pe焊接技术规程
燃气用聚乙烯管道焊接技术规程
1内容
规定了燃气用聚乙烯管道热熔及电熔焊接通用工艺，供项目施工中焊接作业指导书使用。
2引用文件
2.1 GB15558《燃气用埋地聚乙烯管道系统》
2.2 CJJ63-2008聚乙烯燃气管道工程技术规程
3 焊接工艺
3.1 焊接区域内应当防范不良的气候影响；风雨天气和在零度以下进行焊接时，必须采取适当的保护措施，以保证需要焊接的焊接面有足够的温度；焊接操作人员的熟练技巧应当在任何外界温度及环境下都能进行操作。
3.2 与焊接面接触的所有物品必须清洁，焊接面在焊接前必须清洁和干燥；需要焊接的部位不能有损伤破坏、杂质、污垢（如：污物、油脂、切削等）。
（三）确保焊接过程的连续性，焊接完成后应当进行充分的自然冷却，以消除其内应力。
（四）对于公称外径≤63mm或壁厚< 6mm的管道产品不允许使用热熔对接的焊接方法。
（五）不同SDR系列的管道产品互焊时，应当采用适当的加工方法使焊接处壁厚相同。
（六）焊接时每一个焊口应当有详细的焊接原始记录，焊接原始记录至少应当包括环境温度、焊工代码、焊口编号、管道规格类型、焊接压力、拖动压力、增压时间、加热板温度、切换时间、吸热时间、冷却时间等。
第三十三条热熔对接焊的焊接操作过程如下：
（一）焊接前准备
清洁油路接头正确的连接焊机各部件；测量电源电压，确认电压符合焊机要求。检查清洁加热板，涂层损坏应当更换。其表面聚乙烯的残留物只能用木质工具去除，油污油脂等必须用洁净的棉布和酒精进行处理。
按照焊接工艺正确设置吸热、冷却时间和加热板温度等参数。焊接前，加热板应当在焊接温度下适当预热，以确保加热板温度均匀。
（二）装夹管材/管件
用辊杠或者支架将管垫平，调整同心度，利用夹具校正管材不圆度，并且留有足够的焊接距离。
（三）铣削焊接面
铣削足够厚度，使焊接端面光洁、平行，确保对接端面间隙 < 0.3mm；错边量小于焊接处壁
厚的10％。重新装夹时必须重新铣削。
（四）拖动压力的测量及检查
每次焊接时必须测量并且记录拖动压力（P拖）。
（五）加热
放置加热板，调整焊接压力（P1）＝拖动压力（P拖）＋焊接规定压力（P2）。
当加热板两侧焊接处圆周卷边凸起高度达到规定值时，降压至拖动压力（P拖），在确保加热板与焊接端面紧密贴合的条件下，开始吸热计时。
（六）切换对接
在规定的时间内抽出加热板，立即贴合焊接面，迅速将压力匀速升至焊接压力（P1），严禁高压碰撞。
（七）拆卸管道元件
达到冷却时间后，将压力降至零，拆卸完成焊接的管道元件。
第三十四条电熔焊的焊接操作过程如下：
（一）焊接前准备：测量电源电压，确认焊机工作时的电压符合要求；清洁电源输出接头，保证良好的导电性。
（二）管材截取：管材的端面应垂直轴线，斜度＜5mm。（见图4）。
（三）焊接面清理：测量电熔管材的长度或者中心线，在焊接的管材表面上划线标识（见图5），将划线区域内的焊接面刮削0.1～0.2mm厚度，以去除氧化层。
（五）管材与管件承插：在管材上重新划线，位置距端面为1/2管件长度。将清洁的电熔管件与需焊接的管材承插，保持管件外侧边缘与标记线平齐。安装电熔夹具，不得使电熔管件承受外力，管材与管件的不同轴度应当小于2%。
（六）输出接头连接：焊机输出端与管件接线柱牢固连接，不得虚接。
（七）焊接模式设定：按焊机说明书要求，将焊机调整到“自动”或“手动”模式。
（八）焊接数据的输入：按自动或手动方式输入焊接数据。
（九）焊接：启动焊接开关，开始计时；手动模式下焊接时间应当按管件产品说明书确定。
（十）自然冷却：冷却时间应当按管件产品说明书确定，冷却过程中不得向焊接件施加任何
外力，完成冷却后，拆卸夹具。
第三十五条电熔鞍形管件的焊接操作过程
（一）焊接前准备：同第三十四条。
（二）划线：在管材上划出焊接区域。
