PPR管熱熔焊焊接施工工法1版

1、PP-R管道熱熔焊焊接施工工法中石化中原油建工程有限公司煉化裝置工程處郭強1. 前言PP-R是從 90 年代發(fā)展起來的一種新型化學(xué)建材，它與鋼管、銅管相比，具有衛(wèi)生、質(zhì)輕、耐壓、耐腐蝕、隔熱保溫、阻力小、連接方便可靠、使用壽命長、廢料可回收利用等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于冷熱水供應(yīng)系統(tǒng)和純凈水系系統(tǒng)，有良好的推廣應(yīng)用前景和顯著的社會效益、經(jīng)濟效益。雖然 PP-R管材具有輕質(zhì)、耐壓、耐腐蝕、阻力小、使用壽命長、施工簡便、清潔無毒等優(yōu)點，但也存在著剛性相對較差、線膨脹系數(shù)大等缺點，在使用中易出現(xiàn)管道變形、接口滲漏等質(zhì)量問題。因此，在施工安裝等方面必須引起應(yīng)有的重視。在 PP-R管道里安裝過程中， 每一步的

2、安裝質(zhì)量都是環(huán)環(huán)相扣的， 嚴(yán)格控制每個控制點的質(zhì)量，才能保證整體安裝質(zhì)量。我們以基地南區(qū)、北區(qū)、建設(shè)小區(qū)鍋爐房鍋爐改造工程為契機，對 PP-R管道安裝施工進(jìn)行了詳細(xì)的研究， 通過科研小組的共同努力， 取得了一定的成果，并編制了本工法。2. 工法特點形成一套完整、科學(xué)合理的 PP-R管道熱熔焊焊接施工方法，能夠有效的指導(dǎo) PP-R管道熱熔焊焊接工程的施工，且能夠保證 PP-R管道的施工安全、質(zhì)量和進(jìn)度。3. 適用范圍適用鋼鐵、化工、冶金、醫(yī)藥、電子、市政、電力、石油、化肥、染料等行業(yè)領(lǐng)域水處理系統(tǒng)，管徑為DN15DN160 的 PP-R管道熱熔焊焊接的施工。4、工藝原理PP-R管道連接方式主要有

3、熱熔連接、電熔連接、絲扣連接和法蘭連接四種形式。電熔連接是熱熔連接方式的一種。是先將電熔管件套在管材上，然后用專用焊機按設(shè)定的參數(shù)（時間、電壓等）給電熔管件通電，使內(nèi)嵌電熱絲的電熔管件的內(nèi)表面及管子插入端的外表面熔化，冷卻后管材和管件即熔合在一起。電熔連接的特點是快速、接頭質(zhì)量較好、外界因素干擾小，適用于大口徑、操作空間受限、不易安裝位置的連接。但由于電熔連接法在我國剛剛起步且電熔管件的價格是普通管件的幾倍至幾十倍，工作運用的經(jīng)驗尚需進(jìn)一步總結(jié)。絲扣連接是采用帶有金屬螺紋接頭的PP-R管件進(jìn)行連接的一種方法。 法蘭連接是采用PP-R法蘭連接件及套入的金屬法蘭盤組成活套法蘭進(jìn)行連接的方法。絲扣和

4、法蘭連接主要適用在 PP-R管道與鋼管連接、 與閥門等設(shè)備的連接部位以及管道上需經(jīng)常拆卸的部位。這兩種連接方式適用范圍廣、連接方便但密封性較差，操作不好容易在連接部分滲水。同材質(zhì)、同一牌號的加工而成PP-R管材、管件具有良好的熱熔接性能， 熱熔承插連接連接時，采用專用熱熔工具將連接部位表面加熱至一定溫度，使連接表面處于融融狀態(tài)，在外加作用力協(xié)助下，管材與管件的承插面重新相互融合并在自然溫度下重新冷卻后連接成為一個整體，恢復(fù)PP-R管道原有性能的一種連接方式。經(jīng)熱熔連接的 PP-R管材、管件其連接處分子與分子完全熔合在一起，無明顯的界面，故整個管道系統(tǒng)連一體。熱熔連接部位的強度大于管材本身的強度

