聚乙烯管道焊接的培训方式与考核标准分析

摘 要：聚乙烯管道是一种新型的环保材料，具有较强的耐腐蚀性且经济适用，广泛应用于固液气三相的运输。聚乙烯管道已经引起国内外专家学者的重视，希望可以取代传统的钢管运输成为一种新型的材料。本文概述了聚乙烯管道焊接的方式、原理、工艺条件，总结了聚乙烯管道焊接时应当采取的培训方式以及考核标准的评价方法。

关键词：聚乙烯；管道焊接；技术培训方式；考核标准

聚乙烯（polyethylene，简称PE）是乙烯通过化学聚合反应得到的高分子树脂。由于聚乙烯本身无臭无毒，化学性质稳定，耐腐蚀性极强，因此被广泛应用于管道运输中。常温下不溶于溶剂，吸水性小且电导性极差，可用于制造薄膜、电缆和雷达等高端物质的绝缘材料。聚乙烯管道是聚乙烯在工业上的应用之一，其绝佳的耐腐蚀性可以用于排水管、下水道和运输管道等各方面的应用。有效地解决了传统运输管道因耐腐蚀性差和焊接处泄露而造成的问题。聚乙烯管道的核心技术在于接头处的焊接技术，这也是聚乙烯管道系统中最为脆弱和致命的环节。迄今，聚乙烯焊接技术主要包括热熔焊接和电熔焊接两种，其中热熔焊接时应用最广泛且工艺水平最完善的焊接方式。在聚乙烯管道焊接时，对操作人员的技术要求比较高，因此对其培训方式和考核标准则成为至关重要的一环节，必须引起高度重视。

1 聚乙烯管道的焊接方式

1.1 热熔焊接

热熔焊接，顾名思义，将两根聚乙烯管道用加热的方式，使其熔融的平面紧密贴合，在压力的作用下冷却成为一个整体的过程。热熔焊接采用热加工的方式进行，各尺寸的管道都可以使用此方法进行操作，操作成本低且性价比较高。焊接流程包括：（1）装配焊接器材，用支架将需要焊接的部件放平，留有一定的空间等待焊接；（2）打磨焊接面，若焊接面不光滑，可以通过铣削来打磨平整；（3）在操作之前，先对仪器和压力指数进行检测；（4）加热熔融状态；（5）达到熔融状态后进行连接，加压并冷却连接从而完成焊接过程。热熔焊接管道接口处的质量由焊接过程的温度、压力和加热时间共同决定，我国针对不同聚乙烯管道厚度和直径有对应的最佳焊接温度、压力和加热时间统计数据可作参考。一般，温度保持在200～235℃，温度过高会导致聚乙烯材料融化影响焊接效果；热熔焊接的冷却过程必须保持在一定的压力下进行，并且保持焊接处平稳不移动。

1.2 电熔焊接

电容焊接是将高电阻的金属丝放入聚乙烯管道的壁上，通上电流后使管道的内外表面融化，使管道和管道以及其他配件结合在一起后，再进行冷却操作。电容焊接后的管道接口处强度高、效率高，并且可以适用于旧管道的维修和改造应用，现金已经逐步被厂商所应用。焊接流程包括：（1）清洁聚乙烯管道表面的油污等异物，保证管道平面光滑；（2）放置电阻在需要焊接的两个部件内壁，并使两部件保持水平对齐；（3）通电以后，对管道内壁的电阻进行连续增压；（4）增压至冷却完成焊接过程。管道接口处的焊接质量由焊接表面的温度、加热和冷却过程时所加压力的大小决定。

2 热熔焊接的培训方式——全程质量控制

2.1 熟练掌握焊接前的准备措施

操作人员在进行聚乙烯管道焊接培训时，首先应当熟练掌握焊接前的准备措施，所谓“打仗前需擦亮枪和刃”，准备措施包括：（1）检查焊接工地是否有危险品和易燃易爆的化学药品存在，以防焊接过程的产热引起事故；（2）焊接前选择适宜的仪器和设备，最大化完成焊接效果；（3）管道和仪器存在在干燥防潮湿的地方，防止老化和腐蚀等现象的发生。

2.2 把控加热板的质量

加热板是焊接的前提和基础，良好的导热性和耐腐蚀性，才能使得焊接过程受热均匀，最大化达到焊接的质量。操作人员在培训过程中，首先需要鉴别和区分加热板的质量，结合聚乙烯管道的厚度、材质和焊接要求，选择最适宜的加热板。选择合适的加热板后，涂上50nm厚的四氯乙烯防护膜保护焊接正常进行。

2.3 控制焊接温度

对于热熔焊接和电熔焊接而言，焊接过程的温度是影响焊接质量最关键的元素，起着至关重要的作用。根据我国的环境、聚乙烯管道材质质量等各因素结合，一般焊接温度在200～235℃为最佳，在该温度范围内，焊接质量和温度高低成线性关系。一旦超过最佳焊接温度，会造成聚乙烯材料和其他部件的融化等现象，影响焊接质量操作。

