電熔焊組件的揉捏試驗(yàn)》來進(jìn)行。
別的,電熔管件規(guī)劃的另一個問題是電熱絲的敷設(shè)辦法,其實(shí),這既是一個工藝問題也是一個規(guī)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(nèi)側(cè)以使電熱絲得到維護(hù)(所謂的埋敷式),各有說詞。
應(yīng)該說這是規(guī)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(jī)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(yōu)勢。但在操控管件幾許尺寸上不及機(jī)械布線法簡略,別的,受注塑機(jī)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(jìn)行注塑,能夠得到“埋敷式”管件,也便于加工進(jìn)程實(shí)現(xiàn)主動化。但有人對兩次注塑取得的制品存有貳言。
機(jī)械布線法最大的優(yōu)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(jī)和模具的巨大出資。
現(xiàn)在,PE管件已在國內(nèi)形成了必定的出資熱點(diǎn),應(yīng)審慎地確認(rèn)規(guī)劃思維和工藝方案,避免低水平建造;也要避免不切實(shí)際地尋求主動化,特別是管材企業(yè)出資管件出產(chǎn)還應(yīng)考慮本身的商場容量對出資效益的影響。
三、電熔焊機(jī)
在電熔管件的運(yùn)用早期,所有電熔管件的制作商都為自己的管件開發(fā)了合適其本身特色的電熔焊機(jī)。
一般它具備兩種基本才能:
● 電壓或電流調(diào)理才能,以便在施工現(xiàn)場電源動搖或是管件負(fù)載改變時能按預(yù)定的電壓(電流)值向管件的電熱絲供電。
● 時刻操控才能,當(dāng)管件在熔接時的電壓(電流)確認(rèn)后,對管件輸入的能量問題,轉(zhuǎn)化為時刻操控問題,焊機(jī)應(yīng)有較高的時刻操控精度。
隨著管件運(yùn)用量的擴(kuò)展,電熔銜接進(jìn)程主動化及不同品牌電熔管件與電熔焊機(jī)的兼容性問題被提出。
電熔銜接主動化的實(shí)質(zhì)問題是電熔焊機(jī)能夠主動辨認(rèn)給定的電熔管件所需求的焊接參數(shù)。而兼容問題則要求電熔焊機(jī)對不同的電熔管件具有普遍的適應(yīng)性。
現(xiàn)在有以下三種方式的主動化辨認(rèn)體系。
● 電阻辨認(rèn)體系
出產(chǎn)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(fā)熱的電阻阻值)。在焊接進(jìn)程開端前,焊機(jī)首先檢測該電阻,并依照焊機(jī)內(nèi)存中預(yù)存的表格,找出與這個管件對應(yīng)的焊接參數(shù),并按此參數(shù)操控供應(yīng)管件的能量。
● 主動調(diào)理體系
它是基于操控輸入能量的規(guī)劃思維建立起來的一個辨認(rèn)體系,當(dāng)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(zhǔn)井溢出。電熔焊機(jī)設(shè)在校準(zhǔn)井處的微動開關(guān)切斷電源。這是一個不需預(yù)先設(shè)置參數(shù)的焊接主動化體系。
● 條碼主動辨認(rèn)體系
在出產(chǎn)階段給管件貼上統(tǒng)一的條形碼做為辨認(rèn)的標(biāo)識,出產(chǎn)廠商依照統(tǒng)一的編碼規(guī)則輸入必要的信息。
施工人員用焊機(jī)配置的光筆讀出這些信息,輸入給焊機(jī)的操控體系以確保焊機(jī)向管件供應(yīng)所需的最佳能量。光筆將條形碼中的信息輸入給焊機(jī)的操控體系,避免了出現(xiàn)過錯的危險。
這種辨認(rèn)體系適用于不同品牌、不同標(biāo)準(zhǔn)電熔管件的主動辨認(rèn)與操控,愈來愈遭到用戶的認(rèn)同。
現(xiàn)在,電熔焊機(jī)的國際標(biāo)準(zhǔn)(ISO/12176.2-1998)已經(jīng)公布,該標(biāo)準(zhǔn)對電熔焊機(jī)的分類、安全性能及主要的技能條件和目標(biāo)都提出了體系的要求,使電熔焊機(jī)的制作進(jìn)程更加標(biāo)準(zhǔn)。
四、電熔銜接的操作
電熔銜接的操作進(jìn)程能夠分為以下幾個進(jìn)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(yùn)用刮刀去掉外表的舊層(刮削厚度一般為0.2mm),刮削結(jié)束的外表不行再被污染。
3.擦洗管件
運(yùn)用潔凈的棉織物或?qū)S檬眉埐料垂芗娜劢訁^(qū)域。
4.裝夾管件
應(yīng)盡可能運(yùn)用專用的夾具固定要銜接的組件,管子的不圓度不應(yīng)超越管子外徑的1.5%,否則應(yīng)在相應(yīng)的夾具上進(jìn)行校正。
管材與管件應(yīng)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(zhì)量。
5.熔接
依照電熔焊機(jī)的操作要求銜接導(dǎo)線,并向焊機(jī)輸入必要的參數(shù)(當(dāng)管件具有主動辨認(rèn)功用時,可按主動辨認(rèn)體系的要求操作),啟動焊機(jī),熔接將主動完結(jié)。
6.冷卻
待熔接區(qū)達(dá)到冷卻時刻后方可移開焊機(jī)的插頭并拆除夾具。
五、影響電熔銜接接口質(zhì)量的幾個要素
1.電源動搖對接口質(zhì)量的影響
對于給定的一個電熔管件,其內(nèi)部預(yù)埋的電阻絲的阻值是必定的,此時,電阻發(fā)熱耗費(fèi)的功率只與焊機(jī)供應(yīng)的電壓(電流)有關(guān)。
焊機(jī)供應(yīng)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(fù)荷過大會使其周圍的樹脂過熱分化。當(dāng)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(fā)熱,熔接界面的樹脂無法充沛地繞結(jié)。
