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聚乙烯(PE)管道施工中常见不良操作及处理经验
发布日期:2016-07-19

因聚乙烯管道具有经济性、耐腐蚀、施工方便,其综合的优越性能倍受用户的欢迎,然而要更好的发挥聚乙烯管网的优越性,连接接口质量的优劣,直接影响聚乙烯管网运行的经济与安全性。因此对聚乙烯管道连接接口质量的可靠性判断,以及连接全过程的质量控制,是获的优良连接接口保证,所以必须严格按相关标准规定执行。


1热熔连接

热熔连接在聚乙烯管道连接中是一种长见的连接方法,也是最为经济可靠的一种方法。热熔连接一般有以下几种,热熔对接、热熔鞍形对接、热熔承插连接。

1、热熔对接

热熔对接是在确定的压力、时间和温度条件下,焊接端面被加热到焊接温度,然后互相连接的方法。但是在聚乙烯管热熔对接过程中,易受环境及人为因素的影响。

2、热熔鞍形对接

热熔鞍形对接连接过程比较困难一般都在工厂预制。

3、热熔承插连接

热熔承插连接在《燃气用埋地聚乙烯管件》标准中已不采用,在给水管道中使用口径都很小,大口径热熔承插连接施工中,因管子重、对口与插入深度困难,无法保证连接质量。


2热熔对接连接施工常见现象分析

1、两端连接端面错位 

遇管材不圆正时,管材与管件直径的偏差等。可调正管材安装方向或调正焊机机架上的夹紧螺栓,避免上述现象发生。

2、焊接翻边过大

因对接压力或吸热压力过大和吸热时间过长必然会出现上述现象。

3、焊接翻边过小

因对接压力过小或未加拖动压力及吸热时间过短就会有上述现象出现。

4、焊接翻边形状扁平

因加热板温度过低或对接压力过大易出现上述现象。

5、用手触摸铣削后的端面

在焊接前有意无意触摸铣削后的端面,造成端面污染,易发生脆性断裂现象。

6、取加热板时碰伤端面

在提取加热板的过程中碰伤端面,会影响连接强度、有可能出现泄漏现象。


3热熔连接质量控制以及焊接参数控制

如要获得质量优良的接口,焊接前必须要有一系列的质量控制措施,其中最主要的控制措施有:压力控制、时间控制、温度控制及焊接参数控制。

1、压力控制 

适当的压力会促进材料的流动,并能得到高质量的接头。压力太低会使连接强度达不到质量要求。压力太高造成熔料极尽则翻边过加宽,因而就不能达到质量要求。压力的控制是依靠机具的压力控制阀来实现的,应依不同的情况来调整不同的输出压力。

2、时间控制

在不同的情况下需要不同的焊接时间,一般焊接的总时间由管材或管件使用的原材料来确定。可通过调整时间来控制对接接口质量。

3、温度控制

对接过程中的温度是影响对接质量的重要因素。聚乙烯管的对接温度控制,这里分两部分即环境温度、加热板温度。加热板温度一般为210℃—230℃,而该温度的控制是依靠加热板的调温措施来保证的,在加热板的整个平面上,温度不应相差太大。环境温度的控制与吸热时间有直接关系,否则会影响到对接质量。

4、焊接参数控制

焊接参数的制定对热熔连接关系密切,在常温下焊接连接参数,可参照德国焊接协会DVS2207.1995,常温下聚乙烯(管材、管件)热熔对接参考表(见表1)。通过调正吸热时间、温度、压力一般能获得优良的焊接接口。因此对焊接施工全过程的质量控制,是获得优良接口关键。应该指出除了有完整的质量控制措施之外,还应有合格操作人员和质量完好的对接焊机来实施。


4焊缝检验

对聚乙烯管的焊缝检验一直是一个难题。国内目前对聚乙烯管的焊缝的检验手段,一般以目测和对比检验方法为主。如能用超声波探伤仪对焊缝的质量作分级检验,那就能更好地保证焊接接口的质量。优良接口主要目测和对比检验特征如下:

1、卷边的表面应饱满光滑,无气泡和缩孔缺陷。

2、焊缝两边圆形卷边应均匀,卷边宽度应相近。

3、对接的管端口错边不应超过管壁厚的10%。

4、当热熔对接两端分别是管材和注塑管件时,管件一侧的卷边形状不规则,这是注塑工艺特点所造成的,并非异常,此时可检查管材一侧卷边情况。当管材或管件之间熔体流动速率不同时,翻边可能不对称但仍然满足要求。建议通过试验来确定可接受的卷边特征,在冬季施工需设置临时的保温措施。 注:拉伸性能试验方法可采用GB/T19810-2005(聚乙烯(PE)管材和管件 热熔对接接头拉伸强度和破坏形式的测定) 的方法进行试验。 


