目前 PE 管在中國管材市場穩(wěn)步發(fā)展，并且應用領域較為廣泛，燃氣管是其中一個非常大的應用市場。中國的 PE 燃氣管道建設工程發(fā)展越來越快，同時也對質量提出了更嚴格的要求。
1 PE 燃氣管焊接施工質量管理及控制的必要性
和金屬管道作比較，PE 燃氣管具有相對較好的優(yōu)點，比如耐腐蝕性更強、壽命周期比較長、柔韌性比較佳、流通方面的能力更高以及在焊接方面的性能更佳等。當 PE 燃氣管被應用在中低壓管網(wǎng)，特別是 DN250 毫米以下的有關管網(wǎng)建設工程中時，相關綜合建設所耗費用與傳統(tǒng)鋼管相比，相對較低。另外，PE 燃氣管具有更理想的經濟性，所以在中國的內燃氣行業(yè)的應用日益廣泛。然而 PE 燃氣管焊接施工是管焊建設中的較為關鍵的環(huán)節(jié)，對管焊工程的質量起到關鍵作用。因此，必須保證PE 燃氣管焊接施工質量。
PE 燃氣管材在連接施工中，通常有兩種焊接方式，包括熱熔對接焊接與電熔焊接。而跟鋼管做比較，PE 燃氣管在連接時存在一些不足的地方，就是它的焊接接口在當前還缺乏科學有效的無損檢測技術來對其合格性進行檢驗。因此，要確保其焊接接口的質量，則需要從兩個方面來進行，一種是選擇合格的焊接工藝，另一種是選擇合格的焊接工具。而且在這個過程中，必須做好嚴格控制的工作，以保證 PE 燃氣管的焊接接口質量。
2 PE 燃氣管的熱熔對接焊接分析
2.1 焊接原理
聚乙烯管道的熱熔焊接是通過聚乙烯高分子在不同溫度下的物理狀態(tài)轉換來實現(xiàn)的，所以說聚乙烯熱熔焊接是一個物理變化過程。
聚乙烯在不同條件下呈現(xiàn)三種不同的力學狀態(tài)，即結晶態(tài)、高彈態(tài)和粘流態(tài)。聚乙烯管道就是在一定條件下，這三態(tài)相互轉換來實現(xiàn)焊接的。
聚乙烯的焊接過程：
常溫下聚乙烯處于結晶態(tài)，高分子鏈不能移動，管材之間或管材與管件之間無法實現(xiàn)焊接。當溫度升高到熔點時，在管材或管件端面一定區(qū)域內，聚乙烯處于高彈態(tài)，在這個區(qū)域內鏈段能運動，但高分子整鏈不能運動，不能焊接。
當溫度升高到粘流態(tài)溫度時，聚乙烯管材或管件端面一定區(qū)域內處于粘流態(tài)，即熔融層。此時熔融層內的高分子熱運動能量加大，分子鏈間空隙體積加大，在外力地作用下，兩個熔融層緊緊地擠壓在一起，兩個熔融層中的部分高分子整鏈在壓力的作用下，克服分子間力和分子間相互纏結作用，打開結點，沿受力方向通過分子間的孔穴躍遷到對面的熔融層的空隙中，并與對面熔融層中的部分高分子發(fā)生纏結作用。這樣通過兩個熔融層中部分高分子相互移動，使兩個熔融層內的高分子很好地融合在一起。隨著溫度的降低熔融層逐漸轉變?yōu)楦邚棏B(tài)，并在熔點下開始重新結晶，直至常溫下形成結晶態(tài)而完成焊接。