從這種意義上講,一個電熔焊機(jī)相當(dāng)于一個穩(wěn)壓(穩(wěn)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(yīng)的電壓(電流)不超越答應(yīng)的動搖規(guī)模。這一目標(biāo)是焊機(jī)的最主要目標(biāo)之一。因?yàn)閷?shí)際施工現(xiàn)場,供電電源的電壓動搖往往很大。當(dāng)然,同種管件間其內(nèi)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(zhì)量的影響
在熱傳遞條件相同時,每種標(biāo)準(zhǔn)的管件在熔接時所耗費(fèi)的能量應(yīng)當(dāng)是相同的,假如加熱能量恒定,耗費(fèi)能量的巨細(xì)僅與時刻有關(guān),實(shí)踐標(biāo)明,熔接時刻必須操控在一個合理的區(qū)間內(nèi)。
當(dāng)加熱時刻缺乏一個最短的熔接時刻,即耗費(fèi)的能量處在一個下限時,接口界面的分子無法充沛繞結(jié),機(jī)械強(qiáng)度和氣密性都無法達(dá)到牢靠銜接的意圖。
當(dāng)加熱時刻超越最長時刻時,即:耗費(fèi)的能量過多,可能會形成大量的熔融樹脂溢出調(diào)查孔,熱量積累過多,相同也會形成樹脂分化發(fā)生煙霧。使接口質(zhì)量下降。
3.環(huán)境溫度對熔接質(zhì)量的影響
假如熔接進(jìn)程的環(huán)境溫度不同,則意味著管件在熔接加熱進(jìn)程的熱傳導(dǎo)條件發(fā)生了改變,會引起熔接時所需總能量的改變,相同表現(xiàn)在熔接時刻發(fā)生改變,實(shí)際測驗(yàn)標(biāo)明:當(dāng)環(huán)境溫度在–5~+40℃規(guī)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(shù),一般都是以環(huán)境溫度20℃時為標(biāo)準(zhǔn)給出的)。
4.不良操刁難焊接質(zhì)量的影響
所謂不良操作,一般指兩方面的內(nèi)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(biāo)準(zhǔn)要求;二是指對焊機(jī)輸入熔接參數(shù)時發(fā)生了過錯,這些都會對接口質(zhì)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?yún)?shù)時形成的誤操作,但焊機(jī)一般無法判別裝卡管材時出現(xiàn)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(dāng)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(rèn)可。這在現(xiàn)在的商場狀況下是十分重要的,因?yàn)楹芏喙茏淤Y料質(zhì)量的不同真實(shí)太大。
可焊性的判別一般要在試驗(yàn)室中通過剝離試驗(yàn)的辦法判別。在沒有試驗(yàn)設(shè)備的施工現(xiàn)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(jié)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(dāng)二側(cè)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(rèn)為管材與管件具備牢靠性,而且焊接是牢靠的。反之,應(yīng)查找焊接失利的原因。
七、主動調(diào)理焊接電熔管件
主動調(diào)理焊接電熔管件,我們也常把它簡稱為主動調(diào)理管件。其原理是利用焊接進(jìn)程中資料熔融發(fā)生的壓力驅(qū)動焊機(jī)插頭上設(shè)置的微動開關(guān)來操控焊接的進(jìn)程。
主動調(diào)理管件為電熔焊接供應(yīng)了一個近乎理想的焊接概念。
在電熔焊接的進(jìn)程中,影響焊接質(zhì)量的要素有:
1.電源動搖形成的能量輸入誤差;
2.焊接參數(shù)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(huán)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(fā)生的外力干擾。
上述五種要素對焊接質(zhì)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(jī)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(shù)時可能發(fā)生的過錯,也能夠回絕管件本身電阻值超差時對管件進(jìn)行焊接。但無論怎樣以往的焊接方式都有一個共同弱點(diǎn):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(zhì)量的影響,其實(shí)這是對焊接質(zhì)量影響最大的一個要素。再如,具有條形碼輸入功用的焊機(jī),能夠使焊機(jī)讀出條形碼體系中焊接進(jìn)程對環(huán)境溫度的補(bǔ)償量,但焊機(jī)實(shí)際測得的環(huán)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(bǔ)償實(shí)際只能是近似的。
主動調(diào)理管件操控焊接進(jìn)程的基本思維則完全不同于以往的思維,其關(guān)注的是電熔焊接進(jìn)程的作用,是歸納了各種影響要素的歸納效應(yīng)來確認(rèn)焊接的終止時刻。因而,它具有更高的牢靠性。
正是因?yàn)樯鲜鎏厣?,主動調(diào)理管件的規(guī)劃思維也有必定的特色,如焊接區(qū)外表積的功率負(fù)荷一般要規(guī)劃得小一些等等。
主動調(diào)理焊接收件與支撐這種管件的電熔焊接機(jī)具構(gòu)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(xiàn)場的歸納參數(shù)確認(rèn),無需預(yù)先確認(rèn);
● 可避免堆疊焊接;
● 可有效地發(fā)現(xiàn)管材嵌入不妥的情況。
與條碼技能相結(jié)合,主動調(diào)理焊接電熔管件將成為一種最優(yōu)異的主動化焊接體系。