吳文棟 鄭佩根 張勝軍 李茂東

（廣州特種承壓設(shè)備檢測(cè)研究院 廣州 510663）

論聚乙烯燃?xì)夤艿烙煤笝C(jī)質(zhì)量控制

吳文棟 鄭佩根 張勝軍 李茂東

（廣州特種承壓設(shè)備檢測(cè)研究院 廣州 510663）

概述了聚乙烯燃?xì)夤艿烙脽崛酆笝C(jī)和電熔焊機(jī)質(zhì)量及其控制現(xiàn)狀，結(jié)合焊機(jī)性能檢驗(yàn)和質(zhì)量檢查的實(shí)踐與結(jié)果，分析了目前焊機(jī)質(zhì)量存在的主要問題和原因，探討了質(zhì)量控制模式，通過完善產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、制定檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)和開展型式檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)，有效地確保焊機(jī)質(zhì)量的控制和焊接工藝參數(shù)的執(zhí)行，從而保障焊口焊接質(zhì)量。

聚乙烯燃?xì)夤艿?熱熔焊機(jī) 電熔焊機(jī) 質(zhì)量控制

熱熔焊機(jī)和電熔焊機(jī)是專用于連接聚乙烯燃?xì)夤艿涝暮附釉O(shè)備。聚乙烯燃?xì)夤艿谰哂休p質(zhì)、環(huán)保、壽命長(zhǎng)、易施工、易成型、抗沖擊性強(qiáng)、抗振性好和耐化學(xué)腐蝕性強(qiáng)等特點(diǎn)，同時(shí)具有優(yōu)越于金屬管道的耐腐蝕性能和連接操作簡(jiǎn)易且成本較低的優(yōu)點(diǎn)，成為用于城市燃?xì)廨斔?，已逐步在城市燃?xì)夤芫W(wǎng)中取代金屬管道。

在聚乙烯燃?xì)夤艿肋B接過程中，焊接設(shè)備對(duì)施工質(zhì)量具有相當(dāng)重要的作用。焊接設(shè)備質(zhì)量水平直接影響焊接工藝的正確執(zhí)行，既直接影響焊口焊接質(zhì)量，又間接影響焊接工藝評(píng)定工作的開展和結(jié)果的有效性。由于聚乙烯管道與金屬管道不同，目前連接接口質(zhì)量仍缺乏比較成熟的可靠的管道無(wú)損檢測(cè)方法。焊口質(zhì)量直接影響燃?xì)夤艿腊踩\(yùn)行，一旦發(fā)生破壞泄漏或斷裂，不僅會(huì)引發(fā)中毒、火災(zāi)、爆炸等引起人員傷亡的事故，給人民生活造成極大的不便，而且還會(huì)危及人民群眾的生活與生產(chǎn)安全。一般地，對(duì)于焊口焊接質(zhì)量控制，主要通過焊接用的材料、焊接工藝、焊接設(shè)備和焊接人員以及焊接環(huán)境等方面來控制。隨著相關(guān)安全技術(shù)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的確立和完善，目前材料和人員兩方面的規(guī)范和管理基本完善；焊接工藝和焊接環(huán)境對(duì)焊接質(zhì)量的影響的研究和控制逐步得到重視和認(rèn)識(shí)，隨著焊接工藝及其評(píng)定工作的開展，也將得到很好的控制。但是，焊接設(shè)備的質(zhì)量的控制和監(jiān)管力度相對(duì)不足，不但缺乏完善的監(jiān)管制度，相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)也還不夠完善。

從送檢的在廣州燃?xì)夤こ讨惺褂玫暮笝C(jī)質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果來看，受檢的焊機(jī)品牌涉及常見的國(guó)內(nèi)使用的十多個(gè)品牌，既存在某些焊機(jī)的主要性能指標(biāo)顯著低于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)[1,2]要求，又發(fā)現(xiàn)某些焊機(jī)品牌的同一性能指標(biāo)普遍低于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求[3,4]。因此，該類產(chǎn)品質(zhì)量不容樂觀，有必要進(jìn)行質(zhì)量控制和檢測(cè)方法的分析和研究，加強(qiáng)對(duì)該類產(chǎn)品質(zhì)量的重視和監(jiān)管。