5电熔连接

电熔连接已广泛地应用于聚乙烯燃气管道与给水管道系统。电熔连接操作简单易掌握,减少了焊接过程中人为因素的影响,适用范围范广。在聚乙烯管道连接后能保持管道内壁光滑、不影响流通量、接口可靠性高,是一种最佳的连接方法,电熔连接还可以用来修复管道作业。

1、电熔管件焊接原理 

根据电熔管件焊接原理,电熔焊接工艺过程包括:管材在电熔管件内定位,通过电熔焊机向电熔管件通电,电熔管件内壁熔化,熔融区域的PE材料向管材外壁膨胀,管材外壁PE材料熔化,同时熔体压力增大,促使熔体向管件内壁、管材外壁的空隙流动,从而封闭了熔融区域,同时观察孔开始慢慢顶起。断电前熔体压力达到最高值,断电后自然冷却即完成。

温度、压力及时间的设定,由电熔管件制造商的设计结构来决定的。要取得优良的电熔接口,电熔焊接过程中应做到三个确保、一个注意。

a、确保管材端口垂直、平整、端口必需倒角。

b、确保管材插入深度、并固定好焊接的组合件。

c、确保焊接时焊接区域在同一轴线上,不受任何外应力影响。

d、注意:刮削后的端口不能用手触摸,电熔管件内可用酒精擦拭,冷却过程中也不能受任何外力影响与移动管材、管件。


6电熔鞍形连接

电熔鞍形管件有三种,即电熔直通鞍形、电熔旁通鞍形、电熔封堵鞍形。

a、电熔直通鞍形 

它是需要用专用切削工具连接后在的主管材上钻孔的一种管件,能在管网中分支,可替代三通。

b、电熔旁通鞍形

它是附带具有一个可切透聚乙烯管壁的组合切削工具的管件,在安装以后切削工具仍留在鞍形管件内,常用于不停气来实现对管网分支施工的专用管件。解决了聚乙烯管道不停气,施工的难题。

c、电熔封堵鞍形

它用于修补聚乙烯管道上伤痕及细小漏气点的专用管件。

1、电熔鞍形连接方法

电熔鞍形管件的连接过程,其电熔部分连接过程基本与电熔管件的连接过程同,其不同之处简述如下:

a、表面处理与安装固定

首先对需连接主管道进行表面处理清洗,刮除氧化皮并用螺栓安装固定,确保与连接面紧密吻合。

b、安装专用夹具紧固、并施加压力。

用鞍形连接的专用夹具安装固定在连接好鞍形管件上,并在连接面上施加衡定的压力方能焊接施工。

2、直通鞍形钻孔成型

电熔直通鞍形管件,焊接后冷却至常温,最少二小时以后,方能用专用工具钻孔。为确保焊接质量不能先钻孔后连接。

3、电熔旁通鞍形钻孔成型

a、钻孔前必须先按图纸要求,连接好支管到所需的位置或阀门处。

b、钻孔前必须对所连接的支管网进行打压检查,做气密性试验,确保支管网焊接完好及电熔旁通鞍形管件及(管帽)无泄漏。

c、将主管道中的燃气压力降到0.1 Mpa以下,应确保施工环境安全,一切都检查合格后,方能开始钻孔作业。

4、电熔封堵鞍形管件用途

电熔封堵鞍形管件是可以用于修补聚乙烯管道的一种管件。如有少量泄漏,修补前必须把泄漏部位暂时堵上,确保暂不泄漏(如用木塞堵)再按鞍形连接方法焊接要求施工。但是面积较大的泄漏,须另选合适的施工方法修复管道。


7影响电熔管件焊接的质量因素

影响焊接质量的因素一般有三种情况,电压电流波动对接口质量的影响、环境温度对接口质量的影响和不良操作对熔接接口质量影响。 

1、电压电流波动对接口质量的影响:

对质量合格出厂的电熔管件,其内部预电阻丝的电阻值是恒定。此时电阻丝的发热功率仅与熔接电源提供的电压有关,加热功率即随之改变,熔接接口的质量由于受加热功率波动影响而改变。

a、不能在大功率机器下,直接接入熔接用电源,共用一条电缆线。

b、一般当焊机距电源在50米内使用2.5mm2的输入电缆。当焊机距电源50-100米时需选用4mm2的输入电缆线,当焊机距电源100米时需加粗输入电缆线或配接发电机,禁止电缆线盘绕使用。

