热熔对接温度失控导致 PE 燃气管接口失效的机理​

傍晚的工地上，焊机嗡嗡作响，操作员扫了一眼显示屏，把温度调到“差不多”的位置。十分钟后，两根黑色PE燃气管被迅速合拢，焊缝看起来平整光滑，似乎无可挑剔。然而三个月后，该接口却在0.4 MPa的低压下出现渗漏，燃气味道弥漫街道。事故调查指向同一个被忽视的细节——热熔对接温度失控。

一、温度失控的三种面孔

1. 过热：当加热板温度超过230 ℃，聚乙烯分子链发生剧烈氧化，炭化微点夹杂在熔融层中，形成“脆性种子”。

2. 欠热：低于190 ℃时，仅表面浅层熔融，真实焊接深度不足，界面结合强度下降40 %以上。

3. 梯度波动：加热板两端温差>15 ℃，造成熔融层厚度不均，冷却收缩应力集中在一侧，为后期慢速裂纹生长提供起点。

二、接口失效的微观路径

第一步，氧化脆化：过热区域产生羰基峰，红外光谱1540 cm⁻¹处出现特征吸收，材料断裂伸长率骤降。

第二步，微裂纹孕育：冷却阶段，热胀冷缩差异使脆化带边缘产生0.1–0.3 mm微裂纹，肉眼无法察觉。

第三步，应力重分配：管道回填后，土壤不均匀沉降叠加内压脉动，微裂纹尖端应力强度因子K₁逐步增大。

第四步，裂纹贯穿与分层：当K₁超过聚乙烯临界值，裂纹沿脆化带快速扩展，熔融面出现“镜面区+羽纹区”典型断口，最终形成贯穿通道，燃气渗漏不可避免。

三、现场易被忽视的信号

刨边时刨屑颜色发暗、发黄；翻边不对称，一侧宽一侧窄；冷却过程中听到“噼啪”异响；翻边根部出现阶梯状暗线。只要出现任一信号，接口已埋下失效隐患。

四、防控温度失控的四个硬措施

1. 双点校准：每天作业前，用经检定的表面温度计在加热板中心与边缘各测一点，差值>8 ℃立即停机检修。

2. 热历史记录：焊机内置芯片每10 s记录一次实际温度，形成不可篡改的电子热历史，方便回溯。

3. 环境补偿：环境温度低于5 ℃时，延长吸热时间10 %，并对管端1 m范围做预热，减少温度梯度。

4. 剖带抽检：每200道焊口随机剖切1道，做80 ℃/4 h静液压试验，若脆性破坏比例>20 %，整批返工。

五、给一线人员的温度口诀

“一九零，二一零，温度窗口要记清；过热裂，欠冷缝，剖带检验不放松。”简单四句，贴在焊机旁，比长篇SOP更易被记住。

六、结语

PE燃气管的“生命线”藏在0.1 mm的熔融层里。温度一旦失控，再平整的翻边也只是遮羞布。把温度真正锁进规范区间，让微观分子链牢牢纠缠，才能挡住燃气泄漏的隐形杀手，守住城市地下的安全阀门。