聚乙烯管道电熔焊接超声相控阵检测技术研究

电熔焊接是聚乙烯管道的主要连接方式之一,由于聚乙烯材料声波衰减系数较大,电熔焊接接头内部金属丝对检测干扰较大,利用常规超声检测手段很难有效检出聚乙烯电熔接头内的各类缺陷。制作了聚乙烯管道电熔焊接接头内部典型缺陷,使用超声相控阵检测技术对其进行了可靠性试验测试。结果表明,提出的超声相控阵检测技术能可靠地检测出聚乙烯电熔焊接头内的典型缺陷。     

聚乙烯管道接头超声检测基础数据库软件开发

采用VB+SQL Server开发了聚乙烯管道接头失效基础数据库系统,实现对含缺陷聚乙烯电熔与热熔接头的缺陷类型、外观特征及其对应的超声图谱的组织管理、查询及浏览等功能。该数据库可以为聚乙烯管接头无损检测人员快速准确地检测、识别电熔及热熔接头中的缺陷特征,判断缺陷类型及其危害性提供帮助。     

聚乙烯燃气管道热熔接头主要缺陷及无损检测技术研究进展

本文将常见的聚乙烯燃气管道热熔接头缺陷形式分为未熔合、孔洞、工艺缺陷三类。同时,详细介绍了近年来聚乙烯燃气管热熔接头的超声相控阵检测、红外热成像检测、超声波耦合聚焦检测、微波扫描法检测、X射线检测等无损检测技术的研究进展。     

聚乙烯电熔接头工艺缺陷与力学相关性研究

采用超声相控阵检测技术（PA）测量不同焊接时间下聚乙烯管道电熔接头热影响区边缘宽度l,并通过挤压剥离试验、傅里叶变换红外光谱（FTIR）试验和差示扫描量热（DSC）试验分别测试接头熔融区脆性剥离百分比（C_c）、官能团组成和结晶度（X_c）,最终建立接头热影响区边缘线宽度l与焊接性能H_c的对应关系,实现电熔接头焊接性能的无损评价。结果表明,随着焊接时间t的增加,接头热影响区边缘呈指数增长趋势沿金属丝向外壁移动,接头焊接性能先逐渐提高后降低。当焊接时间t=50 s时,l=2.21 mm、X_c=53.03 %,此时接头焊接性能H_c达到最大值96.21 %,当t<40 s时,l和X_c偏低,接头出现冷焊缺陷;相反,当t>70 s时,接头熔融区金属丝出现错位现象,融合面的聚乙烯分子由于高温氧化反应而出现过焊缺陷,两者都会导致接头焊接性能下降。     

聚乙烯燃气管道失效模式研究进展

综述了聚乙烯（PE）燃气管道的失效形式及评估方法研究进展,详细讨论了PE燃气管道的失效机理和失效评估方法的发展方向。讨论了PE管道的韧性失效、脆性失效、焊接接头失效和表面失效的方法和种类。结果表明,PE燃气管道失效评估多为力学研究,无损检测技术还不够完善。最后对PE燃气管道无损检测的应用前景提出了展望。     

在用PE燃气管道失效分析

PE燃气管道属于特种设备的一种，管道内的燃气是易燃物质，一旦因管道失效而泄露，容易发生燃烧爆炸事故，对人们的生命和财产造成一定的损失。本文从管材性能、时间、环境温度、划痕、载荷、焊接质量六方面综述了在用PE燃气管道失效原因和失效机理；介绍了PE燃气管道焊接工艺和典型焊接缺陷类型，最后以管道电熔焊接缺陷为例，详细分析了不同焊接缺陷引起PE燃气管道失效的作用机理。     

聚乙烯(PE)燃气管焊接及焊工培训考核探讨

简述了聚乙烯管道在燃气管道工程中相对传统金属管道的优势,重点分析了聚乙烯管的热熔焊接和电熔焊接之间的异同及应用情况。分析表明:在燃气管道工程中采用热熔和电熔焊接两种方法相结合的方式比较合理。文章最后对聚乙烯管的焊接培训考核提出了相关建议。     

聚乙烯及其复合管电熔接头的失效模式与爆破压力研究

通过Abaqus有限元分析软件,建立聚乙烯（PE）及其复合管电熔接头受内压和轴向力作用下的有限元模型,分析电熔接头的应力分布规律,研究管材种类、强度对电熔接头的失效模式与爆破压力的影响规律,结合电熔接头短时爆破实验验证模型的有效性。结果表明,PE管电熔接头的失效模式是管材韧性破坏;增强热塑性复合管（RTP）电熔接头的失效模式和爆破压力受管材强度影响,随强度增加,失效模式由管材破坏转变为电熔套筒破坏,爆破压力随RTP管材强度增加先升高,随后趋于稳定。     

PE100管及其热熔接头的蠕变裂纹扩展行为

聚乙烯(PE)管性能优异,广泛应用于城市水及燃气供应系统。PE管的主要破坏形式是长期静压载荷下的慢速裂纹扩展失效。在蠕变条件下,采用光滑试样和裂纹圆棒试样对PE100管及其热熔接头进行了测试,得到了基于蠕变断裂参数C*的蠕变裂纹扩展动力学关系式。利用扫描电子显微镜(SEM)分析了裂纹圆棒试样的断面形貌,对比分析结果发现,蠕变裂纹扩展失效模式对应的最大应力为15.05 MPa,热熔接头熔合面分布有约11个/mm^2、直径范围为1~5μm的微气孔,热熔接头断裂微纤平均长度比母材约小20%~45%。当热熔对接时,熔合面存在的微气孔以及系带分子的浅渗透是导致PE100热熔接头蠕变裂纹扩展抗力降低的主要原因。     