（三）焊接面清理：将划线区域内的焊接面刮削0.1～0.2mm厚，以去除氧化层，刮削区域应大于鞍体边缘。
（四）管件安装：用管件制造单位提供的方法进行安装，确保管件与管材的两个焊接面无间隙。修补用电熔鞍形管件必须对中，且电热丝区域不得安装在被修补的孔上。
（五）焊接数据输入：同第三十三条（八）。
（六）焊接：同第三十三条（九）。
（七）自然冷却：接头在冷却过程中应当处于夹紧状态。鞍形三通的冷却时间应当大于60分钟或者按产品说明书进行开孔操作。
（八）封堵：按照管件产品说明书进行封堵。
第八条通过对燃气聚乙烯管道热熔对接焊接、电熔承插焊接及电熔鞍形焊接接头性能的评价，验证拟定焊接工艺及参数的正确性。
第十二条进行燃气聚乙烯管道焊接工艺评定时，应符合以下基本规定：
（一）焊接用管道元件应当符合本规范第二章的要求；
（二）焊接应当由技能熟练的PE焊工操作；
（三）焊接设备应当满足本规范第五章的规定，所用仪表应当在计量的有效期内且处于正常工作状态；
（四）焊接工艺评定所用试件的切割、刮削、组对及清理等工艺措施的操作规程，应当符合本规程第六章的规定；
*（五）焊接工艺评定试件的检验试验，应当由国家质检总局认可的检验单位或机构进行。检验试验的单位或机构应当做好相关试验的记录工作，检验完成后应当提供焊接工艺评定报告。评定报告格式见附件2。另外焊接工艺评定报告应由施工单位根据检验记录完成。
第十三条评定原则
（一）对于热熔对接焊接，当出现以下情况时，施工单位应当进行焊接工艺评定：
1．当施工单位采用本规程以外的焊接工艺参数进行焊接时；
2．当不同的原材料等级（例如PE80与PE100）的管道产品互焊时；
3．同一原材料等级的管道元件熔体质量流动速率(MFR)差值大于等于0.5g/10min（190℃，
5kg）时；
4．当管道元件制造单位对焊接有特殊要求，且施工单位使用的焊机不能满足其要求时；
5．当施工环境与焊机工作条件有较大差距时 (请再查资料，是否有对环境条件的要求)。
（二）对于电熔承插焊接和电熔鞍形焊接，工艺评定由管道元件制造单位在产品设计定型时进行，施工单位主要对其进行验证。
第十四条焊接工艺参数
（一）热熔对接焊接关键工艺参数
1．焊接工艺温度
推荐的焊接工艺温度为200～235℃（见表1，表2），施工单位在实际施工中，可以根据具体施工环境和材料适当调整焊接温度。
2
12S P S p ?=
拖
P P P +=212．焊接压力与时间（其关系见图1）
图中：
P 1 — 总的焊接压力，P 1=P 2+P 拖（MPa ）； P 2
— 焊接规定的压力（MPa ）；
P 拖 — 拖动压力（MPa ）； t 1 — 卷边达到规定高度的时间。
t 2 — 焊接所需要的吸热时间（s ）＝管材壁厚×10（s ）； t 3
— 切换所规定的时间（s ）；
t 4 — 调整压力到P 1所规定的时间（s ）； t 5 — 冷却时间（min ）；
（1）焊接压力P 1按下式计算：
对接规定的压力P 2按下式计算：
式中：
S 1 — 管材的截面积（mm 2
） , S 1=π×ｅ×（dn-ｅ）；
S 2 — 焊机液压缸中活塞的有效面积（mm 2
），为焊机生产厂家提供。 P 0
— 作用于管材上单位面积的力（0.15N/mm 2
）。
P 拖 — 拖动压力（MPa ）。
（2）吸热时间
推荐的吸热时间等于管道产品的公称壁厚（mm ）×10（秒），由管道产品规格、壁厚确定。当环境条件（温度、风力等）恶劣时，应当根据实际情况适当调整。
（二） 热熔对接焊标准工艺参数见表1、表2。
图1 热熔对接焊工艺曲线图
表1 SDR17.6管材的焊接参数
（热板表面温度：PE80－210±10℃；PE100－225±10℃）(是否也有表1 的问题)
注：以上参数基于环境温度为20℃，油缸面积为510mm2条件下确定。当油缸面积不同时，按上述公式进行计算确定。
