PPH管道分段热熔焊焊接施工工法.docx

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PPH管道分段热熔焊焊接施工工法

PPH管道分段热熔焊焊接施工工法

1．前言

PPH管材是一种由聚丙烯经过β改性而成的均聚聚丙烯，是一种近年来的新型管道材，其具有优良的耐化学性、耐高温性以及良好的抗蠕变性、良好的施工性能、可靠的连接性能，而且在低温下还具有优异的抗冲击性，被广泛应用于钢铁、化工、冶金、医药、电子、市政、电力、石油、化肥、染料等管路系统中。

2、工法特点

形成一套完整、科学合理的PPH管道热熔焊焊接施工方法，能够有效的指导PPH管道热熔焊焊接工程的施工，且能够保证PPH管道的施工安全、质量和进度。

3、适用范围适用钢铁、化工、冶金、医药、电子、市政、电力、石油、化肥、染料等行业领域水处理系统，管径为DN15≤Φ≤DN500的PPH管道及其系列的PE管道、FRPP管道、HDPE管道、PVDF管道热熔焊焊接的施工（包括承插式和对接式）。

4、工艺原理

利用PPH管材在加热至一定温度后，处于融融状态时，在外加作用力的协助下使其重新相互融合并在自然温度下重新冷却后，使其恢复PPH管道原有性能。

5、工艺流程及操作要点

5.1PPH管道热熔施工工艺流程图及其工艺曲线图

5.2

管道热熔施工工艺流程图

图5.1-1管道热熔施工工艺流程图

5.1.1管道热熔工艺曲线图

5.3操作要点

5.2.1施工准备

1、依据施工现场平面布置图，合理布置加工预制的焊接设备、清洗剂、配电箱等。

2、采用法兰连接为优先考虑的原则，按要求合理划分预制分界点，同时做好相应技术交底。

3、对于有洁净要求还应采取相应防尘隔离措施

4、设计图纸的二次深化设计，建立空间视图（无空视图时）。

5、连接设备电气系统、液压系统，并按照设备说明书的要求对设备进行调试。

6、依据材料制造商提供的技术文件和相关标准规范，编制热熔焊焊接作业指导书。

5.2.2管材的切割

1、依据设计图纸空视图的要求的长度，用记号笔在PPH管道上标注。

2、管道的切割采用专用切割工具、无齿锯、曲线锯或手工锯进行。

3、管道切割完成后，应采用直角角尺对管道端面的平整度进行检查，其允许偏差应控制在5mm范围以内。

4、对检查合格的管道，采用水性记号笔沿管道圆周方向标记出二次端面削切的长度。

5.2.3夹具安装

1、将管道的一段调节平整后用夹具紧固在焊接机架的固定端。

当管段有效长度超过

1500mm时，应采取加装如下图5.2.3-1所示V型辅助托架进行支撑

图5.2.3-1焊接用V型辅助托架示意图

2、将另一段临时固定在焊接机架的活动端。

当管道的有效长度超过2000mm使应合理摆放拖轮式V型辅助托架，并将管道置放其上

3、调整两根需对焊的PPH管道，使其轴线同心尽可能重合，并用水平尺检查管道的平整度。

4、将经过切割加工的PPH管道采用焊接设备的固定夹具进行临时固定，检查调整其椭圆度后将紧固夹具螺栓拧紧。

5.2.4端面的削切

1、通过调节焊接设备上操作手轮或其他操作机构，使管道的夹具沿着焊接设备机架的轨道运行至相连接管道的端面距离约80mm～100mm的位置。

2、将端面削切刀具放置在焊接机架的导轨上，并再次操作手轮或其他操作机构，使固定管道的夹具滑动贴紧，启动削切刀具对管道的端面进行削切。

3、管道端面削切的长度以控制在1mm～2mm的范围内为宜。

4、在削切的过程中，应注意观察刀具两边所剥离的PPH管材的废料刨花的形状为连续卷状

且刨花的宽度和管壁厚度相同，长度超过管外径周长方可缓慢停止削切。

5、操作焊机手轮或其他操作机构使管道夹具沿着机架导轨反方向运行，完全脱离削切状态并对削切断面进行检查。

5.2.5端面预粘合管道间隙、同心度的检查

1、操作管道夹具，使需熔焊管段端面预粘合。

2、用塞尺检查管道端面的粘合间隙程度，其偏差必须控制在管材外径的1％且端面间隙应小于0.5mm。

3、用水平尺检查两段管道预粘合后两侧的平整度，从而确定两段管道的同心度。

其同心度最大允许位移量V≤0.1S（S为管材的壁厚），且最大不超过1mm。

