分析燃?xì)庥镁垡蚁┕懿脑谏a(chǎn)過(guò)程中的檢測(cè)與調(diào)整

摘 要：文章首先闡述了聚乙烯管材的特殊性質(zhì)與優(yōu)勢(shì)，其次探討了射線(xiàn)檢測(cè)法在聚乙烯管材檢測(cè)過(guò)程的具體應(yīng)用及應(yīng)用要點(diǎn)，最后分條探究了燃?xì)庥镁垡蚁┕懿某Ｒ?jiàn)質(zhì)量問(wèn)題的檢測(cè)與調(diào)整措施。大量工藝檢測(cè)實(shí)踐表明，因?yàn)榫垡蚁┎牧纤p系數(shù)和金屬材料相比小很多，合理應(yīng)用射線(xiàn)檢測(cè)法，能明顯提升對(duì)體積型缺陷的檢出率，具有很大推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：燃?xì)?聚乙烯管材;射線(xiàn)檢測(cè)法;質(zhì)量缺陷;調(diào)整措施

最近幾年中，聚乙烯（PE）管材在中低壓燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)領(lǐng)域得到廣泛性應(yīng)用，該種棺材具有重量較輕、抗腐蝕性較強(qiáng)、施工過(guò)程簡(jiǎn)潔、使用年限較長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)特征。管道運(yùn)行安全性的問(wèn)題已得到全社會(huì)的關(guān)注，加強(qiáng)用聚乙烯管材生產(chǎn)、加工過(guò)程的管理，是及時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量缺陷為難題，保證相關(guān)修補(bǔ)與調(diào)整措施的針對(duì)性的重要措施。本文主要對(duì)射線(xiàn)檢測(cè)法在聚乙烯管材生產(chǎn)檢測(cè)中的應(yīng)用情況做出論述與探究。

1 聚乙烯簡(jiǎn)介

聚乙烯（PE），是乙烯歷經(jīng)聚合反應(yīng)而制得的一種熱塑性樹(shù)脂，具有無(wú)臭、無(wú)毒、耐低溫（最低使用溫度可達(dá)-100～-70℃）、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特征，故而在低壓燃?xì)夤芫W(wǎng)工程建設(shè)中有廣泛性應(yīng)用，保證聚乙烯管道運(yùn)行的安全性?？煽啃耘c穩(wěn)定性，是保證居民生產(chǎn)生活有序性、維護(hù)社會(huì)發(fā)展和諧性的重要舉措之一。有大量實(shí)踐表明[1]，焊接接頭質(zhì)量是影響燃?xì)夤芫W(wǎng)運(yùn)行安全性與否的主要因素之一。當(dāng)下，聚乙烯管道的連接方式多樣化，熱熔對(duì)接焊接是應(yīng)用頻率較高、造價(jià)成本較低的連接形式。但在熱熔對(duì)接焊接工序中，管道焊接區(qū)材料結(jié)構(gòu)與性能可能出現(xiàn)不同程度的改動(dòng)，造成焊接過(guò)程難以完全規(guī)避各種焊接質(zhì)量缺陷問(wèn)題。在這樣的生產(chǎn)情景下，加強(qiáng)對(duì)燃?xì)庥镁垡蚁┕芎附淤|(zhì)量的監(jiān)測(cè)、分析與評(píng)價(jià)，具有很大現(xiàn)實(shí)意義。

2 射線(xiàn)檢測(cè)在燃?xì)庥镁垡蚁┕懿纳a(chǎn)檢測(cè)中的應(yīng)用

2.1 合理選擇曝光參數(shù)

