《聚乙烯材料压力管道焊接技术》常见焊接失败的原因.doc

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1、常见焊接失败的原因2.1对接焊案例一：北方某地，PE80管道外径200mm，SDR11，通过强度试验压力0.6MPa和气密性试验，运行压力0.07MPa，运行四个月后巡线发现泄漏，开挖后发现焊口处泄漏（见图1），观察其焊缝翻边，明显小于正常焊缝的宽度，第一感觉为焊接温度低，吸热时间不足；剖开泄漏处，焊接面光亮如镜，焊口为脆性断裂，并且在焊接面上留有镶入的铁屑和泥土砂粒。图1运行四个月焊口泄漏剖为脆性断裂原因分析：将“用热板平整待焊接端面”的过程遗漏，直接开始“吸热”后对接；焊缝的翻边明显偏小，端面不平整造成焊接面吸热不足，使聚乙烯（PE）大分子未获得足够的能量和空间进行迁移、缠绕，从而未达到应

2、有的强度和性能，在管道内应力作用下四个月时间即发生开裂。案例二：北方某地敷设聚乙烯（PE）管道，公称外径250mm，SDR17.6，材料等级PE80，焊接管道长度约60M，在拖管入沟时发生焊口开裂（见图2）。图2拖管时焊口开裂原因分析：根据计算，该管米重量约11kg/M，总重量约为660kg，加上拖管的摩擦力最大1000kg，按照其屈服应力18MPa为断裂强度，至少需要19吨的力，但施工当时的力根本不可能将焊口拉开；观察焊口的内外翻边都正常，说明加热板温度满足焊接要求；但断口端面的平整光亮来看，加热板表面有油，焊接时形成油膜，污染了焊接面，最终形成假焊所致。案例三：南方某地，公称外径315mm

3、，SDR17.6，材料等级PE100，工程完工后强度试验0.6MPa，验收完成，该管线是城市建设预埋的管线；第二年准备使用，运行前重新打压试验发现泄漏（见图3）。焊口未开裂处有泥沙图3外径315mm，SDR17.6预埋管道焊口泄漏处图原因分析：准备在焊口未开裂处作拉伸试验，取样时未用大力就断裂，强度非常低，断口的表面有镶入的泥沙（见图3），据焊接记录记载是施工开始焊接的第一个焊口，说明焊接准备不充分，热板表面不洁净，未进行清洁热板，热板未预热，切换时间过长，从而造成假焊。案例四：南方某地外径315mm，SDR11，材料等级PE80，焊接后翻边表面产生1～2mm的气泡（见图4），焊口下方密集，焊

4、口上方稀少，造成外观不合格。原因分析：在焊接的前一天施工现场下雨，管口未封堵，管内进入雨水，在焊接时虽然对管材的内外表面用干布进行除湿处理，但是处理的长度不够，由于坡度的问题，致使雨水在焊接的过程中由高处慢慢流到低处热板处，对接时熔融面将水份裹入，翻边时气化产生较大的气泡，焊口上方的水流到焊口的下方，致使焊口上方气泡稀少下方密集，现场将焊口锯开，擦干后又用乙醇（酒精）进行擦试来加快水份挥发，焊接后气泡现象消除。图4焊口下方气泡密集案例五：南方某地外径200mm，SDR11，材料等级PE80，由于翻边有缺陷（见图5），对焊口质量怀疑，监理时未通过。图5管材表面处理不彻底翻边受阻产生缺陷原因分析：

5、该焊口经性能试验其性能符合要求，是一个合格的焊口，翻边的缺陷是由于管材的外表面粘有厂家不干胶的合格证，在焊接前距管材的焊接端面20～30mm范围未经处理，熔融聚乙烯（PE）的熔体在翻边时受阻，造成了翻边缺陷，监理非常负责任，致使焊口不合格。从以上案例和国内多年的实际施工中来看，出现的问题均属于低级错误，而对接焊产生焊接失败的主要原因：1.无焊接工艺：施工单位忽略了对焊接工艺进行评定，没有根据本单位的实际情况制定焊接工艺，执行焊接工艺不严格，操作过程不规范，缺乏应有的管理。2.焊接温度低：加热板温度未达到焊接温度就开始焊接；电源电压低，距电源距离远，导线截面积小，导致加热板不能正常工作。3.焊接

6、面污染：热板表面不洁净污染焊接面；施工环境恶劣，铣削后的焊接面受污染。4.恶劣天气焊接操作时无应有的保护措施；5.切换对接的过程超出规定时间。6.焊接参数设定错误：由于操作者失误将焊接参数设定错误；焊机生产厂提供的焊接参数本身有错误，焊机与管材不匹配，焊接参数未做试验验证。7.焊机未定期维护：压力表、温度指示器从未校正，发出错误信息。8.装夹管材/管件两端间距过宽，机架行程不足，形成假焊。9.采用了不合格厂家的管材或管件。10.冷却过程未完成过早的停机拆卸。2.1电熔焊案例一：北方某地电熔套筒进行碰口连接，管材公称外径250mm，SDR11，材料等级PE80，电熔套筒材料与管材相同，焊接后熔融

7、的物料从观察孔流出形成焊瘤，并且将电热丝顶出（见图6），由于焊瘤太大而锯去。图6管材不同轴管件加热时受力原因分析：公称外径250mm，SDR11的管材，壁厚为22.7mm，在进行电熔焊时管道不同轴，未使用电熔固定夹具或用其它的物品进行管道固定。由于不同轴而产生较大的翘力，在加热电熔管件时，熔融状态的聚乙烯（PE）体积膨胀大约在20％左右，它们在外力的作用下迫使电热丝移位集中，产生了较大的热能，集中