4、承插式热熔焊焊接的PPH管材，其承口和插口的配合间隙不宜超过1mm,其椭圆度的偏差应符合规定。

5、承插连接的PPH管材，应采用水性记号笔在插口上标记出相应的深度。

5.2.5热熔粘合面清洗

1、对检验合格的管段，操作焊机手轮或其他操作机构使管道夹具相互分离，对其进行清洗。

2、清洗采用无尘布蘸酒精或丙酮对管道热熔端面及热熔区两边大约30mm范围以内进行多

次擦洗，晾干后用无尘布检查。

3、承插式热熔焊焊接的PPH管材，应将需热熔范围内的承口和插口管道内外表面用丙酮或酒精擦洗干净，清洗时注意保护插口处的标记线。

5.2.6端面热熔

1、依据材料的规格分别调节热熔焊机上的加热温度、加热时间的限位值，使其符合PPH管

道材料制造商所提供的加热技术数据的要求（参见下表5.2.6-1）。

PPH热熔焊对接焊接加热时间、加热温度参考表表5.2.6-1

厚度（mm）

类别

壁厚S

S≤5mm

S=6～12mm

S=13mm～40.9

加热时间（S）

135

135～245

245～508

加热温度（℃）

205±10

210±10

220±10

冷却时间（min）

6

6～20

20～60

升压时间（S）

6

6～11

11～35

转换时间（S）

t≤6

t=6～7

t=7～15

加热压力（Mpa）

0.1

0.1

0.1～0.4

最小翻边量（mm）

0.5

0.5～1.0

1.0～2.5

焊接/找平压力（Mpa）

0.3

0.3～0.7

0.7～5.7

注：

该表仅供参考，PPH管材的具体热熔数据参考各材料制造商技术文件

2、将加热器放置在机架，用无尘布蘸酒精或丙酮对加热板的加热面进行清洗，干净后开启加热板电源使加热板升温。

当电热板温度达到焊接温度时，继续加热约10分钟使电热板温度均匀。

3、将加热板放置到焊机机架的轨道上，启动焊机液压系统，使需要加热PPH管道的端面贴

紧加热器。

4、在对PPH管道端面进行加热过程中，应使焊机液压系统保持一定的工作压力，以消除PPH管道端面的残余不平面，使其融合均匀。

5、加热时液压系统的工作压力应依据管材的规格合理选择（参见表5.2.6-1），但必须符合

PPH管材制造商的技术数据的要求。

5、当加热时间到规定的时间后，操作焊机液压系统使活动端管道夹具反向运行，使被加热管道完全脱离加热板并使液压系统停止工作，同时迅速将加热板移除。

6、移除电加热板时，被加热管段的端面距离加热板两侧的距离控制在5mm内。

7、对于承插口热熔时，加热棒的插入深度应符合承插口的深度要求。

热熔深度、加热时间、加工时间、冷却时间参见下表5.2.6-2。

承插口热熔焊技术参数表表5.2.6-2

工称直径（mm）

热熔深度（mm）

加热时间（s）

加工时间（s）

冷却时间（min）

20

14

10

4

3

25

16

14

4

3

酒精擦洗干净，清洗时注意保护插口处的标记线。

5.2.6端面热熔

‰依据材料的规格分别调节热熔焊机上的加热温度、加热时间的限位值，使其符合PPH管

道材料制造商所提供的加热技术数据的要求（参见下表5.2.6-1）0

PPH热熔焊对接焊接加热时间、加热温度参考表表5.2.6-1

厚度（mrt∣

壁厚S

类另IJ

S≤5mm

S=6〜12mm

S=13m∏γ40.9

加热时间（S）

135

135-245

245〜508

加热温度（C）

205±10

210±10

220±10

冷却时间（min）

6

6〜20

20〜60

升压时间（S）

6

6-11

11-35

转换时间（S）

t≤6

t=6〜7

t=7-15

加热压力（MPa）

0.1

0.1

0.1〜0.4

最小翻边量（mφ

0.5

0.5-1.0

1.0〜2.5

焊接/找平压力（MPa）

0.3

0.3〜0.7

0.7〜5.7

注：

该表仅供参考，PPH管材的具体热熔数据参考各材料制造商技术文件

2、将加热器放置在机架，用无尘布蘸酒精或丙酮对加热板的加热面进行清洗，干净后开启