溫度對結晶的速度影響很大，當溫度較低時，晶體形成數(shù)量多，但都很微小，這時產生的焊接區(qū)域強度低。當緩慢冷卻時，聚合物中的晶體既多又大，焊接區(qū)域強度大。所以為保證焊接區(qū)域強度，只能采取自然冷卻的方法，而不能采取任何水冷，風冷等強制冷卻手段。而管材和管件屬于強制冷卻，因此理論上焊接區(qū)域的強度要高于管材或管件本身的強度。外力是實現(xiàn)焊接的必要條件，如果沒有外力，粘流態(tài)下的高分子就不能克服分子間力和分子間的相互纏結作用而進行移動，也就無法實現(xiàn)焊接。電熔焊接的原理是相同的，只不過實現(xiàn)焊接的力是管件與管材內外表熔面熔化形成熔融層時產生的熔脹力。
2.2 熱熔對接在操作方面的要點：
第一，溫度，壓力，時間是焊接的主要工藝參數(shù)，加熱溫度一般設定在 190° C 到 230° C 之間，溫度過高或過低都將形成虛焊。
第二，預熱時壓力不要過高，稍微有點壓力即可，如果壓力設定較高，熔融層都被擠翻出來，端面沒有熔融層將無法實現(xiàn)焊接。
第三，保壓階段一定要有，而且要有一定的保壓壓力和保壓時間。這個階段在施工中經常會被省略，這將嚴重影響焊接質量。
第四，冷卻階段一定要自然冷卻，不能采取強制冷卻手段。
第五，焊口焊好后，最好 24 小時后才能進行拖拉，如果特殊情況也要等焊口處溫度完全自然冷卻到室溫才能進行拖拉。
第六，一定在焊接前保證端口整潔，無油污，無雜質，無灰塵。
3 焊接質量檢查可以分為 4 種，即外觀上的檢查、卷邊檢查、性能檢測以及破壞性檢查。
3.1 外觀檢查
一般在對熔焊接完成之后，都會對其進行全面的外觀檢查，即確認其接口的卷邊高度是否適中，是否對稱均勻，還要確保卷邊中間沒有雜物以及污染物等。
3.2 卷邊檢查
這一檢查就是根據(jù)一定比例，采用專用工具對對熔焊接接口的卷邊進行切除。而且要對卷邊的寬度、裂縫問題以及污染問題等進行細致檢查。
采用卷邊測量器這一工具對卷邊寬度最大值與最小值進行檢查，確認其有沒有符合規(guī)定標準，確認卷邊有沒有變形問題；確認卷邊的底部的接合接面有沒有污染問題或者熔合不足而導致的裂縫現(xiàn)象。一旦存在污染問題，則應該對管道接口相應位置進行檢查，確認其有沒有一樣的污染問題，并且給予及時處理；將卷邊進行背后屈曲，確認有沒有熔合不到位的問題，即明顯的裂縫，一旦存在，則應該在管道接口上找出熔合不到位的位置。根據(jù)規(guī)定，需要進行比例為 10% 的卷邊切除檢驗。如果企業(yè)有條件，應該將其比例上升到 100%。
3.3性能檢測：在正式施工前應焊接幾段樣品進行性能檢測，樣品包括管材與管材之間的焊接，管材與管件之間的焊接，按照國家標準進行靜液壓、拉伸強度等性能檢測，各項指標都能達到國家標準的要求，說明此焊接工藝和焊接設備以及施工人員都能滿足施工要求，可以開始正式施工。
3.4 破壞性檢查
一般是在對熔接口的管道中進行分割，形成寬 25 毫米、長在500~600毫米范圍內的直條，其接口應該在直條的中央位置。對直條進行用力彎曲，使其兩端相互接觸，檢查其是否存在裂縫問題。另外，根據(jù)實際情況確定相關檢查比例。
4 PE 燃氣管焊接的電熔焊接分析
在 PE 管道的電熔焊接方面，可以按照管件的類型而分為兩種連接方式，即電熔套筒連接與電熔鞍形，前者主要包括彎頭以及三通。在管件生產的過程中，管件內已經預埋好的電熱絲會在通電之后進行加熱，直到管件的內層與管材的外層都完全被熔化并通過熔脹產生的壓力形成一體，等到足夠冷卻之后，其中的焊合部分會恢復到原來的固體形態(tài)，即是電容焊接的原理。