2.、环境温度对接口的质量影响

电熔管件出厂标准,熔接时间参数一般都是按20°C的环境温度为设计标准。如果熔接过程中环境温度不同则意味着管件在熔接过程中热传导条件发生改变,直接影响熔接质量。因此,必须监控环境温度,这里所指的环境温度是熔接点周围的环境温度。宇华公司的熔接时间修正值在管件合格证内都有详细说明。

3、不良操作对接口质量的影响

所谓的不良操作,主要原因是施工人员责任心不强,不按操作规程步骤操作,连接部位由于有油污、水、泥土等原因造成。因此熔接前必须按操作规程仔细检查各操作步骤,才能获得优良的焊接接口。常见的现象如下:

a、管材连接端口未进行刮削处理或处理得不完正,管材端口未倒角或有碎屑。

b、定位不正确,管材插入深度不够,管材、管件不在同一轴线上,有外应力。

c、盘管管材熔接前未拉直,或弯曲变形大的管材未进行园正处理等。


8钢塑过度与法兰连接

不同管子之间,难以直接连接时,可采用过度管件连接,常见的如:塑料管与金属管、阀门、仪表、压力表等。聚乙烯管子与金属管子连接主要有钢塑过度管件和法兰两种连接方法。钢塑过度管件一般都在工厂预制,产品出厂通常做初级防腐,安装完成后必须再做防腐处理,规格有丝扣钢塑管件、直管钢塑管件。

1、钢塑过渡管件连接 

钢塑过渡管件其塑料端的连接方法与电熔连接、热熔对接方法相同。如使用直管钢塑管件,钢管端口采用电焊接时需把塑料端放在有水的容器中,露出钢管端口才能与钢管焊接。如果受外界条件的限制不能达到上述要求,也必须对塑料一端做好隔热处理,以便在电焊连接过程中在热传导的作用下,使塑料端受热变形,导致预制的钢塑过渡管件报废。

2、法兰连接

法兰连接是有聚乙烯法兰头和钢法兰片组合用螺栓固定一种连接方法。便于安装拆卸。其聚乙烯法兰可以通过电熔或热熔方法连接。钢法兰片连接时要求法兰片的螺栓孔对中,聚乙烯法兰与钢法兰平面应与管子连接平面相互平行垂直,密封圈的材质应按相关的技术标准要求执行。

紧固螺栓时必须按顺序对角拧紧螺栓防止发生扭曲,安装完成后、再分次逐渐紧固螺栓,以消除聚乙烯法兰的应力。


9凝水缸施工要求

凝水缸在管道中起到接冷饮水的作用,所以在安装时应安装在管道两边的最低位置,确保管道内的冷饮水能流入凝水缸中。连接可采用电熔或热熔对接的方法。 


10聚乙烯阀门

聚乙烯阀门是聚乙烯管网系统中不可缺少的控制部件,它可直接与管道热熔对接或电熔连接,不需要防腐处理和砌阀门井。聚乙烯阀门直埋地下,对阀门所施加的力均匀传递给土壤,对聚乙烯管道寿命无影响。聚乙烯阀门工作压力与SDR11聚乙烯管网相匹配,聚乙烯阀门的设计使用寿命为50年。聚乙烯阀门按用途可分三种类型即:标准阀门、单放散阀门、双放散阀门。 

目前国内埋地燃气用聚乙烯阀门规格为φ40-φ315。

1、聚乙烯阀门的安装与维护

a、安装前应对阀门进行检查,内表面应洁净、不能有污物、尘土在阀门内残留,是否有脱落损坏等现象。用专用扳手多次开启、关闭球阀检查启闭是否良好,并做气密性试验,质量不合格不准安装。

b、把聚乙烯阀门设定在开启状态下安装,安装时阀门必须垂直于地面,并且与管道保持在同一轴线上,安装在管道末端的聚乙烯球阀,需连接上一段管子并封堵,便于管道吹扫与下次连接。

c、管道吹扫时安装在管道末端的聚乙烯球阀,必需在开启状态下吹扫,以免球面损伤导致聚乙烯球阀报废。

d、聚乙烯阀门在使用过程中也要维护检查一般要求6个月作一次开启、关闭的检查。


11穿越施工要求

聚乙烯管道在穿越马路或桥梁等,需加装钢管作套管。钢管中应有三角支架,聚乙烯管道应安装在三角支架的中心位置上固定,钢管两端还应采用柔性材料封口,并在钢管适当位置安装检漏口。 


12安全注意事项

1、熔接管道的电器设备需接地与人接触的导电体,必须要有保护措施。 

2、移动电器设备时需切断电源,以免发生触电事故。

3、电熔管件熔接时人应避开熔接区域,熔接过程中更不能在观察孔上方目视,以免熔接失败时观察孔喷液烫伤

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