塑料材質(zhì)管道的焊接工藝改良研究

張翔

【摘 要】塑料管道是建筑工程的重要材料之一，以其優(yōu)良的抗腐蝕能力，廣泛應(yīng)用于工民建各種介質(zhì)輸送，安裝技術(shù)、粘接、焊接技術(shù)是保證塑料管道安裝質(zhì)量的關(guān)鍵。針對與此，本文提出馬鞍形焊接工藝，以改進(jìn)變徑管道連接的焊接質(zhì)量和效率。

【關(guān)鍵詞】馬鞍形焊接；焊接質(zhì)量；焊接效率；塑料管道

一、背景

管道是給排水工程中不可或缺的材料，相對于傳統(tǒng)的金屬管道，塑料材質(zhì)管道在工程中的應(yīng)用也逐步增加，在管道交叉連接上，金屬管道通常采用三通、四通等管件焊接，而塑料管道由于自身材質(zhì)特點(diǎn)，還有一種承插堆焊的焊接工藝。對于三通、四通焊接需要裁剪管材長度，易產(chǎn)生較多的邊角料；對于承插堆焊，雖然避免了邊角料的問題，然則對于開孔大小、焊接操作水平要求較高，容易出現(xiàn)漏點(diǎn)，再者還存在觀感質(zhì)量不佳的問題。

針對于此，本文提出馬鞍形焊接工藝，在異徑塑料管道交叉連接中替代三通、四通，減少管材邊角料的前提下，彌補(bǔ)承插堆焊的不足，保證管道系統(tǒng)的承壓能力和觀感質(zhì)量。

二、工藝原理

馬鞍形焊接也稱作側(cè)壁對焊熔接，將馬鞍的背弧面與管側(cè)壁的背弧面連接，用合適的凸形和凹形的加熱器將這些熱表面加熱并焊接在一起。

以∮200×63轉(zhuǎn)接為例，該型號馬鞍形焊接設(shè)計尺寸如下圖：

三、工藝流程

3.1工藝流程圖

3.2馬鞍形開孔工藝

將主管固定在鞍性焊機(jī)支架上?？讖降牟煌?，選用的開孔刀具有區(qū)別：

3.3馬鞍形焊接工藝

四、操作要點(diǎn)