（三）电熔承插焊接及电熔鞍型焊接的关键工艺参数包括：电压、加热时间、冷却时间、电阻值，由管道元件制造单位提供。
第十五条焊接工艺评定的覆盖范围
（一）热熔对接焊接工艺覆盖范围
1．相同级别原材料（例如PE80、PE100）的工艺评定可以相互覆盖。
2．不同系列管道产品（例如SDR11、SDR17.6）的工艺评定可以相互覆盖。
3．当公称外径dn≤250㎜的规格时，任选一个规格进行评定即可覆盖dn≤250㎜所有规格。
4．当公称外径dn＞250㎜时，任选一个规格和压力等级进行评定即可覆盖dn＞250mm的所有规格。
(二)电熔焊接工艺覆盖范围
1．制造单位应当对所有规格的电熔管件和电熔鞍形管件在设计生产时逐一进行焊接工艺评定，并且向施工单位提供相应的焊接工艺参数。
2．施工单位使用同一制造单位提供的管道元件时，任选一个规格进行验证即可覆盖所有规格。
第十六条焊接工艺评定试验
热熔对接焊接、电熔焊接工艺评定项目及试验要求见表3。
第十七条焊接试件数量均为2组。当外观检验两组都不合格时，则判定该焊接工艺不合格；其它检验项目有一项不合格时，则判定该焊接工艺不合格。
表3 焊接工艺评定试验及要求
(或表3 焊接工艺评定试验及要求)
第四章 PE焊工考试与管理
第十八条 PE焊工资格分为热熔对接焊接焊接和电熔焊接两类，其资格的适用范围见表4。
表4 PE焊工资格范围
第十九条省级特种设备焊工考试监督管理委员会（以下简称焊工考核监管会）在省质
量技术监督部门的领导下负责PE焊工考试的监督管理。
第二十条 PE焊工的考试工作应当由聚乙烯焊接考核委员会（以下简称PE焊工考委会）负责组织和实施。
（一）具备以列条件的单位可以组成PE焊工考委会：
1．有1名或1名以上从事聚乙烯管道元件焊接工作3年以上，并且主任或副主任由有中级职称的人员担任，有2名或2名以上焊接技能指导教师或技师。
2．有容纳40人以上的考试教室和焊接操作技能考试的场地，具备与管道元件焊接相适应的热熔对接焊接、电熔承插焊接、电熔鞍形焊接的焊接设备和工装、试样和试件的加工设备以及焊接性能试验仪器及设备。
3．具有组织PE焊工考试和管理PE焊工考核档案的能力，应当具有管理100名以上PE焊工的能力。
4．具有适用于不同焊接方法、不同牌号材料的基本知识考试题库；有满足PE焊工考试要求的焊接工艺规程。
5．具有PE焊工考试细则和相关的管理制度。
（二） PE焊工考委会主要职责如下：
1．制定焊工考试计划。
2．审查焊工资格。
3．确定考试内容。
4．检验考试用管材、管件、焊接设备、焊接性能测试仪器及焊接用仪表。
5．组织焊工进行基本知识和焊接操作技能考试，负责考场纪律。
6．负责考试试件和试样的检测，并评定考试成绩。
7．办理PE焊工合格证延期和注销手续。
8．建立、管理焊工考核档案。
9．发放焊工证。
10．评定或确认焊工考试用焊接工艺。
PE焊工考委会应在评定合格焊接工艺的基础上编制焊工考试焊接工艺规程。PE焊工考委会在考试十日前将焊工考试项目、时间、地点通知PE焊工和PE焊工考试监管会。
第二十一条 PE焊工考委会及所承担的考试项目范围，须经国家质检总局审核批准。PE焊工考委会只能在批准的范围内，组织PE焊工的考试工作，国家质检总局每4年应对PE焊工考委会进
行一次审核。
第二十二条 PE焊工应当向有资格的PE焊工考委会提出申请，经考委会同意后可参加考试。申请考试的PE焊工应具有初中或初中以上文化程度，身体健康，能严格按照焊接工艺规程进行操作，独立承担焊接工作。
第二十三条PE焊工考试内容和方法如下：
（一） PE焊工考试内容包括基本知识和焊接操作技能两部分。
（二）PE焊工基本知识考试合格后，才能参加焊接操作技能考试，PE焊工基本知识考试合格有效期为6个月。换证时应当重新进行考试。
