把两根灰白色的ppr管段端面刨平,用酒精棉片擦去灰尘与脱模剂,这是每次热熔试验前雷打不动的仪式。无规共聚聚丙烯对水蒸气敏感,哪怕一点油渍都会让分子链在熔接区“闹情绪”,留下日后渗漏的隐患。我们按ISO 15874-3与GB/T 18742.3双标准,把20 mm、25 mm、32 mm三种公称外径的管材与同规格直通、弯头、三通分别编号,在23 ℃恒温房里静置24 h,消除内应力,再进入正式试验流程。
一、热熔连接工艺窗口验证
热熔机模板温度设定260 ℃,允许偏差±5 ℃。加热时间按壁厚×1 s计算,例如20×2.8 mm管材为11 s;冷却时间统一4 min。先做单因素试验:时间缩短10%,熔接面出现“冷痕”;温度升高10 ℃,内壁翻边过度,内径缩小0.4 mm,流量损失7%。最终确定“260 ℃-11 s-4 min”为最佳参数组合,翻边对称高度控制在0.8~1.2 mm,内外壁无塌陷。
二、静液压强度检测
把熔接好的组合件两端封帽,注入20 ℃水,排尽空气后升压至4.2 MPa(标准规定为3.8 MPa,我们提高10%作为内控)。恒压1 h,无破裂、无渗漏视为合格。32 mm直通件在3.8 MPa下仅出现0.02 MPa压降,属于弹性形变范畴;当压力升到5.0 MPa,管壁先鼓包,熔接缝仍保持完整,证明热熔区强度高于母材。
三、拉拔与弯曲组合试验
在万能试验机上装专用夹具,以10 mm/min速度轴向拉伸。20 mm管材平均拉拔力4.8 kN,断裂位置距熔接缝8 mm,说明连接处抗拉强度高于母材。随后做90 °弯曲疲劳:固定一端,另一端反复摆动1 000次,频率15次/min,试验后熔接缝无白化、无裂纹,满足冷弯敷设需求。
四、温度循环与热冲击
把试样置于(20±2) ℃与(95±2) ℃水槽之间,每30 s切换一次,循环5 000次。高温端压力0.6 MPa,低温端常压。循环结束后,剖开熔接面,在显微镜下观察:融合线模糊,分子链扩散深度达0.3 mm,无微孔与分层,符合长期高温使用场景。
五、结论与施工提示
1. 热熔温度260 ℃、加热时间按壁厚×1 s、冷却4 min,可获得高于母材的连接强度。
2. 施工现场需用数字测温枪抽检模板温度,每工作班至少两次;环境温度低于5 ℃时,冷却时间延长至6 min。
3. 切割管材应选用专用剪,端面倾斜度≤0.5 mm,否则翻边不对称,易形成虚焊。
4. 水压试验后若发现熔接缝渗漏,应整段切除,禁止二次补焊,因为二次加热会使聚丙烯分子链降解,强度下降40%以上。
把这份试验报告存档,下次工地抽检时,只要翻边高度、冷却时间、剖面颜色三项指标合格,就能让PPR管道在70 ℃、1.0 MPa的工况下稳跑50年,无需“返修”二字。
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