筆者在焊機(jī)性能檢驗(yàn)結(jié)果匯總和分析的基礎(chǔ)上，分析了焊機(jī)質(zhì)量和控制現(xiàn)狀，針對(duì)存在的問題，提出了相關(guān)改進(jìn)的建議和措施。

1 焊機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量現(xiàn)狀

2011年底以來，受廣州燃?xì)饧瘓F(tuán)有限公司的委托,筆者單位對(duì)送檢的在用熱熔焊機(jī)和電熔焊機(jī)進(jìn)行性能檢驗(yàn)，這是國(guó)內(nèi)首次對(duì)該類產(chǎn)品依照相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[1,2]和規(guī)范[5]開展的第三方檢驗(yàn)。檢驗(yàn)結(jié)果表明，受檢焊機(jī)品牌幾乎涉及國(guó)內(nèi)所有常用的品牌，其中不少焊機(jī)的主要性能指標(biāo)存在明顯低于相關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求的問題，部分在各大城市燃?xì)夤こ讨写罅渴褂玫暮笝C(jī)品牌，存在不少指標(biāo)普遍低于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的問題。

表1和表2分別列舉了送檢全自動(dòng)熱熔焊機(jī)和電熔焊機(jī)的主要性能指標(biāo)和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的技術(shù)要求，以及2012年度、2013年度和2014年度檢驗(yàn)結(jié)果中各指標(biāo)出現(xiàn)問題焊機(jī)臺(tái)次所占的比例。一方面，從表中可看出焊機(jī)的主要性能指標(biāo)低于檢驗(yàn)要求的焊機(jī)數(shù)量占送檢總數(shù)量的比例是比較高的。另一方面，下一年度比上一年度檢驗(yàn)超標(biāo)焊機(jī)比例略有下降，但每年的比例都比較高。這與目前焊機(jī)質(zhì)量監(jiān)管力度和焊機(jī)性能指標(biāo)特性有關(guān)。2012年度為國(guó)內(nèi)首次焊機(jī)性能第三方檢驗(yàn)，因而發(fā)現(xiàn)不少焊機(jī)質(zhì)量低于檢驗(yàn)要求；由于各品牌焊機(jī)質(zhì)量水平參差不齊，并且各品牌焊機(jī)的數(shù)量分布不均，出現(xiàn)問題焊機(jī)比例是比較高的。2013年度和2014年度，隨著焊機(jī)廠家對(duì)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求的認(rèn)識(shí)以及檢驗(yàn)項(xiàng)目與技術(shù)要求的知曉，焊機(jī)廠家按照標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)焊機(jī)進(jìn)行了校準(zhǔn)和維護(hù)，從而出現(xiàn)問題焊機(jī)比例有所下降；但是在送檢的焊機(jī)中，有些焊機(jī)使用時(shí)間較長(zhǎng)，有些送檢前未經(jīng)嚴(yán)格校準(zhǔn)，有些部分器件出現(xiàn)較大偏差，有些有些品牌焊機(jī)質(zhì)量穩(wěn)定性較差，因而出現(xiàn)問題焊機(jī)比例仍然比較高。因此，這表明每年度送檢的焊機(jī)出現(xiàn)問題的比例是比較高的，說明定期維護(hù)和檢驗(yàn)是非常必要的。

