7A文章编号钌日期：0020McTe日月：姑Publishing前！偷髹接e已美随着石油化工的发展，塑料作为材料的后起之秀，已经深入到经济生活中的许多领域，有力地推动了现代化的进程。
由于塑料管材较传统的金属管材具有重量轻、耐腐蚀、水流阻力小、便于安装、造价低廉以及节约材料、节约能源等优势，因而在管道工程中越来越受到人们的重视。
1塑料管道的发展112德国是开发使用塑料管材最早的国家，始于1936年，50年代以后，获得了迅速发展，1989年在德国西部塑料管的消费量就达39.万U目前，德国的饮用水管中采用PVC饮水管已占50%以上，总计达500万m我国从60年代中期开始研制生产和应用PVC塑料管道，70年代进行了聚乙烯、聚丙烯塑料管道的开发与应用。改革开放以来，我国在塑料压力管道的开发、生产与应用方面有了很大的发展，在我国大规模铺设塑料压力管道已经是国家基础设施建设的一项重要内容。
塑料管材成为一些发达国家首选用的管道材料，是因为塑料管材与其他材料相比，不但节能和较为经济，而且具有如下特点：①机械物理性能好，使用范围宽，寿命长，正常使用条件下可达50年。②导电性能差，耐化学腐蚀和电化学腐蚀性能优良。③导热性能差，很少会在管路外壁上形成凝结水。④管内壁光滑，水流摩擦损失与金属相比小30 %.⑤质量轻，是金属管质量的1/14~1/6，因此在运输和施工过程中省工省力。⑥单位管段长度长，管道铺设时，可以减少连接接头的数量，连接技术简单、可靠，使安装工作量大大减少，并且可明显地提高管道运行的可靠度。
2塑料压力管道的主要应用范围13451在美国及西欧各国塑料管道广泛地应用于供水、排水、输运煤气和天然气以及农用灌溉等方面。近年来，我国也在各个领域开始广泛使用塑料管材。据预测，2010年塑料管道在全国各类管道中市场占有率将达到70%以上。塑料压力管道由于承受一定的压力，因而对其质量要求较高。目前，主要1）潘红斌，男，1967年5月生，1989年7月太原工业大学材料科学与工程系毕业，工程师，030012大原市康乐西街30号应用于以下几个方面：①塑料压力管道更适合于城市供气系统，日本在1957年修订了煤气法规，就把硬质聚氯乙烯管道列为天然气管材。近年来，我国对塑料管进行了研究应用。
大港油田应用塑料管道输送天然气。在石油天然气行业中，塑料管的使用量已经增加到世界总使用量的1/4.②在住宅建设的排水工程中也应用聚氯乙烯管材。如果全国新建住宅中的50%都能够采用聚氯乙烯排水管，那么每年只需要直150mm的塑料管4万t可节约铸铁管道24万t降低工程投资约2400万元。③在城乡供水工程中采用聚氯乙烯管材。据有关部门统计，今后我国城乡每年需要新建供水管道1.5万km如果在城市用聚氯乙烯管材代替口径大于75mm的金属供水管中的50 %（长度约3000km）和代替全部村镇供水管（长度约5⑴0km）只需要聚氯乙烯管材4万t相应可节约金属26万L④城市大口径输配水管采用玻璃钢管我国城市输配水管口径大于800mm的约占输配水管总长度的11.5%，每年施工量在650km左右，如果将其中的80 %使用玻璃钢生产，约需玻璃钢4万t可节约钢材22万t⑤塑料管道还有其特殊的用途，这就是运用塞入衬管更新法使旧管再生。从供气的角度来看，用塞入衬管的方法再生老的输气干线实践证明是有效的。目前，已有直径3048mm的塑料管可运用塞入衬管更新法。
3塑料压力管道的焊接技术31塑料焊接的机理和方法16目前有两种塑料焊接理论，即扩散理论和粘弹接触理论。
扩散理论认为：在焊接加工时，由于剧烈的运动，两个焊件的表面分子相互扩散，表层消失，加长扩散时间，结合强度提高。
粘弹理论认为：在焊接加工时，两个焊件的表面在焊接压力的作用下变形，分子间的吸引力作用于接触的表面，其表面结构与焊接时间有依赖关系。
热塑性塑料的焊接方法大体可分为3大类：即热焊接、摩擦焊接和电磁焊接。热焊接包括热气焊、热压焊、挤塑焊、加热工具焊和红外辐射焊接等；摩擦焊接可分为旋转焊、振动焊、高频焊和超声波焊等；电磁焊接有电热丝焊接、感应焊接、电容焊接和脉冲焊接等。
3.塑料压力管道焊接技术发展及现状7‘8’9‘101展到90年代的全自动焊接，焊接设备也从简单的手工控制发展到今天的计算机控制的专用塑料管道焊接系统。它能够适应聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚丁烯（PB）等多种材料和多种规格管道的焊接，且能够自动完成塑料压力管道接头的装配和焊接过程。随着塑料压力管焊接技术的发展，焊接的管道也从最初的低压管道向中、高压管道拓宽。
目前被焊接的塑料压力管承载压力已经达到25MPa以上。