2.4 控制焊接时间

影响热熔焊接和电熔焊接的焊接质量因素有很多，焊接时间的长短也是影响焊接质量的元素之一。操作人员必须按照我国相关的标准结合聚乙烯管道的质量和厚度等因素，选择最佳的加热时间和冷却时间，如果时间选择不合理，可能会使焊接质量大打折扣。

2.5 控制冷却时所加的压力大小

在热熔焊接和电熔焊接的冷却时，都需要对聚乙烯管道施加外部压力，一边施压一边进行冷却。通过施加一定的外部压力，使得兩个焊接部件平滑紧密的结合，缩短自然冷却所需的时间。在施压冷却的过程中，必须保持管道和部件的平稳，不可随意移动，以免影响焊接质量。

2.6 控制接头符合标准

聚乙烯管道焊接过程中最常见的问题就是接头处连接不合格导致运输过程中发生泄露现象，因此对操作人员的培训过程中应当着重强调接头处的检查，需要随机抽样进行缉拿差。检查的主要内容包括：接头处是否有气泡和裂痕，接头间是否平整有无杂物和损坏的情况。在焊接前，需要通过随机抽样对接头进行破坏性试验，从而检验其融合状况是否良好。若检测过程有一件样品存在质量问题，则需要全部复工检查，直至随机检查全部合格后，方可进行聚乙烯管道焊接操作。

3 焊接后的考核标准——焊接质量评价

聚乙烯管道在焊接过程中肯定会存在一系列问题和缺陷，包括焊接过热、焊接不平整、出现气孔等各种现象，因此对于操作人员的考核标准也就是焊接质量的评价，在实际操作中显得尤为重要。对焊接质量进行随机抽样调查，评价方法可以分为直接评测、破坏性试验和非破坏性试验。

3.1 直接评测

聚乙烯管道在焊接过程中经常出现一些肉眼可观测的质量问题，包括虚焊、焊不透和焊接连接口出现碳化三种现象。针对操作人员焊接技术的考核标准，首先可实行直接评测，直观检测焊接质量。

（1）虚焊。虚焊现象发生的原因是由于焊接过程的夹具行程余量不足或者夹具在焊接时移动速度过快。若焊接机夹具的行程余量不足（小于20mm时），会使得两个部件焊接不彻底，造成质量的问题；若焊接时夹具移动的速度过快，会使焊接部分内外壁收到挤压造成间隙和表面不平整，造成焊接不充分等问题。

（2）焊不透。在操作人员的培训方式里强调焊接时间和冷却时间对焊接过程的重要性，焊不透的根本原因就是由于焊接加热时间不足，引起两管道或不见之间焊接不够彻底。

（3）焊接连接口碳化。和焊不透相对，碳化现象是由于焊接加热时间过长引发的。

3.2 破坏性试验评价

对操作人员焊接技术的考核可以通过对接头的破坏性试验进行评价，最普及的破坏性试验为拉伸试验。其他的破坏性试验包括弯曲试验（最大化对焊接成品进行弯曲，记录是否存在断裂现象进行评价）和缺口冲击试验（在焊接连接口开一个缺口，对缺口进行特异性冲撞，观察是否有断裂现象激进型评价）等。

3.3 非破坏性试验评价

非破坏性试验除了上面提及的直接对外表进行评测外，特指借助科学仪器例如X光和超声波探测在无破坏的情况下，对焊接成品的内部进行检测。X光拍摄方法只是借助X放射穿透的特性，根据连接的计算机影像的辐射强度等对焊接质量等进行评价（X光可以发现焊接处内部的缺陷情况和大小等）。超声波检测室利用超声波在不同介质中所反射的情况，对焊接口内部是否平滑、是否有杂质现象等进行评价。在实际应用中，应用低频超声波（<4MHz）进行检测，不会造成偏差和影响。

4 结束语

聚乙烯管道已经引起国内外专家学者的重视，希望可以取代传统的钢管运输成为一种新型的材料。常温状态下，聚乙烯不溶于溶剂，吸水性小且不易导电，可用于制造薄膜、电缆和雷达等高端物质的绝缘材料。聚乙烯管道是聚乙烯在工业上的应用之一，其绝佳的耐腐蚀性可以用于排水管、下水道和运输管道等各方面的应用。聚乙烯管道的焊接方式包括热熔焊接（将两根聚乙烯管道用加热的方式，使其熔融的平面紧密贴合，在压力的作用下冷却成为一个整体的过程）和电熔焊接（将高电阻的金属丝放入聚乙烯管道的壁上，通上电流后使管道的内外表面融化，使管道和管道以及其他配件结合在一起后，再进行冷却操作）。对焊接的操作人员进行培训的过程中，主要注意以下几点：熟练掌握焊接过程前的准备措施；把控加热板的质量；控制焊接温度；控制焊接时间；控制焊接冷却时所加压力的大小；控制接头符合标准等。对焊接后操作人员的考核标准包括直接评测、破坏性试验评价和非破坏性试验评价三种方式进行共同评价，做到公平公正。

参考文献

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[3]董宁光.浅析聚乙烯管道的焊接技术及评价方法[J].科技创新与应用，2013，15（2）：12-13.

作者简介：蒋庆（1985-），男，云南人，2008年毕业于北京建筑工程学院，助理工程师。