加热板电源使加热板升温。

当电热板温度达到焊接温度时，继续加热约10分钟使电热板温度均

匀。

3、将加热板放置到焊机机架的轨道上，启动焊机液压系统，使需要加热PPH管道的端面贴

紧加热器。

4、在对PPH管道端面进行加热过程中，应使焊机液压系统保持一定的工作压力，以消除PPH管道端面的残余不平面，使其融合均匀。

5、加热时液压系统的工作压力应依据管材的规格合理选择（参见表5.2.6-1）,但必须符合

PPH管材制造商的技术数据的要求。

5、当加热时间到规定的时间后，操作焊机液压系统使活动端管道夹具反向运行，使被加热管道完全脱离加热板并使液压系统停止工作，同时迅速将加热板移除。

6、移除电加热板时，被加热管段的端面距离加热板两侧的距离控制在5mm内。

7、对于承插口热熔时，加热棒的插入深度应符合承插口的深度要求。

热熔深度、加热时间、加工时间、冷却时间参见下表5.2.6-2o

承插口热熔焊技术参数表

表5.2.6-2

工称直径（mm）

热熔深度（mm）

加热时间（S）

加工时间（S）

冷却时间（min）

20

14

10

4

3

25

16

14

4

3

2、管道的冷却时间应符合PPH管道材料制造商所提供的技术数据的要求（参见5.2.6-1）。

5.2.9热熔焊缝外观质量检验

1、检查焊缝中间K值是否大于0，既管子的外表面必须低于焊缝中间最低点（K>0）（详见上图5.2.7-1）。

2、检查焊接后的熔瘤是否干净。

3、检查焊接后的熔瘤是有否两道，其宽度的偏差比例不得超过50%。

4、检查焊接后熔瘤是否为连续，均匀。

5、检查焊接后熔瘤有无气孔。

5.2.8夹具拆除冷却时间符合要求后，应及时拆除管道夹具并放置在焊接机架规定的位置。

5.2.9其他管件、管段的热熔焊接和管道的安装1、按照相同工序对其他的管道进行连接预制。

2、按照设计图纸要求管道的固定支架、支撑的形式和位置，对管道进行固定。

当设计无要求时，应按照下表（表5.2.9-1）间距要求加装V型支架。

PPH管道在不同运行温度下支架的距离表5.2.9-1

公称外径（mm）

常温

40℃

60℃

80℃

100℃以上

60

1.5m

1.4m

1.3m

1.2

0.9

125

2.0m

1.8m

1.7m

1.6

1.3

200

2.9m

2.4m

2.1m

2.0

1.8

250

3.0m

2.5m

2.2m

2.1

1.9

注：

该表中管道的支架距离仅供参考

3、金属固定支架、支撑或管卡同PPH管道之间应采用聚四氟乙烯板或其他类似的塑料加以隔离。

4、按照设计要求，完成其他管件的安装。

5.2.10管道试压

1、按照设计图纸的要求，对热熔焊接、安装完成的PPH管道进行压力试验；当设计无要求

时应按照系统工作压力的1.5倍进行。

2、管道压力试验时的介质应采用洁净的水。

5.2.11其他工作施工管道试压完成并经监理、业主验收的合格后完成管道其他诸如隐蔽、保温等后续施工。

6、主要施工机具及材料

在PPH管道安装过程中，所需施工机具及材料较为集中简单。

其主要为热熔焊机、夹具、控制焊机控制箱、切割机、无齿锯、少量等边角钢等。

见下表6--1为以湖北晶星科技股份有限公

司多晶硅一期项目中的PPH管道施工所需主要施工机具及材料。

主要施工机具及材料表表6--1

序号

名称

规格型号

数量

备注

1

焊接机架

GF500系列

1台

由PPH管材制造商依据管材规格配套提供

2

削切器/加热器托架

GF500系列

1台

3

液压控制器

GF500系列

1台

4

电控箱

GF500系列

1台

5

削切器

GF500系列

1台

6

加热器

GF500系列

1台

7

焊接机架

SG160系列

1台

由PPH管材制造商依据管材规格配套提供

8

削切器/加热器托架

SG160系列

1台

9

液压控制器

SG160系列

1台

10

电控箱

SG160系列

1台

11

削切器

SG160系列

1台

12

加热器