2.1.1 階梯孔型試塊

檢測(cè)試驗(yàn)期間所用階梯孔型試塊制作材料為PE100，共計(jì)加工15個(gè)階梯，第一、二、三層階梯厚度分別為5mm、5.1mm、5.2mm，按照以上層厚分布規(guī)律，可以發(fā)現(xiàn)相鄰階梯厚度差從0.1～1.5mm，最后一層階梯厚度是17mm;在前14個(gè)階梯分別鉆一個(gè)孔，孔徑取值范圍為0.1～1.5mm，和相鄰兩階梯厚度差統(tǒng)一，在管道質(zhì)量檢測(cè)過(guò)程中擬定將各階梯厚度差設(shè)為線(xiàn)型像質(zhì)計(jì)，共計(jì)有14條，寬度分布為0.1～1.5mm。檢測(cè)設(shè)備選用以色列vidiscoXRS-3脈沖式數(shù)字射線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)。

2.1.2 設(shè)定焦距

通過(guò)查閱相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)聚乙烯材料對(duì)射線(xiàn)的吸收能力相對(duì)較薄弱，故而在檢測(cè)作業(yè)中選用相對(duì)較低的脈沖數(shù)進(jìn)行曝光，筆者檢測(cè)時(shí)選用了4個(gè)脈沖數(shù)來(lái)進(jìn)行曝光，試驗(yàn)期間選用DR系統(tǒng)，滿(mǎn)量程灰度值是65530，參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[2]，DR圖像灰度應(yīng)被控制在滿(mǎn)量程的20%～80%。當(dāng)焦距為800mm時(shí)，5mm、5.1mm、5.3mm、5.3mm、6mm、6.5mm、7.1mm各階梯厚度的灰度對(duì)應(yīng)的滿(mǎn)程量分別為44835、44838、44756、44235、43690、43067、42380，均處于滿(mǎn)量程的50%左右，體現(xiàn)出良好的適中性。在對(duì)階梯孔型試塊圖像進(jìn)行全面分析以后，發(fā)現(xiàn)其在孔徑為0.mm的孔中表現(xiàn)出良好的清晰度，但針對(duì)相鄰階梯間的厚度差，能看清0.6mm的厚度差，這提示其在體積型質(zhì)量缺陷的檢測(cè)上精確度更高（通?？蛇_(dá)到0.1mm），但在線(xiàn)型缺陷檢測(cè)精確度上不占優(yōu)勢(shì)。

2.2 分析電熔和熱熔的焊接質(zhì)量缺陷

在工業(yè)領(lǐng)域中，聚乙烯管道焊接接頭通常有電熔焊接接頭和熱熔焊接接頭之分，前種焊接是利用對(duì)電熔管件中電阻絲加熱的方式，進(jìn)而促進(jìn)管材與管件兩者的融合進(jìn)程，而后焊接過(guò)程是應(yīng)用具備一定壓力的加熱板，把連接結(jié)構(gòu)熔融為一體。不管管道接頭采用如上哪種焊接方法，在工藝技術(shù)水平、操作規(guī)范性等多種因素的作用下，總會(huì)形成多種焊接質(zhì)量缺陷，常見(jiàn)的有孔洞、雜質(zhì)混合、氧化皮、熔合不徹底、金屬絲方位偏差等。

2.3 焊接缺陷質(zhì)量檢測(cè)試驗(yàn)

①缺陷1：在焊接接頭內(nèi)安放一粒沙，在生產(chǎn)實(shí)踐中模擬沙、灰塵等夾雜物掉入焊接過(guò)程;②缺陷2：于管材內(nèi)部與邊界，制作一些氧化皮;③缺陷3：在接頭接縫處制作未完全熔合的質(zhì)量缺陷（見(jiàn)圖1）。

在觀(guān)察圖1過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)檢測(cè)期間未能測(cè)出沙粒與草葉，但能通過(guò)肉眼清晰的觀(guān)察到氧化皮與未熔合。由此可推測(cè)出，盡管聚乙烯材料密度與沙粒、草葉密度存在差異性，但因差異不顯著，且沙粒、草葉體積過(guò)于微小，故而通常在圖像上無(wú)法清晰的呈現(xiàn)出來(lái);氧化皮由于自身體積相對(duì)較大，因此在檢測(cè)圖像上通常會(huì)清晰體現(xiàn)出來(lái);而未完全熔合的結(jié)構(gòu)，因?yàn)楹附舆^(guò)程中影響因素過(guò)多，造成熔合表面局部位置產(chǎn)生縫隙或局部聚乙烯分子纏結(jié)不緊湊等，一般會(huì)通過(guò)檢測(cè)圖像對(duì)質(zhì)量缺陷做出精確定位。