5、，所以這種連接方式較電熔粘接、絲扣連接、法蘭連接及其他連接方式更為可靠，且操作簡單、速度快、成本低，特別適用于直埋暗敷的安裝場合。 所以 PP-R管道的熱熔連接方式較其他塑料給水管具有獨特的優(yōu)點，也是解決長期以來困惑人們給水系統(tǒng)漏水安全的有效方法。5、工藝流程及操作要點5.1 PP-R管道熱熔施工工藝流程圖及其工藝曲線圖5.1.1 管道熱熔施工工藝流程圖施工圖紙會審設(shè)備選型上熱熔機夾具技術(shù)交底管材切割下料材料領(lǐng)用管道連接承口、 插口熱熔熱熔粘合管材預(yù)粘合面清洗面檢查其他管段管道冷卻焊縫檢驗 拆卸夾具 管道試壓的安裝圖 5.1-1管道熱熔施工工藝流程圖5.1.2 管道熱熔工藝曲線圖溫度（）加熱溫

6、度自然溫度時間（ sec）預(yù)熱找平加熱時間冷卻時間承插時間圖 5.1-2管道熱熔焊焊接工藝曲線圖5.2 操作要點5.2.1 施工準(zhǔn)備1、施工技術(shù)人員認(rèn)真熟悉圖紙，領(lǐng)會設(shè)計意圖，對圖紙中發(fā)現(xiàn)的問題及時與業(yè)主、監(jiān)理及設(shè)計人員聯(lián)系，并作圖紙會審，作好會審記錄。熟悉PP-R管的一般性能，掌握必須的操作要點。2、設(shè)計圖紙的二次深化設(shè)計，建立空間視圖。按設(shè)計要求合理劃分預(yù)制分界點，同時做好相應(yīng)技術(shù)交底。3、依據(jù)施工現(xiàn)場平面布置圖，合理布置加工預(yù)制的焊接設(shè)備、清洗劑、配電箱等。4、依據(jù)材料制造商提供的技術(shù)文件和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，編制熱熔焊焊接作業(yè)指導(dǎo)書。對施工操作人員進(jìn)行技術(shù)交底。5.2.2 設(shè)備選型及材料領(lǐng)用

7、1、材料設(shè)備要求：到現(xiàn)場的管材、管件等須認(rèn)真檢查并經(jīng)監(jiān)理、業(yè)主驗明材質(zhì)，核對質(zhì)保書，規(guī)格、型號等，合格后放能入庫，并分別作好標(biāo)識。1）管材和管件的內(nèi)外壁應(yīng)光滑平整，無氣泡、裂紋、脫皮和明顯的痕紋、凹陷，色澤應(yīng)基本一致。2）管材的端面應(yīng)垂直于管材的軸線。管件應(yīng)完整、無缺損、無變形。3）管件和管材不應(yīng)長期置于陽光下照射，為避免管子在儲運時彎曲，堆放應(yīng)平整。搬運管材和管件時，應(yīng)小心輕放，避免油污，嚴(yán)禁劇烈撞擊，與尖銳觸碰和拋、摔、拖。4）施工現(xiàn)場與材料存放處溫差較大時，應(yīng)于安裝前將管件和管材在現(xiàn)場放置一定時間，使其溫度接近施工現(xiàn)場環(huán)境溫度。5）選擇同品牌生產(chǎn)的管材與管件，確保熱熔焊接的效果.2、管材

8、規(guī)格用 De 表示其公稱外徑，管材的規(guī)格，壁厚及允許偏差參考值見下表。表 1管材規(guī)格尺寸及允許偏差（ GB/T 18742.2-2002）公稱外徑平均外徑管系列S5S4S3.2S2.5S2dnde minde max壁 厚 e1616.016.32.02.02.22.73.32020.020.32.02.32.83.44.12525.025.32.32.83.54.25.13232.032.32.93.64.45.46.54040.040.43.74.55.56.78.15050.050.54.65.66.98.310.16363.063.65.87.18.610.512.77575.075.

