PESO焊制管件的承压性能试验分析.doc

PESO焊制管件的承压性能试验分析摘要：根据相关标准、国内外企业和行业协会的相关资料，对 焊制管件的焊制原理进行了介绍；同时对热熔焊制管件的承压性能进行了 试验分析和说明关键词：聚乙烯焊制管件 近年来国家大力推广化学建材，聚乙烯 作为一种工程树脂得到了最广泛的应用，特别是聚乙烯压力管材随着化学 树脂合成技术更深入的研究和提高，FI益表现出优良的物理力学性能和巨 人的社会经济价值，被广泛用于市政给排水、燃气管道、农业灌溉等领域 热熔焊制管件作为聚乙烯压力给水管道一种主要连接形式的管件被大量 采用，在应用过程中，人们不断地对其工艺控制和应用方法进行探索和研 究，积累了大量的经验和数据在这里我们通过相关资料和试验数据对焊 制管件承压性能进行某种探讨一、热熔连接原理聚乙烯是一种具有半结晶的热塑性高分子聚合物，具非极性的长链 分子结构，分子Z间相互缠绕和贯穿，具有非常典型的玻璃态、高弹态、 粘流态三个物态区间热熔焊制连接充分运用扩散原理，在晶体的融熔温 度附近，聚乙烯分子吸收足够的能量，导致其剧烈运动，在外力的作用下, 熔融界面的分子相互渗透和缠绕，进行分子链的物理重组和再结晶因此 对于热熔焊制连接过程而言，加热温度、焊制压力、冷却和加热时间决定了焊缝品质的高低。

二、 试验目的整个管道系统中，在工作压力下，其安全性是由系统内压力等级最 低的部件决定的焊制是PE管件制造的主要方法，PE焊制管件如三通、 弯头等，存在多处的转折处，承受的应力较高，可能成为管道系统的薄弱 环节，所以必须对焊接管件进行静液压强度的对比试验，以确定在同等压 力等级下，同级别管材和焊制管件能否同时使用，或在使用中考虑是否对 管件进行压力折减试验的冃的是验证PE焊制管件的耐压等级有所下降, 通过数据说明下降了多少三、 试验材料试验材料采用PE80的焊制管件和管材；外径：*110；压力等级： PN1. OMPa和PNO. 8MPa；品种：管材、90弯头和等径三通；数量:每个 品种每个压力等级各取3个试样四、 试验方法严格按国家标准：GB/T6111-2003《流体输送用热塑性塑料管材耐内压试验方法》进行静液压试验；根据皿80的长期静液床强度性能曲线, 确定1小时的聚乙烯管材专用料的环向应力值取13MP a ；压力等级为 PN1. OMPa的管材和管件1小时试验压力暂定为:2. OOMP a ；压力等级为 PNO. 8MPa的管材和管件1小时试验压力暂定为：1. 60MP a ；若在试验过程 中发生破裂渗漏现象，应重新取样；试验压力下降一个等级（原值除1・25 倍）再次进行静液压试验，以此类推，直到试验合格通过。

五、试验结果和试验样品图片注：在试验时除按照上面的试验方法进行外，还将压力等级提高一 个级别进行了破坏性试验压力等级SDR17 口径dnllO规格三通试样编号 123试验结果静液压强度l・6MPa,保压23分钟试样破裂静液压强度1. 28MPa,保压22分钟试样破裂静液压强度1. OOMPa,保压60分钟试样无 破裂试样图片试样编号45试验结果静液压强度1. OOMPa,保压60分钟试 样无破裂静液压强度1. OOMPa, W 60分钟试样无破裂压力等级SDR17 口 径dnllO规格90弯头试样编号123试验结果静液压强度1. 60MPa,保压 60分钟试样无破裂（试样鼓胀明显）静液压强度1.60MPa,保压60分钟 试样无破裂（试样鼓胀明显）静液压强度l・60MPa,保丿玉60分钟试样无破 裂（试样鼓胀明显）压力等级SDR17 口径dnllO规格管材 试样编号123 试验结果静液压强度1. 60MPa,保压60分钟试样无破裂静液压强度1. 60MPa,保压60分钟试样无破裂静液压强度1. 60MPa,保压60分钟试样 无破裂注：SDR17三通在2. OMPa的静液压强度下加压过程中破裂；SDR17 90弯头管材在2. OMPa的静液压下保压19分钟破裂;SDR17管材在2. OMPa的静液压下保压45分钟破裂。