4.1施工準(zhǔn)備

⑴準(zhǔn)備適用的電力供應(yīng)。

⑵準(zhǔn)備有適用的連接器的加熱板。

⑶準(zhǔn)備管材切割器。

⑷貯備干凈干燥的棉布。

⑸準(zhǔn)備管子銑刀（手動或者電動）。

⑹裁剪不同尺寸的HDPE管道。

4.2正確準(zhǔn)備熔合機(jī)和加熱器

⑴將加熱轉(zhuǎn)接器安裝在加熱板上。將凸形加熱器安裝在上表面，凹形加熱器安裝在下表面。

⑵不要安裝過緊，單要保證加熱器和轉(zhuǎn)接器的表面平接。

⑶將合適的鑲嵌件安裝在可移動的鉗夾的上部和下部。這些鑲嵌件用來固定轉(zhuǎn)接件的柄。

⑷將合適的側(cè)壁卡以小于等于2英寸的總尺寸精度校對加熱板彎曲度。必須使用這些鑲嵌件以保證精確定位和校準(zhǔn)。

4.3正確的在機(jī)械上定位管件，準(zhǔn)備熔接

⑴將機(jī)械放置于總管，在總管的尺寸11/4英寸到4英寸時安裝線承枕或承枕管對總管提供受力。

⑵將機(jī)械與總管夾緊，不要過緊，因?yàn)檫@樣會使總管變平，增加了確定熔化形式的難度。

⑶用50號或60號實(shí)用砂皮紙在熔接點(diǎn)清理打磨總管，露出新料，確保管材與管件密封連接表面保持清潔、無油污。

⑷用類似的方法清理接插件的底部。

⑸將接插件在總管上定位，退回到可移動鉗夾的鑲嵌件中。

⑹在保護(hù)管件對準(zhǔn)時，從對接件上向下施加輕微的力，接近鉗夾，收緊鉗夾的球形把手。

4.4加熱管件

⑴檢查加熱器的溫度。

⑵將加熱器放置于總管與插接件之間，安全罩使加熱器居中，保證準(zhǔn)確的對中。注意若加熱板未正確對中，請檢查制造商關(guān)于重新對中的具體建議。

⑶在承插件和總管持續(xù)施加穩(wěn)固外力，直到總管有一條完整焊縫出現(xiàn)。將外力減至輕微力，保持承插件和總管的熱態(tài)循環(huán)。觀察接插件底部焊縫尺寸，總管11/4英寸時大約1/16英寸，總管2英寸時大約1/8英寸。

⑸注意焊接過程中防止溢出物過多而封堵管件的內(nèi)孔；不得轉(zhuǎn)動管材及管件，應(yīng)直接插入，正常熔接后，結(jié)合端面處應(yīng)有一圈均勻的溢出物。

4.5正確的熔合管件

⑴迅速移走加熱器，迅速檢查熔化形狀，牢固地將接插件與總管連接在一起。

⑵持續(xù)施加外力，直到接插件上的熔化形狀翻卷背向接插件并形成一條三重焊縫。保持壓力，直到連接處冷卻適合觸摸為止。

⑶檢查連接、試壓。

五、質(zhì)量控制要點(diǎn)

5.1技術(shù)人員復(fù)核圖紙，圖紙設(shè)計準(zhǔn)確，滿足實(shí)際應(yīng)用需求，無設(shè)計偏差。

5.2檢查焊接人員操作資格，杜絕無證上崗。

5.3檢驗(yàn)相關(guān)設(shè)備，確保設(shè)備運(yùn)行良好，無故障。

5.4按圖紙下料，管材管件型號、材質(zhì)符合規(guī)范、圖紙等相關(guān)要求。

5.5選擇良好操作環(huán)境，避免在潮濕場所或大風(fēng)天氣進(jìn)行焊接操作，如因施工條件限制必須在潮濕環(huán)境從事焊接工作，應(yīng)嚴(yán)格做好7.7所述清潔以及干燥工作，確保施工工藝質(zhì)量。

5.6鞍型開孔后，檢驗(yàn)孔徑符合開孔內(nèi)徑配置表對應(yīng)參數(shù)要求。

5.7焊口清潔后，采用自檢互檢的方式確保管材與管件密封連接表面保持清潔、無油污。

5.8焊接過程各項(xiàng)工藝參數(shù)應(yīng)嚴(yán)格符合馬鞍形熱熔連接工藝參數(shù)設(shè)置表要求。

5.9焊接完成后壓力實(shí)驗(yàn)應(yīng)符合管材國家標(biāo)準(zhǔn)（GBT 13663-2000）安裝標(biāo)準(zhǔn)。

六、施工安全要點(diǎn)

6.1操作人員應(yīng)戴好安全帽和安全防護(hù)，防止焊接產(chǎn)生的刺激性氣體對人體造成損害；裝卸產(chǎn)品時應(yīng)輕抬輕放，選擇陰涼無強(qiáng)光照射處貯藏產(chǎn)品；注意回收包裝袋，保護(hù)施工環(huán)境。

6.2用電機(jī)械應(yīng)做好接地接零和用電安全。

6.3焊接過程應(yīng)做好防雨、防潮工作。

6.4每天班后要做好現(xiàn)場清理，工完料清，維護(hù)場容場貌。

七、施工環(huán)保措施

7.1堆放場做到整潔、擺放合理、專人保管；

7.2施工人員做到工完料凈腳下清，確保施工材料不浪費(fèi)；

7.3運(yùn)至地面的材料應(yīng)按指定地點(diǎn)隨拆隨運(yùn)，分類堆放，當(dāng)天拆當(dāng)天清，拆下的扣件和鐵絲要集中回收處理。應(yīng)隨時整理、檢查，按品種、分規(guī)格堆放整齊，妥善保管。