9、76.88.410.312.515.19090.090.98.210.112.315.018.1110110.0111.010.012.315.118.322.1125125.0126.211.414.017.120.825.1140140.0141.312.715.719.223.328.1160160.0161.514.617.921.926.632.13、熱熔機分手持式與臺車式，根據(jù)管徑大小選擇合適口徑的熱熔機，口徑小的管材適合使用手持式熔接工具，臺車式熔接機適用于大口徑管預(yù)裝配連接。熱熔機選型關(guān)系到熱熔時間的長短和熱熔質(zhì)量的好壞。盡量選用 PP-R管供應(yīng)商提供的熱熔機或正規(guī)廠家出產(chǎn)的機

10、器。4、因臺車式熱熔機可拆分為手持式熱熔機與車架兩部分，本文以臺車式熱熔機為例進(jìn)行說明。圖5.2-1 手持式熱熔機和臺車式熱熔機表 2某品牌熱熔機規(guī)格名稱加熱板尺寸（長×寬×厚）規(guī)格（ mm）功率 ( KW)電壓 (V)工作溫度 ( )63 型熱熔機133× 69×1615-63800220260-300110 型熱熔機133× 70× 1875-1101200220260-300160 型熱熔機158× 70× 19125-1601500220260-3005.2.3 管材的切割1、依據(jù)設(shè)計圖紙的要求的長度并結(jié)合

11、現(xiàn)場實際，用記號筆在PP-R管道上標(biāo)注。2、管道的切割采用專用切割工具、切割機或手工鋸進(jìn)行。如使用手工鋸切割管材，應(yīng)清除端口毛邊、倒刺剔除，保證管道端口盡量平整，但該方法不予提倡。3、管道切割完成后，應(yīng)采用直角角尺對管道端面的平整度進(jìn)行檢查，其允許偏差應(yīng)控制在 5mm 范圍以內(nèi)。5.2.4 夾具安裝1、將 PP-R管件或管材調(diào)節(jié)平整后用夾具緊固在焊接機架的固定端。當(dāng)管段有效長度超過 1500mm 時，應(yīng)采取加裝如下圖所示自制V 型輔助托架進(jìn)行支撐。50×5=16mm鋼板圖 5.2-2焊接用 V 型輔助托架示意圖2、將經(jīng)過切割加工的PP-R管材臨時固定在焊接機架的活動端。當(dāng)管道的有效長

12、度超過 1500mm 時，應(yīng)合理擺放 V 型輔助托架，并將管材置放其上，防止管材下垂，影響對口精度。3、調(diào)整 PP-R管材與管件，使其軸線同心盡可能重合，并用水平尺或角尺檢查管道的平整度。4、檢查 PP-R管材與管件的橢圓度，滿足規(guī)范要求后，將緊固夾具螺栓擰緊。5.2.5 預(yù)粘合管道間隙、同心度的檢查1、操作管道夾具，使需熔焊管段承口與插口預(yù)組對。2、用水平尺檢查兩段管道預(yù)粘合后兩側(cè)的平整度，從而確定兩段管道的同心度。其同心度最大不超過 1mm。3、承插連接的 PP-R管材，應(yīng)采用水性記號筆在插口上標(biāo)記出相應(yīng)的插入深度。5.2.6 熱熔粘合面清洗1、對檢驗合格的管段，操作焊機手輪使管道夾具相互