3 燃?xì)庥镁垡蚁┕懿牡某Ｒ?jiàn)缺陷與調(diào)整措施

3.1 壁厚均度檢測(cè)與調(diào)整

在檢測(cè)過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)熒光屏幕呈現(xiàn)出環(huán)型圖形及各部位數(shù)字不統(tǒng)一時(shí)，提示管材壁厚度在斷面上缺乏勻稱(chēng)性，若不均勻程度超出標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，此時(shí)需及時(shí)調(diào)整口模方位，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)管材成型后壁厚平均值的有效調(diào)整，保證其符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。在以上調(diào)整措施實(shí)施過(guò)程中，針對(duì)口徑相對(duì)較大、管壁較厚的管材，建議在生產(chǎn)準(zhǔn)備調(diào)整過(guò)程中促使口模的上間隙略大于下部間隙。這主要是由于口模到定徑部分的重量直接影響融合體結(jié)構(gòu)整體質(zhì)量，會(huì)造成其外部形態(tài)發(fā)生不同程度的改變，融體流變也對(duì)改變量形成影響。管道在生產(chǎn)作業(yè)中還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)影響流變?nèi)隗w溫度因素的調(diào)控，盡量維持溫度的相對(duì)穩(wěn)定性。故此，在產(chǎn)品現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，應(yīng)結(jié)合具體工況設(shè)定口模上下部所處方位。有生產(chǎn)實(shí)踐表明[3]，SDR17.6系列管材口模的上、下部間隙的差值為約為0.3～0.5mm，SDR1系列管材約為0.8～1.2mm。

3.2 管材外徑尺寸的調(diào)控

若檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)管材的外徑大于標(biāo)準(zhǔn)公差時(shí)，則需及時(shí)調(diào)整真空定徑箱的真空度指標(biāo)。在融體整合至定徑內(nèi)被吸附在定徑套上，經(jīng)水冷卻處理后后續(xù)工序中其形體通常不會(huì)發(fā)生改動(dòng)。在管材壁厚度、外徑規(guī)格等指標(biāo)存在差異時(shí)，真空度的調(diào)控程度也有區(qū)別。管道生產(chǎn)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)有，SDR17.6、SDR11系列的管材真空度分別約為0.09MPa、0.06MPa左右。

3.3 管材團(tuán)度的調(diào)控

聚乙烯管材生產(chǎn)的相關(guān)規(guī)范指出，管材的橢圓度≤5%，在具體生產(chǎn)實(shí)踐中，在確保管材圓度在保證真空箱真空度相對(duì)穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，需將冷卻水的溫度控制在18～25℃區(qū)間內(nèi)。高水溫是影響融體固化速率的直接因素，結(jié)構(gòu)發(fā)生橢圓形變的概率相對(duì)較大。若冷卻水溫在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)維持較高水平，此時(shí)需采用降低牽引速度或增加定徑長(zhǎng)度等措施，以保證融體在定徑過(guò)程中的固化質(zhì)量。

4 結(jié)束語(yǔ)

燃?xì)庥镁垡蚁┊a(chǎn)品生產(chǎn)作業(yè)的持續(xù)進(jìn)行，能為燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的高效運(yùn)行提供更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。此時(shí)更應(yīng)加強(qiáng)對(duì)聚乙烯管道焊接質(zhì)量缺陷的檢測(cè)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)管材質(zhì)量的整體控制，進(jìn)而促進(jìn)燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)更安全、快捷、健康發(fā)展進(jìn)程。

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作者簡(jiǎn)介：

邢進(jìn)斌（1984- ），男，山西省太原市人，2008年畢業(yè)于河南科技大學(xué)，交通運(yùn)輸專(zhuān)業(yè)，學(xué)士學(xué)位，從事工作及研究方向：聚乙烯管材制造檢驗(yàn)。