八、效益分析

采用馬鞍形熱熔焊接替代三通連接，減少了三通使用以及管道裁剪邊角料浪費(fèi)，同時提高了施工效率，減少了施工人工成本。

8.1 經(jīng)濟(jì)效益

除了直接投入材料上的成本節(jié)約外，采用馬鞍形焊接工藝處理的管道系統(tǒng)還可節(jié)約由于裁剪產(chǎn)生的邊角料浪費(fèi)，該部分節(jié)約材料約占工程投入管道總量的1.5%。

此外，在施工人工成本上，傳統(tǒng)的三通連接，需要三道對焊操作，而其中兩道為主管道堆焊，特備是對于De160以上管道，由于對焊機(jī)具較重，移機(jī)、焊接所占用時間通常占整個管道施工的80%以上。

而采用馬鞍形焊接，一方面可減少一道對焊操作，另一方面規(guī)避了三通上的主管道焊接，而只需主管道至馬鞍形焊件以及焊件至分管道兩道焊接，且將原來針對大口徑的主管道焊接轉(zhuǎn)化為口徑較小的分管道（馬鞍形焊件）焊接，可以完全采用手持馬鞍形焊機(jī)進(jìn)行操作，因此可以節(jié)約人工成本25%-35%左右。

8.2 技術(shù)效益

⑴傳統(tǒng)的承插堆焊工藝具有便捷和節(jié)約成本的優(yōu)點(diǎn)，但是對于開孔和熔堆的要求較高，系統(tǒng)容易出現(xiàn)漏點(diǎn)，因此一般使用在非承壓的明設(shè)管道上；傳統(tǒng)的三通、四通連接方式在操作中需要計算、測量定位、裁剪、焊接試壓四道工序，施工工序較為繁瑣，但是采用該施工工藝的管道系統(tǒng)承壓性能能夠得到保障；而馬鞍形焊接作為承插堆焊的一種改進(jìn)，則揉合了二者的優(yōu)點(diǎn)，規(guī)避了缺點(diǎn)。

⑵提高操作工人勞動效率25-35%，特別是室外地埋管道系統(tǒng)，往往需要大面積開挖，一方面受制于臨時道路的破除時間，另一方面又制約了后期市政景觀的開工時間，因此該方面的效率提高、進(jìn)度加快，往往可以縮短整個施工總工期。

⑶提高施工現(xiàn)場文明施工水平，減少了廢渣廢屑，改善施工環(huán)境。

⑷馬鞍形焊件可根據(jù)各種型號管材的規(guī)格尺寸，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，可推廣使用。

8.3 社會效益

⑴采用馬鞍形焊件替代三通連接，可減緩原材料日趨緊張的趨勢，實(shí)現(xiàn)了社會系統(tǒng)的價值工程

⑵施工現(xiàn)場安全文明。減少了現(xiàn)場由于金屬材質(zhì)管材管件開絲套絲等產(chǎn)生的渣屑以及管道裁剪產(chǎn)生的邊角料，既保障施工人員的安全健康工作條件，也保證了施工現(xiàn)場的場容場貌，提升施工現(xiàn)場安全文明水平。。

⑶符合節(jié)地、節(jié)能、節(jié)材與環(huán)保要求，屬于綠色施工。

九、總結(jié)

綜上所述，采用馬鞍形焊接工藝，施工質(zhì)量、施工效益施工現(xiàn)場安全文明以及工程產(chǎn)品使用壽命均可得到顯著提升，而凡可使用熱熔焊接的塑料材質(zhì)（如PE管）的集分水器連接、異徑管道側(cè)邊承插連接，均可使用馬鞍形焊接，因此本工藝推廣應(yīng)用范圍較為廣泛。