压力等级SDR13. 6 口径dnllO规格三通 试样编号123试验结果静 液压强度1. 60MPa,保床60分钟试样无破裂静液压强度1.60MPa,保床60 分钟试样无破裂静液压强度1.60MPa,保压60分钟试样无破裂压力等级 SDR13.6 口径dnllO规格90弯头，试样编号123试验结果静液压强度 1. 60MPa,保压60分钟试样无破裂静液压强度1. 60MPa,保压60分钟试样 无破裂静液压强度1. 60MP&,保压60分钟试样无破裂压力等级SDR13. 6 口 径dnllO规格管材 试样编号123试验结果静液压强度1. 60MPa,保压60 分钟试样无破裂静液压强度1. 60MPa,保压60分钟试样无破裂静液压强度 1. 60MPa,保压60分钟试样无破裂注：SDR13.6三通在2. OMPa静液压强度 下保压22分钟破裂；SDR13.6 90弯头在2. OMPa的静液压下无破裂继续 加压至2. 80MPa破裂；SDR13. 6管材在2. 54MPa静液压强度下保压52分钟 破裂六、试验结果分析根据试验结果，PE80焊制管件的压力等级较同级别的管材要低，对 于焊制等径三通而言更是如此。

试验结果表明，卩E80焊制90弯头的短 期耐压能力与同级别管材相比并无明显区别；而PE80焊制三通较同级别管材相比，其短期耐压能力则有较大下降试验分析：同级别的90弯头与管材的短期承压能力大体 上是一致的，从试验表面现象上看：管材的短期耐压能力略高于同级别的 90弯头从90弯头的结构特点上分析弯头的整体应力载荷不是均匀 的，这说明对于90弯头承压能力分析应从在进行较为全面的受力分析以 后才能进行判定焊制三通的受力情况更复朵一些通过观察发现破坏处 均发生在焊制接缝处焊制三通的接缝较多，而且存在两处焊缝较叉的情 况，破坏正是在交叉处发生的这说明PE80焊制三通的耐压能力与焊缝 较叉处的焊接詁质有较大关系现场观察发现，SDR17的焊制三通(dnllO) 在1小时静液压压力为1. 28MPa的情况下，三个试样中有一个发生渗漏， 两个没有被破坏，但是没有被破坏的管件发生了较大的变形，其外形严重 鼓胀而试验结果表明，SDR17、dnllO的管材仅能通过试验压力1. 60MPa 的1小时静液压试验，三通则需耍将静液压强度降至1. OMPa才通过试验 焊缝交叉处的工艺过程是熔融结晶(三次结晶)的过程，这个过程对焊制 管件的品质产生多大的影响，长期量化的数据还需进一步研究。

通过对PE80焊制管件生产过程的工艺分析可以得知，在焊制生产 过程中，加热温度、加热时间、熔接压力、冷却时间的控制以及操作工人 的技术水平是影响管件质量的重要因素，任何一个因素发生变化都会影响 熔接界面的晶区结构的形成，从而影响焊接接头的质量另外生产环境也 有一定的影响，如室内温度、是否有风等等以上均说明，M80焊制管件生产过程控制对产品的品质有较大影响另外我们在做PE80的管材和管件液压破坏试验时发现：一部分破 坏点出现在蓝色标线处（脆性破坏），另一部分出现在管材的英他位置（韧 性破坏），不难看出蓝色标线处是管材的耐压能力相对薄弱处七、结论根据相关文献介绍，美国Northern Specialty公司生产的焊制三 通和异径三通的压力等级降低25%,而4560、67.5、90弯头的 使用压力需下降10%.澳大利亚塑料工业管道协会对于PE焊制管件的压力 折减的要求最低达到40%,即只能按照60%取耐压等级1、 经过对试验结果的分析比较，认为在实际工程应用中90弯头 的耐压筹级应较同级别的管材低一个耐压等级使用，而筹径三通则应降两 个耐压等级使用2、 应对PE焊制管件的生产过程进行严格控制；制定合理的工艺参 数，操作人员需严格进行培训，确保产品质量。

3、推动焊制管件相关标准的制定，设定可靠的管件使用安全系数4、在具体工程应用时，应采取有效措施对焊缝处进行包缚增强或 浇筑混凝土加强附录：聚乙烯热熔焊制管件的相关标准：1、 管件产品及品质判定标准：ISO/DIS 8085-2. 3-2001 > PrEN 12201-1998、 PrEN 1555-1998.2、 关于聚乙烯管材热熔连接的密闭性、可熔焊性及焊口拉伸强度 测试标准：ISO 3458-1976> ISO 3503-1976、ISO 11414-1996、ISO/TR 11647-1996、 ISO 1393-2001.关于聚乙烯压力管道系统的设计、安装和配套设备的标准：ISO/TS10839-2000、 TSO 12176-1-1998.。