表1 全自動(dòng)熱熔焊機(jī)各年度檢驗(yàn)結(jié)果情況

表2 電熔焊機(jī)各年度檢驗(yàn)結(jié)果情況

如表3所示，列舉了檢測(cè)結(jié)果中發(fā)現(xiàn)與焊機(jī)品牌有關(guān)的部分性能指標(biāo)。在送檢的焊機(jī)品牌中，常見的熱熔焊機(jī)品牌約10個(gè)，包括西安塑龍、港華輝信、上海海驕、博眾機(jī)電、吉林松江、新筠科等；電熔焊機(jī)約10個(gè)，包括西安塑龍、港華輝信、上海海驕、吉林松江、博眾機(jī)電、博眾電子、亞大等。由于每個(gè)焊機(jī)品牌自身技術(shù)水平和管理水平的差異，致使設(shè)備出廠時(shí)某些焊機(jī)品牌存在低于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的設(shè)計(jì)性和系統(tǒng)性問題。在實(shí)際檢驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)某一品牌熱熔焊機(jī)熱板表面溫度均勻性明顯超過檢驗(yàn)要求，絕大多數(shù)焊機(jī)熱板工作面總溫度差（溫度最大值與最小值之差）超過20℃，甚至達(dá)25℃（如圖1所示）[6]。焊機(jī)廠家認(rèn)識(shí)產(chǎn)生問題的原因后，重新設(shè)計(jì)熱板裝置結(jié)構(gòu)，在熱板支架上增加了足夠厚度的隔熱層，大大縮小了遠(yuǎn)離支架工作區(qū)與靠近支架工作區(qū)溫度偏差，從而較好地達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。因此，目前不少焊機(jī)質(zhì)量問題呈品牌變化，有必要加強(qiáng)焊機(jī)質(zhì)量監(jiān)管，通過型式檢驗(yàn)等方式，避免焊機(jī)出現(xiàn)普遍性的結(jié)構(gòu)性質(zhì)量問題。

表3 常見焊機(jī)存在的問題匯總

圖1 改進(jìn)后的某一品牌焊機(jī)熱板裝置

2 原因分析

從國(guó)內(nèi)常見焊機(jī)品牌的焊機(jī)質(zhì)量現(xiàn)狀來看，該類焊機(jī)質(zhì)量水平和控制現(xiàn)狀與目前我國(guó)監(jiān)管模式和力度以及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂與執(zhí)行有關(guān)。

1）其質(zhì)量控制和監(jiān)管未得到重視，目前暫無(wú)該類燃?xì)夤艿烙煤笝C(jī)的型式檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)的法規(guī)。首先，盡管產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定了型式檢驗(yàn)及其檢驗(yàn)項(xiàng)目，但目前絕大部分焊機(jī)廠家沒有進(jìn)行型式檢驗(yàn)，甚至部分廠家缺乏嚴(yán)格的出廠檢驗(yàn)，這致使某些焊機(jī)品牌的絕大部分焊機(jī)出現(xiàn)同樣的質(zhì)量問題。其次，盡管相關(guān)的施工規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在用焊機(jī)定期檢驗(yàn)的周期不得超過1年[7]，但使用過程中沒有按時(shí)進(jìn)行定期檢驗(yàn)，這與燃?xì)夤竞笝C(jī)質(zhì)量管理的重視程度密切相關(guān)，因而僅由燃?xì)夤镜墓芾砗桶惭b單位的自覺性來保障是不足的，需要加大相關(guān)質(zhì)量監(jiān)管機(jī)構(gòu)的管理。再次，大部分進(jìn)行年度檢驗(yàn)的焊機(jī)一般委托給原焊機(jī)廠家進(jìn)行檢驗(yàn)與校準(zhǔn)，由于每個(gè)焊機(jī)廠家技術(shù)水平和檢驗(yàn)水平的差異，無(wú)法避免經(jīng)校準(zhǔn)和保養(yǎng)后焊機(jī)質(zhì)量仍存在低于滿足產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求的情況。因而有必要加快建立該類焊機(jī)產(chǎn)品的第三方檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)。