13、分離，對其進(jìn)行清洗。2、承插式熱熔焊焊接的PP-R管材，應(yīng)將需熱熔區(qū)兩邊大約30mm 內(nèi)的承口和插口管道內(nèi)外表面用丙酮或酒精擦洗干凈，確保清潔、干燥、無油，清洗時注意保護插口處的標(biāo)記線。5.2.7 熱熔焊接1、依據(jù)材料的規(guī)格調(diào)節(jié)熱熔焊機上的加熱深度、加熱溫度、加熱時間，使其符合 PP-R管道材料制造商所提供的加熱技術(shù)數(shù)據(jù)的要求，下表供參考。表 3承插口熱熔焊技術(shù)參數(shù)表公稱外徑熔接深度加熱時間加工時間冷卻時間（mm ）（ mm ）（sec）（ sec）（min ）1612443201454325167433220844402112645022.51865632424667526301089032

14、4010811038.5501510125426015151404570151516050901520注： 1、該表僅供參考，PP-R管材的具體熱熔數(shù)據(jù)參考各材料制造商技術(shù)文件，2、 加熱時間應(yīng)根據(jù)施工環(huán)境溫度調(diào)整，若環(huán)境溫度小于5，加熱時間應(yīng)延長50% 。2、將加熱器放置在機架，用對加熱板的加熱模頭進(jìn)行清洗，干凈后開啟加熱板電源使加熱板升溫。當(dāng)電熱板溫度達(dá)到焊接溫度260 -280時，繼續(xù)加熱約10 分鐘使電熱板溫度均勻。對于有指示燈的熱熔機，紅燈代表加溫，綠燈代表恒溫，第一次達(dá)綠燈時不可使用，必須第二次達(dá)綠燈時方可使用，保證熱熔時溫度在260 -280 。低于或高于該溫度，都會造成連接處不

15、能完全熔合，留下滲水隱患。3、將加熱板放置到焊機機架的軌道上，轉(zhuǎn)動手輪，使需要加熱PP-R管材和管件的插口及承口對準(zhǔn)加熱器， 使 PP-R管材外表面和管件內(nèi)表面同時無旋轉(zhuǎn)地插入熔接器的加熱器的模頭內(nèi)，插入到記號筆標(biāo)識的深度。加熱時間符合表3 的中的規(guī)定。4、在對 PP-R管道端面進(jìn)行加熱過程中，應(yīng)使焊機系統(tǒng)保持一定的工作壓力，以消除PP-R管材和管件回彈。5、當(dāng)加熱時間到規(guī)定的時間后，操作焊機液壓系統(tǒng)使活動端管道夾具反向運行，使被加熱管道完全脫離加熱板，同時迅速將加熱板移除。6、當(dāng)使用手持熱熔機加熱時，管材及管件進(jìn)入加熱板模頭時較為困難，應(yīng)多人操作，控制好 PP-R管材及管件的插入深度及傾斜角

16、度。5.2.7 管道連接1、加熱板移除后，迅速操作手輪，時間越短越好，使被加熱管材插口及管件的端口在機械外力的作用下，迅速相互擠壓融合進(jìn)行熱熔焊接，插口插入承口時必須保持平直，且插入深度必須達(dá)到標(biāo)記線的位置，使接頭處形成均勻的熔接圈即翻邊，其外觀成形見下圖所示。圖 5.2 -3熱熔承插焊焊縫示意圖2、擠壓融合時，承插連接時應(yīng)均勻推進(jìn)，并應(yīng)觀察管道端面的翻邊寬度，兩側(cè)翻邊的必須均勻連續(xù)，見下圖。翻邊圖 5.2-4 翻邊示意圖3、從加熱板的移除到兩個管道的端面開始熱熔焊接開始，切換時間必須控制在表3 規(guī)定的工藝參數(shù)時間內(nèi)。4、在加工時間內(nèi)，剛?cè)劢雍玫慕宇^允許立即校正，但力度要控制好，管材與管件盡量

