一种热熔对接焊焊口质量的快速评定工具及快速评定方法与流程

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技术领域：
]本发明涉及对接焊接
技术领域：
，具体的说是一种热熔对接焊焊口质量的快速评定工具及快速评定方法。[
背景技术：
：]聚乙烯管道是目前市政行业中城市燃气输送管道、给排水管道使用的主要的管道类型，其在欧洲燃气行业占有了90％以上的市场，在我国近年来也得到了大幅度的增长。但是，聚乙烯管道焊接目前仍然没有有效的现场检测的手段，仅仅凭借外观检测和实验室检测进行质量甄别，尤其是对于焊接材料、设备、工艺、人员发生改变时，需要进行工艺评定时，进行实验室试验测试就显得时间缓慢、繁琐，对工程施工进度有较大影响。本工具可以用于现场对焊接试件进行快速的检测，缩短检测时间，达到快速进行工艺评定的效果。聚乙烯管道的连接方式主要以热熔对接焊接为主，但是由于材料性能的自身特点，聚乙烯管道无法像金属管道那样进行无损探伤检测，主要依靠外观进行检测。并且，依据《燃气用聚乙烯管道焊接技术规则》tsgd2002－2006“第八条管道元件制造单位和管道安装单位进行热熔对接焊接，有以下情况时应当进行焊接工艺评定：(一)首次采用本规程推荐的焊接工艺参数(见附件a)或者其他焊接工艺参数；(二)不同原材料级别(例如pe80与pe100)的管道元件互焊；(三)同一原材料级别的管道元件，熔体质量流动速率(mfr)差值大于0.5g/10min(190℃，5kg)；(四)管道元件对焊接有特殊要求；(五)施工环境与焊机工作条件有较大差距。管道焊接检验与试验可分为非破坏性和破坏性检验与试验。非破坏性检验与试验主要手段为宏观(外观)检查，用于管道元件制造过程或者管道安装现场的质量控制和操作人员的自检；破坏性检验与试验主要用于焊接工艺评定及对焊接质量有争议焊口的试验。聚乙烯管道的破坏性试验依照gb19810中规定进行，需要大型专用拉伸实验设备及相应的资质检验人员、实验室，试验无法在现场进行，而且工艺复杂、周期长。对于需要快速进行施工前焊接工艺评定的情况无法试用，造成了时间、经济上的浪费，为快速施工情况造成不便。行业内普遍希望有一种快速的热熔对接焊接检验设备对管道焊口进行现场的检测工具，以满足监理单位、业主单位能够对焊接设备、人员、焊接工艺的可行性进行判断。[技术实现要素：]本发明的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种热熔对接焊焊口质量的快速评定工具，以及一种热熔对接焊焊口质量的快速直观的评定方法。为实现上述目的，设计一种热熔对接焊焊口质量的快速评定工具，其特征在于，由橡胶手柄、力臂、试条固定销、试条处理组件组成，将两组试条处理组件左右对称设立，两者相连处通过连接辊轴活动连接，所述试条处理组件的顶部通过试条固定销固定待测试条，左右两侧试条处理组件的外侧分别连接一根力臂，所述力臂手握部位设有橡胶手柄，形成以辊轴为固定点的杠杆结构。所述试条处理组件由基座、试条放置腔、连接辊轴组成，所述基座的上表面设有试条放置腔，待测试条放置于所述试条放置腔内，并通过试条固定销垂直插入试条放置腔内固定，左右两侧基座的相连处通过同一连接辊轴活动连接。左右两侧试条处理组件的连接处、连接辊轴的正上方恰好对应待测聚乙烯热熔焊的焊缝位置。该工具完成后，可以对聚乙烯热熔对接焊口进行快速的评定，判断焊口是否在一定拉伸作用力下发生开裂，以通过开裂后的形式初步判断焊口的质量。一种热熔对接焊焊口质量的快速评定方法，其特征在于，将热熔对接焊接后的管道焊口制备成要求的试条，使用焊口拉伸检测钳进行快速拉伸，对试条进行破坏，通过试条破坏后的破坏形式进行判定。该工具在焊接质量判断过程中，有以下的特点：1、操作简单，进行焊口拉伸撕裂试验时，仅仅需要两个人即可完成操作。2、工具设计使用杠杆式原理，操作人员操作时轻松、省力。3、快速直接，进行焊口拉伸撕裂试验时，仅需几分钟即可完成整个过程。4、工具携带方便，工具总重量不超过5公斤，便于携带，并且不受环境影响，便于施工及管理人员进行施工现场的操作。5、使用范围广，该工具可以适用于常用的大多数口径聚乙烯管道的热熔对接焊口检测，不受管道外径和壁厚的限制。[附图说明]图1a为该工具主视图图1b为该工具俯视图图2为试条处理结构部件局部放大图图3为使用操作效果图图4为为电镜图图5为快速评定方法轴视图图6为快速评定方法截面示意图图中标记说明1橡胶手柄、2力臂、3试条固定销、4试条处理组件，5基座、6试条放置腔、7连接辊轴。[具体实施方式]根据gb/t19810《聚乙烯(pe)管材和管件热熔对接接头拉伸强度和破坏形式的测定》标准要求，将聚乙烯(pe)管材热熔对接接头加工成哑铃形试样，对试样以恒定速度施加一拉力。试样在拉伸试验机上承受负载时，应力集中于熔接部位最终在接头附近破坏。热熔对接接头质量以破坏形式和拉伸强度进行判定，破坏形式如图4所示，其中，焊接接缝位置或其附近发生韧性断裂型式，判定焊接合格，如发生脆性断裂型式，则焊接失败。