工地上的焊机嗡嗡作响,焊工老李把两根PE燃气管往夹具里一卡,设定好温度、时间、压力,按下启动键,整套动作行云流水。可三个月后,这段焊缝却在打压试验里“啪”一声脆断,燃气喷薄而出,吓得众人四散。问题出在哪?不是机器,不是参数,而是焊接前那段灰蒙蒙的氧化层——它像一层隐形塑料膜,把本该融为一体的管材生生隔开。
pe管从挤出机头出来那一刻,聚乙烯分子链就暴露在空气里。高温下,氧分子钻进表层,与碳链握手言和,生成羰基、羟基等极性基团,颜色也由本色乳白变成暗灰。这层不到0.2 mm的氧化皮,肉眼看着不起眼,熔点却比新鲜聚乙烯高出20 ℃以上。热熔焊接时,焊板温度被设定在210 ℃左右,新鲜料早已黏成绸缎状,氧化层却只是表面发黏,内部依旧“心如磐石”。两段管材在压力下被迫贴合,看似融为一体,实则中间夹着一张脆性“饼干”,轻轻一掰就能听见“咔啦”一声脆响。
更麻烦的是氧化层让原本亲如兄弟的聚乙烯分子链无法相互扩散。正常焊接界面会形成10 μm以上的互穿网络,像钢筋搭接一样把两边牢牢锁死;而被氧化的界面只能形成2—3 μm的浅层互锁,拉伸强度瞬间掉30 %以上。现场做剥离试验,好焊缝能把管壁拉得变形也不开裂;带氧化层的焊缝却像旧邮票,一撕就掉,断面光滑得能照出人影。
有人算过一笔账:DN200的SDR11 PE管,设计工作压力0.4 MPa,焊缝系数按0.8计算,理论上可承受16 MPa环向应力。若氧化层未除,焊缝系数跌至0.5,同样壁厚只剩10 MPa安全裕量。城市燃气波动、地基沉降、温度循环一来,应力集中点率先在脆性界面撕开微裂纹。裂纹顺着氧化层与新鲜料之间的弱界面扩展,从微米级到毫米级只需几次压力冲击,最终酿成燃气泄漏甚至爆炸。
那该怎么办?答案简单却常被偷懒:刮。用专用刮刀沿管材圆周方向一次性刮削,宽度≥焊接面、深度0.3 mm,直到露出乳白有光泽的新鲜层。刮削后半小时内必须上机焊接,避免二次氧化;若遇大风或烈日,用防紫外线遮阳棚罩住管口。现场质检员最好随身带一张“刮削对比卡”:一面是刮净的乳白,一面是带灰的氧化,让工人一眼就能自检。每道焊缝冷却前再做卷边对称性检查,卷边中心若有明显分层或夹杂气泡,立即切除重焊。
别让0.2 mm的氧化层毁掉整条燃气管线的安全。把刮削写进施工交底,把“露出本色”写进验收单,让每一次热熔都真正“融”为一体,城市地下的燃气才能安静、安全地奔跑。
