HDPE管道熔接质量控制与评判

HDPE 管道熔接质量控制与评判 1 核电 HDPE 热熔对接接头质量控制与评判 核电 HDPE 管道热熔对接的原理是在熔接过程中，加热后结合面形成熔融层，熔融层内温度大于聚乙烯的粘流温度，聚乙烯分子链间自由体积增大，聚乙烯分子链可以进行自由地扩散和滑移等。此时对其施加轴向熔接压力使两个熔融层紧紧地挤压在一起，部分聚乙烯分子链会在外力的作用下打开分子链缠结点，通过分子间空穴跃迁到另一熔融层的分子间隙中，并与其分子链发生缠结，两个熔融层中的部分高分子链互相扩散、缠结，最后实现材料的牢固连接，如图 2 所示。图 2 核电 HDPE 管道热熔对接示意图核电 HDPE管道热熔熔接过程中要通过以下办法控制熔接质量：（1）HDPE 管道热熔对接端面要垂直平整，不得有油污、杂质等；（2）热熔焊机夹具加紧后，两段管材的错边量不允许超过管材壁厚的 10%；（3）焊接人员要严格根据 ASMEBPVC.III.AXXVI-4000 进行资格评定；（4）根据评定后的工艺进行，假如环境温度偏差大，需要进行补偿。熔接完成后需要通过以下办法进行质量评判：（1）目视；（2）无损检测；（3）高速拉伸冲击试验。对于目视方法，ASME 法律规范要求有以下评判准则：a：不应有裂纹或未焊区；b：接头卷边光滑均匀，高度一致，高于 HDPE 管道外壁本体；c：（接头未发现倾斜，外径错变量小于公称壁厚的 10%；d：（评定试验结果记录应审查确认参数符合要求[4]。图 3 为实际工程施工中的典型焊接缺陷示意图。图 3（b）一般是由于以下三个原因导致：（1）两个熔融段加热温度和加热时间不一样；（2）两段焊管的材质不同，非同一厂家或者非同一批次等，一般 HDPE 熔融温度会有所出入；（3）两段管材对中不好，发生偏移。图 3（c）能是熔接端面有夹杂等。图3（d）则是由于 HDPE 管材水分含量过高。图 3（e）的焊缝中间皲裂等一般是由于切换时间过长或者加热温度过低导致。图 3（f）中焊缝卷边未贴合一般是焊接压力不够或者是熔接面不平整导致。对于无损检测，针对核电 HDPE 管道热熔对接 ASME 法律规范推动采纳超声波衍射时差法（TimeOfFlightDiffraction，简称 TOFD）和超声波相控阵方法（PhasedArray）。其中对于热熔对接接头通常采纳 TOFD 方法，如图 4 所示，该方法利用一发一收对称布置的探头精确测量缺陷的“端角”或“端点”处的纵波衍射传播时间，以三角方程为理论基础，图像化显示缺陷，并结合计算机完成缺陷尺寸和位置的定量检测。TOFD ...