由于所测试材料等级等原因，焊口的拉伸屈服强度无法给出标准值，焊接质量主要以焊口破坏形式为主。标准中规定了均匀的拉伸速度，其目的是避免由于焊口出现快速开裂破坏情况，在避免快速开裂情况发生的情况下，即可通过拉伸进行检测。通过本设计的工具，通过人工的力量，通过杠杆原理将力放大，可以在拉伸位置形成1000bar以上的拉力，可以适应直径250毫米、标准尺寸比为sdr11、材料等级pe100及250毫米以下口径管道的热熔对接焊口质量的快速检测。本工具的具体结构如图1a、1b所示，由橡胶手柄、力臂、试条固定销、试条处理组件组成，将两组试条处理组件左右对称设立，两者相连处通过连接辊轴活动连接，所述试条处理组件的顶部通过试条固定销固定待测试条，左右两侧试条处理组件的外侧分别连接一根力臂，所述力臂手握部位设有橡胶手柄，形成以辊轴为固定点的杠杆结构。如图2所示，所述试条处理组件由基座、试条放置腔、连接辊轴组成，所述基座的上表面设有试条放置腔，待测试条放置于所述试条放置腔内，并通过试条固定销垂直插入试条放置腔内固定，左右两侧基座的相连处通过同一连接辊轴活动连接。本方法给出了一种对热塑性塑料(聚乙烯及其它相近焊接方式的材料)热熔对接焊口进行快速评定的测试方法。本方法可以给出焊接面被污染、焊接温度不足、焊接压力不足、焊接温度过高造成的假焊、虚焊情况的现场快速评定。本方法可以与其他测试方法结合使用，来判定热熔对接焊接焊口的是否存在虚焊、假焊等缺陷。使用该工具进行聚乙烯管道焊接质量检测步骤：1、原理将热塑性管材热熔对接焊焊口接工程条状试样(如图1所示)，使用拉伸检测钳对试样进行拉伸。试样在拉伸检测钳上承受负载时，应力集中于试条的薄弱区域并最终造成试条破坏。热熔对接焊焊口是否存在虚焊假焊等缺陷通过破坏形式进行判定。本实验在-10℃——40℃的温度下进行。2、设备3.1测试环境测试温度控制在-10℃——40℃。3.2拉伸检测钳由橡胶手柄、力臂、试条固定销、试条处理组件组成，将两组试条处理组件左右对称设立，两者相连处通过连接辊轴活动连接，所述试条处理组件的顶部通过试条固定销固定待测试条，左右两侧试条处理组件的外侧分别连接一根力臂，所述力臂手握部位设有橡胶手柄，形成以辊轴为固定点的杠杆结构。拉伸检测钳必须具有试样固定装置，可以保证在检测时放置试样发生滑动；拉伸检测钳必须能够提供足够的拉力，直至将试条进行破坏。3、试样4.1取样制备试样所用的管材/管件应按照产品标准的规定进行抽取。4.2制备热熔对接焊接焊口应按照相关热熔对接焊接标准进行制备。对每一所需试样，应穿过接头沿管材的轴向加工出一长条，并进一步加工以制备符合以下尺寸的试样。卷边可以去除。试样的加工面应该是光滑的，不能有明显的损伤。热熔对接焊口试样取样位置如图5，试样形式如图6和试样形式尺寸如表1：表1试样形式尺寸(单位毫米)符号说明尺寸要求l试样的总长度≥250a试样任意一末端至焊缝位置的垂直距离≥125s壁厚全壁厚w试样宽度20≥w≥104.3试样数量试样数量由管材的公称直径dn决定，见表2.表2式样的数量其中一个试样应取自接头错边最大处，其他试样必须沿接头圆周均匀取得。4、状态调节应在热熔对接焊接完成后进行制样，试样应进行调节1小时以后进行试验。5、评定步骤6.1测量管材壁厚作为试样厚度，根据表1进行制样。根据表2制备相应数量的试样。试样两侧不应有明显的破损，如存在破损，必须记录破损位置。6.2将试样固定在拉伸检测钳的试条放置腔内，并进行固定。6.3检测人员紧握拉伸检测钳的把手，并用力合拢拉伸检测钳，对试样施加拉力，直至焊口在焊缝位置附近发生破坏。试验时，应保证试条焊缝位置在弯曲位置的顶端。6.4记录试样的破坏位置及破坏类型(如脆性破坏或韧性破坏)，韧性破坏或脆性破坏类型。仅考虑破坏位置在焊缝为中线的附近15mm距离内的破坏。6、实验结果的判断试压完成后，根据实验破坏形式判断焊接效果，其中韧性破坏为通过，脆性破坏为未通过，需进一步结合其他实验方式进行测定。破坏处处于6.1中所描述的明显破损位置的，应考虑从新取样进行评定实验。7、实验结果记录实验结果记录应包括以下内容：a)本测试方法的名称；b)式样的必要信息，包括试样用管材的公称尺寸、原料型号、焊工姓名、焊工编号、焊接设备制造商代码、管材制造商代码、所用焊接工艺；c)试样数量；d)每个试样破坏类型；e)实验过程中观察到的现象；f)任何可能影响到试验结果的因素；g)实验人员姓名；h)实验日期；该检测方法在焊接质量判断过程中，有以下的特点：1、操作简单，进行焊口拉伸撕裂试验时，仅仅需要两个人即可完成操作。2、工具设计使用杠杆式原理，操作人员操作时轻松、省力。3、快速直接，进行焊口拉伸撕裂试验时，仅需几分钟即可完成整个过程。4、工具携带方便，工具总重量不超过5公斤，便于携带，并且不受环境影响，便于施工及管理人员进行施工现场的操作。5、使用范围广，该工具可以适用于常用的大多数口径聚乙烯管道的热熔对接焊口检测，不受管道外径和壁厚的限制。当前第1页12