聚乙烯电熔焊接新方法及工艺优化研究

在电熔接头相控阵检测中首次发现接头内部存在一条由超声信号组成的特征线,进一步研究表明,可以根据特征线移动速度以及特征线与电阻丝的距离变化情况,估评聚乙烯（PE）电熔接头的焊接工艺是否合适。在PE电熔接头新产品开发中采用超声检测实时录像,通过特征线的移动情况对焊接工艺参数进行优化,从而可大幅降低电熔接头的开发时间和成本。     

Defects classification and failure modes of electrofusion joint for connecting polyethylene pipes

As electrofusion (EF) technology is widely used in connecting polyethylene (PE) pipes and other plastic pipes or composite pipes, research in safety assessment of EF joints has been of major concern. EF joints with defects are very common in practical applications. These defects may greatly reduce the mechanical performance of the EF joints and threat safety running of the pipeline system. To evaluate hazard of these defects and provide a basic understanding for the failure mechanism of EF joints, a comprehensive study on defects and failure modes is conducted in this work. The defects in EF joints are classified into four categories: poor fusion interface, over welding, voids, and structural deformity. The forming reasons of these defects are analyzed in detail. The mechanical properties of EF joint containing these defects are investigated by conducting peeling tests and sustained hydraulic pressure tests. Test results show that there are three main failure mode of EF joint under inner pressure, that is, cracking through the fusion interface, cracking through the fitting, and cracking through copper wire interface. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2012     

PE管电熔焊接和热熔焊接在施工中的比较

目前,塑料管道在中国正在稳步发展,PE管、PP-R管、UPVC管都占有一席之地,其中PE管强劲的发展势头最为令人瞩目。PE管的使用领域广泛。其中燃气管和给水管是其两个最大的应用市场。PE管作为煤层气输送管线在施工中得到普遍的应用,根据以往施工实践的总结,对于PE管的热熔和电熔两种比较成熟的施工方法进行分析和比较。     

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。     

聚乙烯管材热熔对接焊冲击性能的研究

应用仪器化冲击试验机对聚乙烯热熔对接焊的冲击性能进行了测试，并对几种实际焊接情况进行了分析。结果表明，冲击试验可以作为评价热熔焊接品质的有效方法；工程中应避免PE100、PE80与PE63的焊接；当被焊管材的标准尺寸比（SDR）不 同时，焊接部位的冲击性能大幅度下降。     

聚乙烯管材的连接方法和技术

为充分发挥聚乙烯（PE）管材的先进性，经济性和安全性，对PE管材的各种连接方法进行了广泛的研究。介绍了PE管材的热熔对接焊，电热熔焊，热熔承插焊，鞍形/侧壁熔焊，以及钢塑过渡接头连接方法和技术，并对热熔对接焊和电热熔焊作了较深入的探讨，同时进一步分析了不同塑料管材间的焊接方法。     

聚乙烯管道热熔接头可靠性评价方法研究

介绍了目前国内外聚乙烯管道熔接接头可靠性评价的短期力学性能和长期耐慢速裂纹拓展的主要检测方法及其适用性研究.近年来,超声波相控阵被广泛应用于熔接接头可靠性无损检测,其自动化检测和结果智能化判定是一个重要的研究方向.目前我国标准中对熔接接头可靠性检测的项目较少,为使聚乙烯承压管道向厚壁、大口径、高耐压、耐高温、长寿命和更...     

聚乙烯管材热熔对接接头抵抗慢速裂纹扩展性能评价

采用应变硬化试验(SH)对不同焊接工艺下的聚乙烯管材热熔对接接头抵抗慢速裂纹扩展（SCG）性能进行评价。通过建立焊接温度梯度（190~250 ℃）、焊接压力梯度（0.6~1.4 MPa）和吸热时间梯度（40~140 s）试验,分析在不同焊接工艺参数条件下,不同聚乙烯管材热熔对接接头耐SCG性能的变化规律,探索冷焊及过焊2种典型缺陷对管材接头耐SCG性能的影响。结果表明,焊接温度、焊接压力和吸热时间都是影响管材热熔对接接头耐SCG性能的重要工艺参数,试验测得PE100, d_n110, SDR11型管材的最佳焊接参数为焊接温度230 ℃,焊接压力1 MPa及吸热时间100 s,当焊接参数选取过高或过低时,会造成管材接头出现过焊或冷焊缺陷,降低管材接头的耐SCG性能。     

一步法硅烷交联聚乙烯铝塑复合管生产技术

一步法硅烷交联聚乙烯管材加工技术应用于铝塑复合管成型加工,是将薄壁金属管高速焊接和聚合物反应挤出成型这两个跨专业的新技术有机地结合为一体,从而建立起一种加工新型管材的新兴工业技术。铝塑复合管内外聚合物层采用一步法硅烷化学交联聚乙烯反应挤出技术加工内管和外管,比采用两步法交联技术节省40%以上原材料,并有利于生产组织。薄壁金属管焊接采用高频束流钨板惰性气体保护焊(TIG)技术,最高生产速度可达20m/min,整条生产线由三台牵引机、四台挤出机、二台TIG焊机、二台助剂计量泵及高频感应加热装置等构成。