2）該類產(chǎn)品的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)需要進(jìn)一步完善和貫徹。一方面，熱熔焊機(jī)和電熔焊機(jī)的現(xiàn)行產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)分別為GB/T 20674.1—2006和GB/T 20674.2—2006，兩者分別修改采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 12176-1：1998和ISO 12176-2：2000，而相應(yīng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)行版本分別更新為ISO 12176-1：2012[8]和ISO 12176-2：2008[9]。由此可看出，結(jié)合國(guó)內(nèi)焊機(jī)技術(shù)水平的發(fā)展和焊接技術(shù)的要求以及相關(guān)安全技術(shù)規(guī)范[5]的要求，我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)亟待修訂。由于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)對(duì)熱熔焊機(jī)的全自動(dòng)程序和焊口信息完備性缺乏明確具體的規(guī)定，這導(dǎo)致這些性能指標(biāo)的焊機(jī)品牌存在顯著的差異性，既對(duì)焊接工藝過程的控制產(chǎn)生不可忽視的影響，又會(huì)影響焊口信息的可追溯性。另一方面，目前暫無(wú)焊機(jī)的定期標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)則，僅廣州開展了第三方檢驗(yàn)以及由我單位起草的該類焊機(jī)定期檢驗(yàn)地方標(biāo)準(zhǔn)（《燃?xì)鈿庥镁垡蚁┕艿廊劢釉O(shè)備定期檢驗(yàn)規(guī)則》即將頒布），因此有必要加快各城市以及全國(guó)內(nèi)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的建立。

3 焊機(jī)質(zhì)量控制的重要性和必要性

1）焊機(jī)質(zhì)量水平直接決定焊接工藝過程的實(shí)施，焊機(jī)質(zhì)量失控直接影響焊口焊接質(zhì)量。雖然該類產(chǎn)品不屬于特種設(shè)備范疇，其本身在運(yùn)行過程中不會(huì)產(chǎn)生安全隱患和事故，但是該類設(shè)備的質(zhì)量直接決定焊接工藝過程的執(zhí)行和焊口質(zhì)量。一旦由于焊機(jī)質(zhì)量導(dǎo)致嚴(yán)重的焊接工藝參數(shù)執(zhí)行偏差，必會(huì)致使焊口焊接質(zhì)量下降，聚乙烯燃?xì)夤艿篱L(zhǎng)期性能下降，甚至短期性能也會(huì)降低，既給施工單位造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失，又給燃?xì)夤艿肋\(yùn)行安全帶來不可估量的安全隱患。

2）焊機(jī)質(zhì)量控制的忽視造成焊接工藝評(píng)定失效。在聚乙烯燃?xì)夤艿篮附庸に囋u(píng)定過程中，評(píng)定單位缺乏對(duì)焊機(jī)質(zhì)量控制的認(rèn)識(shí)，一旦使用存在質(zhì)量問題的焊機(jī)制備焊接工藝評(píng)定試件，從而無(wú)法有效驗(yàn)證焊接工藝預(yù)規(guī)程。盡管制備的評(píng)定試件性能可能滿足評(píng)定要求，但是焊接工藝評(píng)定是無(wú)效的。然而在燃?xì)夤艿朗┕すこ虝r(shí)，由于評(píng)定單位未意識(shí)到評(píng)定焊接工藝參數(shù)的偏差，施工時(shí)仍使用名義的焊接工藝參數(shù)，致使使用無(wú)效的焊接參數(shù)，這給燃?xì)夤艿篮附淤|(zhì)量帶來不可忽視的安全隱患。

4 改進(jìn)建議與措施

1）加強(qiáng)焊口質(zhì)量的控制以及焊機(jī)質(zhì)量的控制和管理，通過相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)來對(duì)焊機(jī)質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)和監(jiān)督。首先，建立健全的焊機(jī)型式檢驗(yàn)和制造許可制度，從源頭上杜絕低于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的焊機(jī)出廠和用于工程使用。這既有利于監(jiān)督焊機(jī)廠家，促進(jìn)焊機(jī)技術(shù)水平提升，又有利于規(guī)范焊機(jī)使用市場(chǎng)。其次，在使用過程中，開展第三方定期檢驗(yàn)，定期檢查焊機(jī)質(zhì)量狀況，避免不符合要求的焊機(jī)用于工程。再次，型式檢驗(yàn)和定期檢驗(yàn)工作由經(jīng)認(rèn)證和認(rèn)可的具有相應(yīng)檢驗(yàn)?zāi)芰Φ臋z驗(yàn)機(jī)構(gòu)或相關(guān)單位承擔(dān)，從而減少焊機(jī)廠家對(duì)自生產(chǎn)焊機(jī)質(zhì)量檢驗(yàn)的盲區(qū)，提高焊機(jī)質(zhì)量檢驗(yàn)的公正性和科學(xué)性。