（三）PE焊工基本知识的考试应包括以下内容：
1．燃气压力管道安全知识、法规及常见施工规范。
2．聚乙烯（PE）管道原材料的有关基本知识。
3．聚乙烯（PE）管材、管件的标准和技术要求。
4．焊接设备、焊接辅具、量具的种类、名称、使用、工作原理和维护。
5．各种管件的焊接方法和特点、焊接工艺参数、焊接流程、注意事项、操作方法及其对焊接质量的影响。
6．缺陷产生的原因和危害。
7．焊接因素对焊接质量的影响和预防措施。
8．焊接质量的检验方法和要求，非破坏性检验和破坏性检验方法特点和要求。
第二十四条PE焊工基本知识考试和焊接操作技能考试的结果应记入《PE焊工考试基本情况表》（附件四）。
第二十五条焊接操作技能考试应当从焊接方法、试件的材料、焊接试件的标准尺寸比（SDR）及操作过程等方面进行考核。焊接方法包括热熔对接焊接和电熔焊接(承插焊接、鞍形焊接)。
第二十六条考试所用试件单件形式见图2；组合件形式见图3所示，用于液压试验的试件规格尺寸和数量见表5。
第二十七条焊接操作技能考试的具体要求：
（一）焊接操作技能考试前，由PE焊工考委会负责编制焊工考试代码，并在PE焊工考委会成员、监考人员与焊工共同在场的情况下进行确认，在试件上标注考试代号和项目代号；
（二）试件的规格和数量应当符合表5的要求；
（三）PE焊工考试用的所有管材试件，应由PE焊工进行切割取样；
（四）PE焊工应按评定合格的焊接工艺规程，焊接考试试件；
（五）考试所用的管道元件必须符合第二章要求，电熔管件应当是原包装； （六） 考试所用的焊机必须符合第五章的要求。 表5. 试件的尺寸和数量
（一）试件的检验项目及要求表6，每个试件先进行焊接过程的考核和外观检查，检查合格后再进行其它项目的检验。
表6 试件的检验项目及要求
(表6 试件的检验项目及要求)
（二）检验方法与合格判定应当符合第六章、第七章的有关要求。
第二十九条PE焊工焊接操作技能考试不合格者，允许在PE焊工基本知识考试合格有效期内补考一次。
第三十条发证和持证PE焊工的管理
（一）经基本知识考试和焊接操作技能考试合格的PE焊工，由PE焊工考委会将《PE
焊工考试基本情况表》和《PE焊工焊接操作技能考试记录表》报所在地省级质量技术监督部门，经审核后签发特种设备作业人员证书。
（二）持证PE焊工应当按本规程规定，承担与考试合格项目相应的聚乙烯（PE）管道焊接工作。
（三）PE焊工考委会应当建立焊工考核档案，内容包括：焊工考试试卷、试样的试验记录和试验报告、考核记录等。
（四）PE焊工合格证有效期为4年，在有效期满6个月前，继续从事焊接工作的PE焊工，应当向PE焊工考委会提出申请，由PE焊工考委会安排PE焊工重新进行考试。
（五）有效期内的PE焊工合格证，在全国同等有效。
（六）中断燃气聚乙烯管道焊接工作半年以上的，再从事燃气聚乙烯管道焊接工作时，必须重新考试。
（七）持证PE焊工的实际焊接操作技能，不能满足聚乙烯管道的焊接质量要求，或者违反焊接操作工艺，以致发生重大的焊接质量事故，或者经常出现焊接质量问题时，质量技术监督部门可暂扣其特种设备作业人员证书，或者提请发证机构吊销其特种设备作业人员证书。被吊销特种设备作业人员证书后，该PE焊工一年后方可提出考试申请。
第五章焊接机具
第三十一条焊接机具包括热熔对接焊机和电熔焊机。焊接机具除满足相应的国家标准外，还应当符合以下要求：
（一）焊接机具正常的工作温度范围为-10℃～+40℃。如果超出此温度范围工作，需要焊机制造单位和施工单位协商采取一个适当的保护措施。
（二）除满足国家计量法有关规定外，接焊机具在完成2000个焊口，但最长不超过12个月，必须进行校准和检定，保存相应记录，以确保焊接机具经常处于良好的工作状态。
（三）燃气聚乙烯管道热熔对接鼓励采用全自动焊机。全自动热熔对接焊机一般具有以下功能：
