燃气用高密度聚乙烯电熔管件熔接研究

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2025.02.011

中国塑料 ›› 2025, Vol. 39 ›› Issue (2): 60-66.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2025.02.011

燃气用高密度聚乙烯电熔管件熔接研究

徐璐¹, 刘剑², 王振超¹^,³(), 张士军¹, 郄继春¹, 尤启江¹, 蔡智会²()

^1.罗森博格（无锡）管道技术有限公司，江苏无锡 214161
^2.温州市特种设备检测科学研究院，浙江温州 325000
^3.江南大学机械工程学院，江苏无锡 214122

收稿日期:2024-05-08 出版日期:2025-02-26 发布日期:2025-02-27
通讯作者: 王振超（1975—），男，工程师，研究领域为高分子材料焊接技术与装备，charlie.wang@rothenberger.cn
蔡智会（1985—），男，工程师，研究领域为承压设备加工、检验技术及无损检测可靠性，zhihui.cai@wzsei.com
E-mail:charlie.wang@rothenberger.cn;zhihui.cai@wzsei.com

Study on welding of electrofusion fittings for high⁃density polyethylene natural gas pipeline

XU Lu¹, LIU Jian², WANG Zhenchao¹^,³(), ZHANG Shijun¹, QIE Jichun¹, YOU Qijiang¹, CAI zhihui²()

^1.Rothenberger （Wuxi） Pipe Technologies Co，Ltd，Wuxi 214161，China
^2.Wenzhou Special Equipment Testing Center，Wenzhou 325000，China
^3.School of Mechanical Engineering，Jiangnan University，Wuxi 214122，China

Received:2024-05-08 Online:2025-02-26 Published:2025-02-27
Contact: WANG Zhenchao, CAI zhihui E-mail:charlie.wang@rothenberger.cn;zhihui.cai@wzsei.com

摘要/Abstract

摘要：

研究了电熔熔接技术用于小口径高密度聚乙烯（PE⁃HD）燃气管道和管件的连接时，环境温度与输入能量对电熔接头力学性能的影响，设置了7组参数进行实验，在熔接过程中对电熔焊机输出的电压、电流以及管材和管件的熔接界面温度等参数进行了采集。随着环境温度增加，熔接界面温度逐步提高，熔接接头的剥离强度逐步提高；随着输入电压的增加，输入能量增加，熔接接头的剥离强度也逐步提高；同时发现较高的输入能量会导致过焊的现象，未去除管材表皮层影响了熔接质量。建议采用智能型电熔焊机以及数据采集与管理软件，全程监测能量输入，根据环境温度以及熔区温度场模型对输入能量进行自主调节，智能化管控电熔熔接质量。

关键词: 高密度聚乙烯管, 电熔管件, 智能电熔焊机, 能量采集与管理系统, 剥离强度

Abstract:

In this paper， the effects of ambient temperature and input energy on the mechanical properties of electrofusion joint used in the connection of small⁃caliber high⁃density polyethylene （PE⁃HD） gas pipes and pipe fittings were studied. Seven sets of parameters were applied for experiments， and the voltage， current， and welding interfacial temperature of the pipes and pipe fittings were collected during the welding process. The interfacial temperature increased gradually with an increase in the ambient temperature， and meanwhile the percentage of weld peeling decreases gradually. With an increase in the input voltage， the input energy increased， but the percentage of weld peeling decreased gradually. Furthermore， the higher input energy resulted in a phenomenon of over⁃welding. The failure in the removal of the skin layer of the pipe affected the welding quality. The intelligent electrofusion welding machine and data management software were recommended for use to monitor the energy input throughout the process， adjust the input energy in real time， and intelligently identify the quality of the weld.

Key words: high?density polyethylene pipe, electrofusion fitting, intelligent electrofusion equipment, energy collecting and managing system, stripping strength

中图分类号:

TQ320.6

徐璐, 刘剑, 王振超, 张士军, 郄继春, 尤启江, 蔡智会. 燃气用高密度聚乙烯电熔管件熔接研究[J]. 中国塑料, 2025, 39(2): 60-66.

XU Lu, LIU Jian, WANG Zhenchao, ZHANG Shijun, QIE Jichun, YOU Qijiang, CAI zhihui. Study on welding of electrofusion fittings for high⁃density polyethylene natural gas pipeline[J]. China Plastics, 2025, 39(2): 60-66.

图/表 13

实验编号	环境温度/℃	管件输入电压/V	熔接时间/s
A	-10	39.5	70
B	40	39.5	70
C	23±2	39.5	70
D	23±2	33.6	70
E	23±2	45.4	70
F	23±2	49.5	70
G	23±2	39.5	70

表1 实验方案

Tab.1 Experimental plan

图1 实验过程

Fig.1 Experimental procedure

图2 熔接与数据采集示意图

Fig.2 Schematic diagram of electrofusion welding and data collection

图3 实验过程的实物照片

Fig.3 Photos of the experimental process

图4 电熔管件熔接剥离试验原理

Fig.4 Welding and stripping test principle of the electric melting tube fittings

图5 环境温度试验结果

Fig.5 Ambient temperature test results

图6 熔接界面温度测试结果

Fig.6 Welding interface temperature test results

图7 不同输入能量试验结果

Fig.7 Test results of different input energy

图8 输入能量与熔接界面温度的关系

Fig.8 Relationship between input energy and fusion interface temperature

图9 输入电压过高导致过焊现象

Fig.9 Overheated electrofusion fitting caused by high input voltage

图10 电流、电压、电阻和功率的实时值

Fig.10 Real⁃time value of the current， voltage， resistance and power

图11 监控与分析软件界面

Fig.11 Monitoring and analysis software interface

图12 未去除表皮层熔接接头

Fig.12 Welded joint without removing the pipe skin at fusion area

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燃气用高密度聚乙烯电熔管件熔接研究

Study on welding of electrofusion fittings for high⁃density polyethylene natural gas pipeline

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