把兩根灰白色的ppr管段端面刨平,用酒精棉片擦去灰塵與脫模劑,這是每次熱熔試驗前雷打不動的儀式。無規(guī)共聚聚丙烯對水蒸氣敏感,哪怕一點油漬都會讓分子鏈在熔接區(qū)“鬧情緒”,留下日后滲漏的隱患。我們按ISO 15874-3與GB/T 18742.3雙標(biāo)準(zhǔn),把20 mm、25 mm、32 mm三種公稱外徑的管材與同規(guī)格直通、彎頭、三通分別編號,在23 ℃恒溫房里靜置24 h,消除內(nèi)應(yīng)力,再進(jìn)入正式試驗流程。
一、熱熔連接工藝窗口驗證
熱熔機(jī)模板溫度設(shè)定260 ℃,允許偏差±5 ℃。加熱時間按壁厚×1 s計算,例如20×2.8 mm管材為11 s;冷卻時間統(tǒng)一4 min。先做單因素試驗:時間縮短10%,熔接面出現(xiàn)“冷痕”;溫度升高10 ℃,內(nèi)壁翻邊過度,內(nèi)徑縮小0.4 mm,流量損失7%。最終確定“260 ℃-11 s-4 min”為最佳參數(shù)組合,翻邊對稱高度控制在0.8~1.2 mm,內(nèi)外壁無塌陷。
二、靜液壓強(qiáng)度檢測
把熔接好的組合件兩端封帽,注入20 ℃水,排盡空氣后升壓至4.2 MPa(標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為3.8 MPa,我們提高10%作為內(nèi)控)。恒壓1 h,無破裂、無滲漏視為合格。32 mm直通件在3.8 MPa下僅出現(xiàn)0.02 MPa壓降,屬于彈性形變范疇;當(dāng)壓力升到5.0 MPa,管壁先鼓包,熔接縫仍保持完整,證明熱熔區(qū)強(qiáng)度高于母材。
三、拉拔與彎曲組合試驗
在萬能試驗機(jī)上裝專用夾具,以10 mm/min速度軸向拉伸。20 mm管材平均拉拔力4.8 kN,斷裂位置距熔接縫8 mm,說明連接處抗拉強(qiáng)度高于母材。隨后做90 °彎曲疲勞:固定一端,另一端反復(fù)擺動1 000次,頻率15次/min,試驗后熔接縫無白化、無裂紋,滿足冷彎敷設(shè)需求。
四、溫度循環(huán)與熱沖擊
把試樣置于(20±2) ℃與(95±2) ℃水槽之間,每30 s切換一次,循環(huán)5 000次。高溫端壓力0.6 MPa,低溫端常壓。循環(huán)結(jié)束后,剖開熔接面,在顯微鏡下觀察:融合線模糊,分子鏈擴(kuò)散深度達(dá)0.3 mm,無微孔與分層,符合長期高溫使用場景。
五、結(jié)論與施工提示
1. 熱熔溫度260 ℃、加熱時間按壁厚×1 s、冷卻4 min,可獲得高于母材的連接強(qiáng)度。
2. 施工現(xiàn)場需用數(shù)字測溫槍抽檢模板溫度,每工作班至少兩次;環(huán)境溫度低于5 ℃時,冷卻時間延長至6 min。
3. 切割管材應(yīng)選用專用剪,端面傾斜度≤0.5 mm,否則翻邊不對稱,易形成虛焊。
4. 水壓試驗后若發(fā)現(xiàn)熔接縫滲漏,應(yīng)整段切除,禁止二次補(bǔ)焊,因為二次加熱會使聚丙烯分子鏈降解,強(qiáng)度下降40%以上。
把這份試驗報告存檔,下次工地抽檢時,只要翻邊高度、冷卻時間、剖面顏色三項指標(biāo)合格,就能讓PPR管道在70 ℃、1.0 MPa的工況下穩(wěn)跑50年,無需“返修”二字。
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