2）加快相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)修訂和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的制定。針對(duì)目前有待完善的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)技術(shù)要求，有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)應(yīng)盡快組織標(biāo)準(zhǔn)的修訂；針對(duì)目前缺乏的定期檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，建議其他城市參照由我單位起草的即將頒布的焊機(jī)定期檢驗(yàn)地方標(biāo)準(zhǔn)《燃?xì)庥镁垡蚁┕艿廊劢釉O(shè)備定期檢驗(yàn)規(guī)則》，根據(jù)燃?xì)夤こ痰奶攸c(diǎn)和焊機(jī)質(zhì)量水平建立相關(guān)的管理制度和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

5 小結(jié)

目前國(guó)內(nèi)聚乙烯燃?xì)夤艿烙煤笝C(jī)的性能水平和監(jiān)管不容樂觀，有待建立和完善相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，逐步加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督管理，主要通過產(chǎn)品型式檢驗(yàn)和使用過程的定期檢驗(yàn)來保障產(chǎn)品質(zhì)量，前者確保焊機(jī)的整體質(zhì)量水平和性能穩(wěn)定性，后者監(jiān)查直接影響焊接工藝參數(shù)的性能指標(biāo)的狀況。

[1] GB/T 20674.1—2006 塑料管材和管件 聚乙烯系統(tǒng)熔接設(shè)備 第1部分：熱熔對(duì)接[S].

[2] GB/T 20674.2—2006 塑料管材和管件 聚乙烯系統(tǒng)熔接設(shè)備 第2部分：電熔連接[S].

[3] 吳文棟，李茂東，涂欣，等.聚乙烯管熱熔焊機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀分析[J].中國(guó)特種設(shè)備安全，2013，29(10)：46-49.

[4] 吳文棟，林金梅，涂欣，等.聚乙烯管道用電熔焊機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀分析[J].城市燃?xì)猓?014，30(02)：4-8.

[5] TSG D2002—2006 燃?xì)庥镁垡蚁┕艿篮附蛹夹g(shù)規(guī)則[S].

[6] 吳文棟，李茂東，涂欣，等.熱板溫度的控制要求與檢測(cè)方法的探討[J].機(jī)電工程技術(shù)，2014，30(08)：132-135.

[7] CJJ 63—2008 聚乙烯燃?xì)夤艿拦こ碳夹g(shù)規(guī)程[S].

[8] ISO 12176-1：2012 Plastics pipes and fittings-Equipment for fusion jointing polyethylene systems—Part 1: Butt fusion[S].

[9] ISO 12176-2：2008 Plastics pipes and fittings-Equipment for fusion jointing polyethylene systems—Part 2: Electrofusion[S].

[10] 吳文棟，李茂東，涂欣，等.聚乙烯管熱熔焊機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀分析[J].中國(guó)特種設(shè)備安全，2013，10：46-49.

Discuss on the Quality Control of Welding Machines for Polyethylene Gas Pipes

Wu Wendong Zheng Peigen Zhang Shengjun Li Maodong
(Guangzhou Special Pressure Equipments Inspection and Research Institute Guangzhou 510663)

The quality status of both butt-fusion welding machines and electro-fusion welding machines for polyethylene gas pipes and its control was summarized. Combining with the practice and the result of their performance testing and quality inspection, the main problems and the reason of machines’ quality were analyzed. And the quality control mode was discussed, that perfecting the product standards, setting inspection standards and conducting type inspection and regular inspection would effectively ensure the quality control of welding machine and implementation of welding process parameters, to ensure quality of welding joints.

Polyethylene gas pipes Butt-fusion machines Electro-fusion machines Quality control

X934

B

1673-257X(2015)09-0058-04

10.3969/j.issn.1673-257X.2015.09.013

吳文棟(1984～),男，碩士，工程師，從事非金屬材料及設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)工作。

2015-03-12）