1．可以实现一致、可靠、可重复的操作。
2．系统将控制监视并记录焊接过程各阶段的主要参数，并判断每一焊口的状况。
3．焊机有一个数据检索存储装置，该装置通过一个接口将存储的数据下载到电子设备（计算机或打印机），存储容量至少为500个焊口的参数。这些参数包括焊机型号、环境温度、焊接日期、焊接时间、焊工代码、工程代码、焊口编号、焊接的管道类型（原材料级别、公称外径、壁厚或SDR值）、拖动拉力（峰值拖动拉力和动态拖动拉力）、热板温度、成边压力、吸热时间、切换时间、焊接压力、冷却时间等。
4．自动铣切管道端面。自动检查管道是否夹装牢固。
5．自动测量拖动拉力（峰值拖动拉力和动态拖动拉力）以及自动补偿拖动力。
6．自动监测热板温度。如果热板温度没有在设定的工作温度范围内，焊机应该无法进行焊接。
7．热板插入待焊管材之间后的所有阶段（加压、成边、降低压力、吸热、抽板、加压、保压、冷却）自动进行。最大可焊接范围≤315mm的全自动热熔对接焊机的抽板时间不应大于4秒；最大可焊接范围≥400mm的全自动热熔对接焊机的抽板时间不应大于8秒。
8．微处理器采用闭环控制系统，在焊接过程中突然出现不符合焊接参数时，焊机能够自动中断焊接并报警提示焊工。
（四）电熔焊机应有一个数据检索存储装置，该装置通过一个接口将存储的数据下载到电子设备（计算机或者打印机），存储容量至少为250个焊口的参数。电熔焊机应当有工作参数自动输入及环境温度自动补偿功能。自动输入的方式可以是条形码、识别电阻、磁卡或者微控芯片。
第七章检验与试验
第三十五条焊接检验与试验可分为非破坏性检验和破坏性检验；非破坏性检验主要手段为目测即外观检查，用于施工现场的质量控制和操作人员的自检。破坏性检验主要用于焊接工艺评定及对焊接质量有争议的焊口进行试验。
第三十六条热熔对接焊的非破坏性检验
（一）外观检查
1．几何形状：翻边应沿整个外圆周平滑对称，尺寸均匀、饱满、圆润。翻边不应有切口或缺口状缺陷，不应明显的有海绵状浮渣出现。
2．卷边（见图6）的中心高度K值必须大于零。
3．焊接处的错边量不应超过管材壁厚的10％。
图6 对接焊卷边示意图
（二）卷边切除检查
1．使用外卷边切除刀切除卷边，进行检查。
卷边应当是实心圆滑的，根部较宽（见图7）。卷边底面不得有污染、孔洞等。若发现杂质、
小孔、偏移或损坏时，判定为不合格。
2．卷边背弯试验：
将卷边每隔几厘米进行背弯试验，进行检查。当有裂缝缺陷时，判定为不合格（见图8）。
图7 合格实心的卷边图8 卷边背弯试验开裂示意图
（三）卷边的热稳定性试验
卷边的热稳定性试验方法应当符合现行国家标准GB/T17391-2003的要求。
第三十七条热熔对接焊的破坏性检验
拉伸性能测试方法应当符合相应的国家标准。
第三十八条电熔焊的非破坏性检验
（一）外观检查
1．电熔管件应完整无损，无变形及变色。
2．从观察孔应能看到有少量的PE顶出，但是顶出物不应呈流淌状；焊接表面不应有熔融物溢出。
3．电熔管件承插口应当与焊接的管材保持同轴。
4、检查管材整个圆周的刮削痕迹。
（二）无损探伤（鼓励采用）
第三十九条电熔焊的破坏性检验
（一）电熔管件剖面检验（请丁所长补充该方法，取样、45°角的截取等）
电熔管件中的电阻丝应当排列整齐，不应当有涨出、裸露、错行，焊后不游离。管件与管材熔接面上无可见界线。
（二）拉伸剥离试验
拉伸剥离试验方法应当符合相应的国家标准。
（三）挤压剥离试验
挤压剥离试验方法应当符合相应的国家标准。
第四十条电熔鞍形管件焊接的检验
（一）外观检查
1．电熔鞍形管件与管材焊接后，不应有熔融物流出管材表面；从观察孔应能看到有少量的PE 顶出，但是顶出物不应呈流淌状。
2．电熔鞍形管件应与管材轴向垂直。
3．鞍形管件和管材装配时不应有明显间隙。
4．鞍形管件焊接处周围应有刮削痕迹。