17、做到橫平豎直。當(dāng)采用手持式熱熔機操作時，嚴(yán)禁旋轉(zhuǎn)管材與管件。一旦過了加工時間，嚴(yán)禁強行校正。5.2.7 管道冷卻1、控制焊機的手輪，使管道夾具保持在焊接時工作位置，防止發(fā)生反彈現(xiàn)象，讓熱熔焊縫區(qū)域開始冷卻。2、管道的冷卻時間應(yīng)符合表3 的時間要求。3、在冷卻時間內(nèi)，嚴(yán)禁讓剛加工好的接頭處承受外力。5.2.9 熱熔焊縫外觀質(zhì)量檢驗1、正常熔接時， 在接合面應(yīng)有一均勻的熔接圈，檢查焊接后熔接圈是否為連續(xù)，均勻。2、檢查焊接后的熔接圈是否干凈。3、檢查焊接后熔接圈有無氣孔。5.2.8 夾具拆除冷卻時間符合要求后，應(yīng)及時拆除管道夾具并放置在焊接機架規(guī)定的位置。5.2.9 其他管件、管段的熱熔焊接和管道

18、的安裝1、按照相同工序?qū)ζ渌墓艿肋M(jìn)行連接預(yù)制。2、當(dāng)管道采用法蘭連接時，應(yīng)符合下列工藝要求：a法蘭盤先套在管道上bPP-R專用法蘭連接與PP-R管材熱熔連接步驟與上文相同。c校直兩對應(yīng)的連接件，使連接的兩片法蘭垂直于管道中心線，表面相互平行。d法蘭的襯墊，應(yīng)采用耐熱無毒橡膠圈。e應(yīng)使用相同規(guī)格的螺栓，安裝方向一致。螺栓應(yīng)對稱緊固。緊固好的螺栓應(yīng)露出螺母之外，宜齊平。螺栓螺帽宜采用鍍鋅件或不銹鋼材料。f連接管道的長度應(yīng)精確，當(dāng)緊固螺栓時，不應(yīng)使管道產(chǎn)生軸向拉力。g法蘭連接部位應(yīng)設(shè)置支吊架，減少應(yīng)力，防止漏水現(xiàn)場發(fā)生。圖5.2-5法蘭連接示意圖1.PP-R 專用法蘭連接件2. 熔接圈3.PP-R

19、 管材4.PP-R 管專用活金屬法蘭盤5.密封墊圈6.金屬管道用金屬法蘭盤7.鋼管或鋼閥門5.2.10 管道試壓1、應(yīng)在接口完成超過24h 以后才能進(jìn)行水壓試驗。2、按照設(shè)計圖紙的要求，對熱熔焊接、安裝完成的PP-R管道進(jìn)行壓力試驗；當(dāng)設(shè)計無要求時應(yīng)按照系統(tǒng)工作壓力的1.5 倍進(jìn)行。3、水壓試驗之前，管道應(yīng)固定牢固，接頭須明露。4、管道壓力試驗時的介質(zhì)應(yīng)采用潔凈的水。5.2.11 其他工作施工管道試壓完成并經(jīng)監(jiān)理、業(yè)主驗收的合格后完成管道其他諸如隱蔽、保溫等后續(xù)施工。6. 主要施工機具及材料在 PP-R管道安裝過程中， 所需施工機具及材料較為簡單。 其主要為熱熔焊機、 配電箱、切割機、手工鋸、

20、少量等邊角鋼等。以基地南區(qū)、北區(qū)及建設(shè)鍋爐房改造工程中的 PP-R管道施工所需主要施工機具及材料為例。表 4主要施工機具及材料表序號名稱規(guī)格型號數(shù)量備注1PP-R承插焊機63-1601 臺由 PP-R管材制造商依據(jù)管材規(guī)格配套2手持式熱熔機15-631 臺提供3切割機Z1E-FF02-1101 臺4磨光機S1M-FF03-100A1 個5手工鋸1 把6專用剪刀1 把7配電箱1 個8角鋼 50X512m制作輔助焊接架9水平尺1 把7、勞動組織表 5主要勞動力配置序號名稱數(shù)量（人）備注1班長12管工13電工14普工45操作手18、質(zhì)量控制在 PP-R管道施工過程中， 施工質(zhì)量主要從以下幾個方面對