4.1 電熔焊接在操作方面的要點
第一，電熔管件應該在焊接施工之前才可以將其包裝打開。通常來說，國外對電熔管件都采取單件包裝形式，對其抽真空或者對其充入氮氣，從而避免管件的電熱絲受到污染或者產生氧化問題而影響質量。第二，使用前必須用萬用表測量，確認電阻絲、接線柱及整個管件的線路是連通的。在電熔套筒連接這一施工中，其管材在插入時必須與套筒中位隔相接觸，并且一定要到位。通常要做到這一點，需要在管材上對其進行劃線，予以一定的準確性。而對于電熔鞍形連接施工，則需要關注其施工夾具在實際施工中的正確使用方法。
第三，在電熔焊接施工中，特別是采取電熔套筒連接方式時，很多情況下都是在溝下進行作業(yè)。因此，我們一定要注意管材
插入套筒的時候，務必保持其自然平直，從而避免應力的發(fā)生?，F(xiàn)在很多焊接問題都是這一原因導致的，必須給予足夠重視。
第四，在焊接前要將插入部分的管材表面的氧化皮刮掉，否則將影響焊接質量。
第五，性能檢測，同熱熔對接一樣，在正式施工前，應焊接幾個樣品進行性能檢測，樣品包括電熔套筒，電熔彎頭，電熔三通等，經檢測各項性能指標均能達到國家標準要求方能正式施工。
4.2 電熔焊接接口的質量檢驗
這一方面的質量檢驗有兩種，即外觀上的檢驗以及破壞性試驗。
4.2.1 外觀上的檢驗
第一，要確認其接口周圍是否存在顯著的刮削痕跡問題；
第二，確認電熔管件是否處在定位線的中間位置上；第三，確認熔合指示針是否已經升起，通常升起的高度不低于 2 毫米。
第四，確認管件的兩端是否存在熔解膠料的流出現(xiàn)象。
4.2.2 破壞性試驗
這一試驗就是指對電熔接口進行壓扁試驗。第一，對管道或者配件的接口以及兩邊長大概為 300 毫米的管道進行垂直分割，形成兩個部分；第二，把其中分割出來的一部分管道橫放在臺鉗之上；第三，使用臺鉗對管道進行壓扁，一直到兩邊內壁出現(xiàn)緊貼現(xiàn)象，持續(xù) 10min；第四，對熔合接面進行檢查，確保其沒有出現(xiàn)裂縫問題。
5 PE 燃氣管焊接質量有效管控的其他建議
不管 PE 燃氣管采用哪一種焊接方式，都需要對工作人員進行培訓，確保其持證上崗。在施工之前，必須評定 PE 燃氣管道焊接工藝。在焊接中需要使用的有關管件管材、焊接機具等，應該保持干爽。同時，焊接端口要保持平整清潔，已經刮削應用在焊接中的連接面也需要確保沒有受到污染。如果 PE 管件的聚乙烯制造原料的級別與熔體流動速率并不一致，在標準尺寸比也不一致的情況下，在 PE 燃氣管道連接施工中，都應該采取電熔連接這一方式。在施工之前，應該做好試驗工作，對其連接質量進行判定，在合格之后才能進行電熔連接施工。
最后，一段焊接完成后，一般 500 米到 1000 米要進行試壓驗收，試壓結果達到要求，此段管道即可驗收合格。這個工作必不可少。
6 結束語
要對燃氣工程質量給予保證，其中非常重要的環(huán)節(jié)就是焊接工程的質量，我們必須采用先進合格的有關焊接機具，對焊接過程進行科學、合理、嚴格的管控，確保燃氣管網(wǎng)得以安全運行，創(chuàng)造理想的企業(yè)經濟、社會效益，促進企業(yè)與社會共同健康發(fā)展。
