聚乙烯管材热熔对接焊接接头无损检测技术

聚乙烯管材热熔对接焊接接头无损检测技术

姚彩艳

南京华宝工程检测有限公司江苏南京211505

摘要：聚乙烯(PE)管具有良好的柔韧性、耐腐蚀性、加工方便、成本低廉等诸多特点，在燃气输送工程中应用日渐广泛。本文就聚乙烯管道系统连接技术，进行了大量实践，探讨如何稳定和提高聚乙烯(PE)燃气管道热熔对接的施工质量。

关键词：聚乙烯；燃气；质量；热熔对接文网

1聚乙烯管材热熔焊原理

三聚乙烯是一种半结晶的热塑性高分子聚合物，具有非极性的长链分子结构，分子之间相互缠绕、贯穿，有典型的玻璃态、高弹态、粘流态3个物态区间。热熔焊运用扩散原理，在晶体的熔融温度附近，聚乙烯分子吸收足够的能量，导致剧烈运动，在外力的作用下，熔融界面的分子相互渗透和缠绕，进行分子链的物理重组和再结晶。热熔对接焊是将聚乙烯部件表面利用加热板加热到熔融状态，然后施加一定力将两个熔融管材断面迅速贴合，并保持一定的压力，经充分冷却，完成焊接。热熔焊过程中，加热温度、焊接压力、冷却和加热时间决定了焊缝质量的高低。

2焊接接头检测的必要性

在聚乙烯管道现场施工中，管材热熔焊接受到焊接设备、操作环境及操作人员熟练程度、焊接工艺执行情况等因素的影响，无法保证焊接接头品质的连续性和可控性。因此，采用无损检测技术对现场施工中聚乙烯管材焊接接头进行品质评价是一种有效手段。研究新型、可操作性强的无损检测方法评价聚乙烯管道焊接接头质量，对聚乙烯管道施工及确保管道安全运行具有极其重要的意义。

3检测方法的确定

目前，聚乙烯热熔焊接接头的无损检测方法主要有目测法、普通超声波方法、相控阵超声检测、空间复合成像技术超声波检测、微波扫描法、X射线照相法。

随着超声波技术的发展，为了增强图像质量和检测能力，空间复合成像技术超声波检测方法优势明显并逐渐得到应用。

3.1、扩大检测区域

空间复合扫查所成的图像是由左斜扫查、右斜扫查和正扫查拼接而成，两个斜扫查有部分区域与正扫查不重合，这便扩大了原来的检测区域。

3.2、降低斑点噪声、随机

超声成像中的斑点噪声是一种内在的成像伪影。图像斑点通常卑称为噪声。当反射体的间距小于超声系统的最高分辨率时，超声回波间的多种相互作用就会产生斑点噪声，并由此降低了图像的空间分辨率和对比分辨率，相应的成像则变得模糊不清。

空间复合成像技术使用了多角度声束的发射和接受；频率融合图像信息。使用这些技术获得的非相关帧，具有不同的斑点模式，但有着相同的特征图像信息。处理后斑点噪声被降低了，但不同帧之间的相同特征的图像信息被提升了。

通过空间复合成像，降低斑点噪声的同时，也降低了其它随机噪声和干扰噪声。

3.3、提高图像对比度

通过空间复合成像，并选取合适的窗函数等技术，可加强目标中探测部位的波速信号强度，增强超声图像中探测部位的最终嬉戏，使最终的超声图像有较好的分辨率和层次感，更多地显示出探测部位的有用信息。

3.4、减少盲区

空间复合成像从三个不同的角度对区域进行扫描，当扫描的角度偏移时，上方的焊接缺陷对下方近距离缺陷的干扰会减小，使得图像的辨识度更高。

4聚乙烯燃气管道施工要点分析

4.1管道接收、装卸

管材的验收工作是施工前首要的施工项目，因为管材的质量对管网工程的整体性具有直接影响，所以在材料验收时要做到说明书、质量保证书以及相关材料证书的齐全，并且保证外包装是没有破损的。在满足材料质量安全性的要求后，对其性能进行全面的测试，尤其是要注重对气密性进行试验，观察是否存在漏气的现象。在满足材质质量的要求后，方可对施工材料进行交接处理，完成管道材料的接收以及验收工作。在进行装卸时，工作人员自身应该具备足够的安全意识，将安全施工放在首要的位置上，对高空作业进行严格的安全管理，并且进行更加平稳的现场操作。施工时同时兼顾质与量的要求，从现场的整体情况出发进行施工，避免对管道造成更加严重的伤害，这是装卸时的重点问题。

4.2布管

在对管道进行布管的过程中，工作时的手法应该注意，要将管道的首尾衔接在一起，而不应该采用滚落的方式下管，这样极容易对管材造成伤害，管壁与管沟之间的距离应该保持在0.5m以上。如果在施工现场还有一些散管有待处理，那么主要采用的方式则为吊车布管，使用吊钩对管材进行吊装。在整个布管的过程中，绝对不能出现管材的变形或被破坏的情况，否则对工程质量就会产生不同程度的影响。

4.3聚乙烯管的焊接

在进行焊接时，通常采用的方式主要包含两种：一种方式是进行热熔焊接；另一种方式是进行电熔焊接。无论采用哪种方式，在实际使用的过程中，都要详细记录下相应的数据，以便为后续的施工环节提供更全面的理论基础。我国相关规定已经对焊接的质量进行了严格的阐述，所以只要根据施工要求进行施工，就能确保燃气管道的施工质量，在一个环节完成后再进行下一个环节的施工建设，使得每一道工序都是经过严格检验的。将焊接温度控制在一定的范围内，并且进行通风处理，使得整个焊接的环境符合施工要求。

4.4管沟开挖

核实开挖前检查白灰线是否正确，管沟开挖采用机械开挖，不适宜机械开挖的地段采用人工开挖，管沟开挖前先做好技术交底工作。开挖的土必须堆放在非组焊作业一侧的临时占地边界内，堆土高度不大于1.5m。管线与其他管道交叉及相邻敷设段，严禁机械开挖。管道与其他建筑物、构筑物的基础或相邻管道之间的水平净距符合GB50028-2006要求。管沟开挖要尽快请监理检验并及时修整清沟，合格后尽快进行管子下沟，沟下管口做好封堵，防止进水。

4.5管线下沟回填

管线下沟前必须对管沟进行认真的检查清理和复测，组织监理、业主和管线安装施工单位、管沟开掘施工单位共同参加验收，管沟标高及垫层符合图纸及规范要求时，方可下沟。对于塌方较大的管沟段，清理后应进行复测，以保证管沟达到设计深度。起吊用具采用尼龙吊带，避免管道碰撞沟壁，以减少沟壁塌方和管线损伤。管道下沟时，应轻轻放至沟底，管子在沟底内标高正确，不得有悬空段。经监理工程师检查并认为下沟的管子符合设计及规范要求时才可进行回填工作。回填应先用砂土或素土将管底空隙填实，然后从管道两侧开始回填至管顶以上0.3m处分层夯实，用原土回填。如原土不符合标准，应另地取土回填。回填时将敷设时所有垫块全部拆除，若沟内有积水应先将积水抽干后再回填。当管道埋设地基为坚硬土石时，应铺垫细纱或细土，在警示带上标出醒目的提示字样。

5结语

空间复合成像技术可以降低聚乙烯管道焊接超声波检测中成像的噪声，扩大检测区域，降低盲区和伪像，提高图像对比度和分辨率，在管道焊接的超声波检测中有重要的应用价值。并且在工程实践中取得了很好的效果。

参考文献

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