21、PP-R管道的熱熔焊焊接施工質(zhì)量進(jìn)行了控制：8.1 施工環(huán)境溫度控制PP-R管道的焊接環(huán)境溫度宜控制在5 40以內(nèi)，相對濕度不超過80%。當(dāng)達(dá)不到要求時，采取搭設(shè)加工棚或延長加熱時間的方式來進(jìn)行施工。8. 2 焊接現(xiàn)場施工過程控制8.2.1 在地面預(yù)制施工時，并采取灑水等措施對周圍的揚塵進(jìn)行控制。8.2.2 安排專人對預(yù)制加工場的垃圾。8.2.3 管道連接前應(yīng)檢查管內(nèi)有無異物阻塞，施工臨時停止時。應(yīng)將管口臨時封堵8.2.4 嚴(yán)格按照 PP-R管道熱熔焊接工藝要求控制熱熔焊過程中的工藝參數(shù)，尤其是熱熔時間、焊接壓力、切換時間、冷卻時間等四項，并做好相應(yīng)的記錄。8.2.5 不允許直接在管材和管件上

22、套絲，和金屬管道連接的時候采用法蘭連接，和絲扣管件連接時采用帶金屬嵌件的管件。8.2.6 安裝中斷或完畢的敞口處，一定要臨時封閉好，以免雜物進(jìn)入。8.2.7 焊接的時間太長，可能導(dǎo)致PP-R管融化。 焊接時間過短，即PP-R管件和管件無法再往前推的時候就拔下來迅速的組對焊接上，以上兩種情況都容易造成漏水現(xiàn)象。8.2.8 熱熔機加熱模頭表面的鍍漆缺少， 也會在拔出 PP-R管和管件時，出現(xiàn)拉絲的情況，進(jìn)而產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象。8. 3 熱熔焊縫的外觀質(zhì)量控制8.3.1 冷卻成型熱熔焊縫必須連續(xù)均勻，其翻邊寬度、高度必須符合工藝要求8.3.2 冷卻成型熱熔焊縫處不得粘有塵土、黃、黑的跡象。8.3.3 冷卻

23、成型熱熔焊縫不得有氣孔。8.4 在施工中認(rèn)真執(zhí)行國家有關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和公司質(zhì)量體系文件要求，做好過程質(zhì)量控制，依據(jù) PP-R管材制造商所提供的技術(shù)資料， 結(jié)合工業(yè)金屬管道施工規(guī)范 GB50235-2010、石油化工鋼制管道工程施工工藝標(biāo)準(zhǔn)SH/T3517-2013、建筑給水聚丙烯管道工程技術(shù)規(guī)范GB/T50349-2005等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，編制了用于指導(dǎo)施工的 PP-R熱熔焊焊接作業(yè)指導(dǎo)書并形成了相應(yīng)的管道安裝記錄、試壓記錄等技術(shù)文件資料。并設(shè)立如下質(zhì)量控制重點：（1）圖紙會審；（2）PP-R管道安裝操作培訓(xùn)；（3）材料進(jìn)場的檢查、報驗；（4）安裝前設(shè)備檢查、驗收；（5）PP-R管道施工過程的控制；（6）管道試壓；9、安全措施9.1 防觸電：嚴(yán)格按照施工現(xiàn)場臨時用電安全技術(shù)規(guī)范JGJ46-2012的要求進(jìn)行操作，辦理臨時用電作業(yè)票后方可施工；9.2 防墜落：高空作業(yè)時， 應(yīng)搭設(shè)相應(yīng)的施工腳手架或其他吊架，焊接設(shè)備應(yīng)固定牢固，施工人員應(yīng)系好安全帶；吊裝系統(tǒng)臨時固定措施牢固可靠，系統(tǒng)穩(wěn)定；9.3 防有害氣體： PP-R管道施工時應(yīng)具有良好的通風(fēng)設(shè)施，控制酒精或丙酮在空氣中濃度，防止中毒；9.4 防中暑 :采取一定的防暑降溫措施(如搭設(shè)遮陽棚等 )；9.