聚乙烯电熔接头管材熔融区深度与焊接性能关系研究

在聚乙烯管道电熔焊接过程中,形成接头强度主要取决于套筒和管材界面聚乙烯高分子链的扩散缠结阶段经历的时间,该时间与熔焊区扩展到管材内部的熔融区深度存在一定的对应关系。为探索聚乙烯电熔接头管材熔融区深度与接头焊接性能的关系,提出了一种管材熔融区深度的超声测量方法,开展了管材熔融区深度测量和焊接性能试验。结果表明,管材熔融区深度与界面焊接强度有明确的关联,管材熔融区深度在一定范围内时,就能保证基本的剥离强度值和界面韧性;在此基础上提出一种以管材熔融区深度确定电熔接头焊接时间的新方法,该方法充分考虑到环境温度、焊接电压、电阻丝电阻等各种偏差,更能适应实际工程。     

核电厂聚乙烯管道设计方法及标准简介

随着聚乙烯管道在三门核电厂、大亚湾核电厂中的试应用成功，大量的新建核电厂及核电厂改造项目均将聚乙烯管道作为海水冷却水管道系统的首选管材，自主研制核电厂聚乙烯管技术标准迫在眉睫。本文介绍了核电聚乙烯管道的发展历史和应用现状，对比了核安全3级聚乙烯管道和非核安全相关聚乙烯管道、城市燃气与给水聚乙烯管道技术标准的设计方法及适用范围，探讨了中国目前聚乙烯管技术标准与核3级聚乙烯管道技术标准的差异与差距，为核电厂聚乙烯管道的设计制造与标准研制提供参考。     

聚乙烯燃气管道电熔接头熔区应力分析

电熔焊接是聚乙烯管道最常用的连接方法之一,电熔接头的设计对管道系统安全至关重要。电熔接头焊接界面应力分布的准确分析是电熔接头设计的基础。采用理论公式推导和有限元分析相结合的方法,研究电熔接头在内压、轴向力和温度变化作用下的应力分布情况,发现接头焊接界面应力分布呈现中间小、两边大的规律。定义端部应力集中系数为界面峰值应力与平均应力的比值,分析得到应力集中系数随熔区长度的关系,结果可为基于内压与轴向力的电熔接头熔区设计提供理论参考。     

核电站用PE-HD管水压试验压力变化规律研究

基于高密度聚乙烯（PE-HD）松弛模量方程、管道长时力学模型和水的状态方程,研究了PE-HD管水压试验压力变化规律,讨论了管道端部约束类型、保压时间和温度的影响。研究发现,约束类型对压力变化基本无影响;增加保压时间能有效降低压降和压降速率,提高试验的稳定性;随着温度的升高,PE-HD管水压试验的压降减小,温度和压降大致呈线性关系。     

内压圆筒厚度计算公式分析讨论

GB 150—2011中采用的是弹性失效准则,规定对设计压力p≤0.4[σ]t的内压圆筒厚度按中径公式进行设计。JB 4732—1995中规定对设计压力p≤0.4[σ]t的内压圆筒厚度按中径公式进行设计,设计压力p>0.4[σ]t时按Tresca全屈服压力进行设计。比较研究表明:基于弹性失效准则时,中径公式算出的厚度最薄;基于塑性失效准则时,中径公式算出的厚度最厚;当径比较小时,按Tresca全屈服压力和中径公式算出的内压圆筒厚度相差很小,在工程设计中,可以统一采用Tresca全屈服压力计算内压圆筒壁厚。     

聚乙烯电熔接头的超声波检测

聚乙烯(PE)管道广泛应用于城市燃气输送.接头焊接质量直接影响接头的力学性能.笔者在电熔焊接接头检测中首次发现接头内部存在一条由微小气泡造成的特征线,此特征线与电阻丝之间的距离与接头的焊接程度有明确的对应关系.在此基础上,提出一种全新的接头焊接超声检测表征方法.试验表明,该方法可以有效应用于聚乙烯管道焊接工艺研究和接头冷焊和过焊的质量检测.     

聚乙烯电熔接头冷焊缺陷的超声检测方法

聚乙烯管道广泛应用于城市燃气输送。冷焊是聚乙烯管道接头最危险的缺陷之一,也是现有无损检测方法难以发现的一类缺陷。文中在电熔焊接接头检测中首次发现聚乙烯电熔接头内部存在一条由微小气泡造成的特征线,特征线与电阻丝之间的距离与冷焊程度有明确的对应关系。在此基础上,提出一种全新的冷焊缺陷超声检测方法,即先利用相控阵超声检测系统测量特征线和电阻丝间的距离,再利用经验公式评估冷焊程度。结果表明,所提方法判断冷焊具有足够的精度,可以应用于聚乙烯管道焊接工艺研究和接头质量检测。     

2014年 ASME PVP 会议简介

美国机械工程师协会（ ASME）压力容器与管道（ PVP）会议是压力容器与管道领域国际顶级会议。主要介绍2014年PVP会议的主题和分议题;对比了2011～2014年日本、美国和中国等主要国家在PVP会议上论文收录情况;分析了压力容器和管道领域的几个热点问题。     

聚乙烯及其复合管道安全检测与评价方法

聚乙烯及其复合管道广泛应用于油气输送、城市燃气等能源领域,其安全性至关重要。焊接接头的安全检测及评价是聚乙烯及其复合管道系统安全的关键技术。介绍了聚乙烯管道焊接接头的无损检测原理及方法、冷焊检测技术以及缺陷分类与失效模式三方面内容。对电熔和热熔焊接接头分别采用超声相控阵和耦合聚焦技术进行超声检测,并给出了缺陷剖切与检测结果的对比图。提出了物理概念清晰、工程应用方便的冷焊超声检测方法。将电熔接头中的缺陷分为熔合面缺陷、孔洞、结构畸变和过焊。分别对含不同类型和大小缺陷的电熔接头进行力学性能测试,发现电熔接头存在三种典型的失效模式,即沿电熔套筒壁贯穿裂纹失效、熔合面失效以及沿电阻丝所在平面贯穿裂纹失效。根据试验测试与理论分析结果,提出了相应的安全评定方法。所提出的方法,填补了国内外在聚乙烯管道安全检测与评价方法方面的技术空白,提高了燃气管道的本质安全性。     

聚乙烯管道热熔接头卷边对拉伸性能的影响

通过拉伸试验,研究了聚乙烯管道热熔对接接头不同卷边情况试样的失效形式、拉伸强度和拉伸历程。研究发现,带卷边试样卷边与管壁之间形成的凹槽尖端应力集中严重,拉伸时裂纹逐渐扩展直至试样断裂;而不带卷边试样拉伸时,试样发生大变形后在焊缝及其与管材交界面出现脆断现象。不带卷边试样的拉伸强度明显高于带卷边试样,其断裂伸长率也远高于带卷边试样,拉伸速率为10 mm/min时,拉伸强度差值在27 ％左右,断裂伸长率差值在100 ％以上。结果表明,去除热熔对接接头双侧卷边可显著提高其拉伸力学性能,而去除单侧卷边对其力学性能仅有轻微改善。