塑料压力管道的焊接向自动化、智能化和信息化方向发展，能自动适应环境的变化以及自动调整在新材料上焊接的焊接参数；具有记忆功能，自动记录所采用的焊接参数；采用磁卡作为数据载体；对塑料焊机采用1D卡进行授权管理。
3.3我国塑料压力管道焊接技术的发展动向根据我国国情，目前，我国应在以下几个方面展开全面系统的研究工作：①开展国产塑料压力管道焊接的工艺参数对焊接接头力学性能的影响方面的研究工作。一般应进行长期试验（水压和持久拉伸试验等）和短期试验（拉伸、弯曲和冲击试验等）。另外，还应研究工艺参数对焊接接头抗快速裂纹扩展性能的影响，以保证整个管线的安全运行。②热熔对接焊适合于各种不同的管径，而且焊接质量稳定，但电熔焊应用于大直径的塑料压力管道时质量不稳定。因此，应加强对电熔焊的基础理论方面的研究，改进其工艺参数，提高焊接质量。电熔焊控制的参数较少，一般只控制焊接时间和电流，可否改变控制参数，如熔融塑料的流动指数等，以改善焊接接头的性能。同时，也可以利用新材料、新技术研制和开发新型的电熔焊接头，如可利用导电塑料来制做电熔焊接头等。③加强对热熔对接焊机自动化方面的研究。尽管热熔对接焊这种方法比较成熟，焊接质量也稳定，但过程较复杂，需要控制的参数较多，受人为因素和环境因素的影响较大。因此要有效地控制焊接质量，一方面加强对操作人员的培训，另一方面利用计算机技术研制自动化程度较高的焊机，消除人为因素和环境因素的影响，改善焊接质量。
4塑料压力管道焊接的两个主要方法热熔对接焊和电熔焊焊接是塑料压力管道焊接的两种主要方法，都属于热焊接类型。
4.1热熔对接焊的基本原理及应用78热熔对接焊是采用热熔对焊机来加热两个被连接管道的端面，使其熔化，熔化到一定程度时撤掉加热板，迅速将两端面贴合，并保持一定的压力，经冷却后达到熔接的目的，如所示。各尺寸的塑料压力管道均可采取热熔对接方式焊接，一般公称直径大于90mm的管道推荐采用热熔对接焊。该方法经济可靠，其焊接接头在受拉和受压时都比管道本身具有更高的强度。热熔对接焊的过程大体上可以分为4个阶①准备阶段：清洁焊接部位的油污及泥土等脏物，装夹管道，并保证2个互相对接焊管件的同轴度和各自的圆柱度不超过公差范围，然后切削和修整管道的端面，保证端面平直以及与轴线的垂直度。②加热阶段：将对接焊的2个管道在较高压力作用下与加热板接触，保证管道的两个表面与加热板充分接触，保持压力Pi不变当熔化的塑料开始向两侧流动时，降低压力至P2.③切换阶段：当有足够的熔化层厚度时，将加热板快速移出，管道与加热板分开。④压焊和冷却阶段：在压力P3的作用下，将两个管道连在一起，保持一定时间的压力。
有很多参数影响热熔对接焊的焊接质量，主要有以下几个：加热压力、加热时间、切换时间、焊接压力、压焊时间。
4.2电熔焊的基本原理及应用9电熔焊是利用预埋于电熔管件内表面的电热丝通电而使其加热，从而使管件的内表面及管道（或管件）的外表面分别被熔化，由于塑料焊管自身的热涨效应，使塑料管道和其连接件熔在一起，然后冷却到要求的时间，从而达到焊接的目的。
电熔焊的特点是连接方便、迅速，外界因素干扰小，在公称直径较小的管道上应用比较经济，一般公称直径小于90mm的管道推荐采用电熔焊，见电熔焊示意图电熔焊的焊接过程也是由4个基本阶段组成。①准备阶段：主要是焊接表面的准备，特别是清除掉塑料表面的氧化皮、油污和泥土等脏物。②定位阶段：将电熔接头装入焊接的两个管道上。③焊接阶段：用焊接设备对管道和电熔接头加热，根据不同的材质控制加热时间和加热电流或加热电压，以保证焊接质量。④保持阶段：保持电熔接头和管道的相对位置，直到它们完全冷却。
电熔焊有3个主要控制参数：焊接塑料表面的温度、加热和冷却过程中塑料管和接头间的压力、加热时间。这3个参数是相互联系的，因为温度和压力随时间变化。
4.3热熔对接焊和电熔焊的比较78热熔对接焊与电熔焊相比，各有优缺点。①热熔对接焊适合于焊接大管径、厚壁塑料管道，一般管径大于90mm而电熔焊适合于管径20mm~ 90mm的塑料管的焊接；②电熔焊可以用于管路的修补，而热熔对接焊却不能单独完成管路的修补，必须和电熔焊联合使用；③电熔焊可以在窄的沟4中滓还M接焊却涵焊焊接设备投资高，但是焊接时不需其他附件，连接费用低。而电熔焊设备投资低，维修费用低，但焊接时必须使用专门的电熔接头，焊接成本高；⑤热熔对接焊的焊接过程比电熔焊复杂，需要控制的参数也比电熔焊多，热熔对接焊需要控制各个阶段的时间、压力和加热板的温度，而电熔焊只需控制加热电压和加热时间；⑥热熔对接焊的焊接质量稳定，而大直径管道的电熔焊焊接质量不稳定。
汇荣流体（http://www.servo-valve.cn/） |