SG160系列

1台

13

角钢

∠50X5

10m

制作辅助焊接架

14

吸尘器

2台

清理预制现场尘土

7、质量控制

在PPH管道施工过程中，施工质量主要从以下几个方面对PPH管道的热熔焊焊接施工质量进行了控制：

7.1施工环境温度控制

PPH管道的焊接环境温度宜控制在5℃～40℃以内，相对湿度不超过80%。

当达不到要求时，应采取搭设加工棚的方式来进行施工。

7.2焊接现场施工环境控制

7.2.1在地面预制施工时，加工现场的地面应采用混凝土进行硬化，并采取洒水等措施对周围的扬尘进行控制。

7.2.2安排专人对预制加工场的垃圾，并采用吸尘器对地面进行除尘。

7.2.3施工过程中采用丙酮、酒精等对管道的热熔端口进行擦洗。

7.3严格按照PPH管道热熔焊接工艺操作手册控制热熔焊过程中的工艺参数，尤其是热熔时间、焊接压力、切换时间、冷却时间等四项，并做好相应的记录。

7.4热熔焊缝的外观质量控制

7.4.1冷却成型热熔焊缝必须连续均匀，其翻遍宽度、高度必须符合工艺规定

7.4.2冷却成型热熔焊缝处不得粘有尘土、黄/黑的迹象。

7.4.3冷却成型热熔焊缝不得有气孔。

另一方面，在施工中依据PPH管材制造商所提供的技术资料，结合《工业管道施工及验收规范》GB50235-97、《石油化工钢制管道工程施工工艺标准》SH/T3517-2007《建筑给水聚丙烯管道工程技术规范》GB/T50349-2005等标准规范，编制了用于指导施工的《PPH热熔焊焊接作业指导书》并形成了相应的管道安装记录、试压记录等技术文件资料。

8、安全措施

8.1防触电：

严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ46-2005的要求编制《施工现场临时用电施工组织设计》，报批后实施布置，临电验收合格后方可使用；

8.2防坠落：

高空作业时，应搭设相应的施工脚手架或其他吊架，焊接设备应固定牢固，施工人员应系好安全带；吊装系统临时固定措施牢固可靠，系统稳定；

8.3防有害气体：

PPH管道施工时应具有良好的通风设施，控制酒精或丙酮在空气中浓度，防止中毒；

8.4防中暑:

采取一定的防暑降温措施（如搭设遮阳棚等）；

8.5防机械伤害：

机械设备专人操作、专人维护；

8.6防火灾：

施工现场禁止烟火，当周围存在其他动火作业时，应采取有效的隔离措施；

8.7防高温烫伤：

在切换加热板操作时，双手应把持指定位置，谨防烫伤。

9、环保措施

9.1切割废料、边角料：

定点堆放，及时清理回收；

9.2清洗剂：

施工用清洗剂应定点放置，擦洗完成后的布料应及时回收，统一处理；

9.2试压用水：

按照要求设计排放路径，通过管道排放到指定位置，充分做到循环利用；

9.3防尘：

施工现场周围应经常洒水、设置隔离临时幕墙；预制加工现场场地硬化，布置吸尘器；

10、环保及经济效益

采用本工法施工，在施工过程中有效消除了施工中常见的光污染、有效降低了施工过程中噪声、粉尘的污染，同时施工过程的废料、边角料也完全被予以回收而重新利用。

符合本公司在在项目管理的环保方面的规定，实现了项目在PPH管道施工过程中所制定的环保目标。

另一方面，PPH管材及其系列的PE管道、FRPP管道、HDPE管道、PVDF管道通过热熔焊接连成统一整体，同采用钢制衬塑管道相比能够有效的减少漏点位置，从而也降低了管道内输送废酸废碱、有毒介质产生泄露而导致的污染。

通过该施工工法在**项目中的应用，人工费节约1.5万元左右，机械费节约1万元左右，合计约为2.5万元左右。

通过该施工工法在**多晶硅项目中的应用，人工费节约1万元左右，机械费节约0.8万元左右，合计约为1.8万元左右。

该方法的实施应用，使我们企业在PPH管道及其系列的PE管道、FRPP管道、HDPE管道、PVDF管道制安方面积累了一定的经验，也提升了企业在塑料管道安装方面的整体竞争的实力。

11、工程实例

序号

工程名称

时间

实物工程量

应用效果

荣誉

1

项目

2008-2010年

1000m

良好

2

多晶硅项目

2007-2009年

800m

良好