1、PE管材料簡介聚乙烯管簡稱PE管。PE管道具有質輕、價廉、有一定的剛度和柔韌性、耐腐蝕、安裝施工方便,使用壽命長(可達到50年以上)等優(yōu)點,被廣泛的應用于城市燃氣供應、城市供水、建筑采暖、工業(yè)用管、農業(yè)用管、石油化工等領域。聚乙烯按照其密度不同分為高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)。高密度聚乙烯具有較高的剛性和韌性,優(yōu)良的機械強度和耐熱性,還有較好的耐溶劑性、耐蒸汽滲透性。在所有各類聚乙烯中滲透性最小,耐腐蝕性最強,并具有良好的剛度,主要用于各種壓力管、注塑制品等的生產。聚乙烯管根據(jù)結構形式不同可分為單層實壁管、雙壁波紋管和螺旋纏繞管等。雙壁波紋管和螺旋纏繞管主要是用HDPE原料加工而成,主要應用于城市排水,單層實壁 HDPE 主要應用于城市供水、城市燃氣輸送。中密度聚乙烯具有較好的柔性和低溫特性,拉伸強度、硬度、耐熱性等不如高密度聚乙烯,單層實壁 MDPE管主要應用于城市燃氣輸送。低密度聚乙烯的熔點低,質地柔軟,單層實壁LDPE管大量用作農用灌溉管道和工業(yè)普通管道。
2、 PE管道的施工特點
2.1投資成本低PE管比鋼管、鑄鐵等金屬材料管道的價格更加便宜,在使用壽命方面卻遠遠高于金屬材料。一般的金屬管道的使用壽命在20年左右,而PE管的使用壽命長達50年。PE管的化學結構很穩(wěn)定,對于酸性和堿性物質具有很強的抵抗性,同時PE管具有良好的韌性,在實際應用中可以直接將其放入溝道中,能夠很大程度上節(jié)省施工成本。
2.2 適應能力強現(xiàn)代管道工程建設趨勢越來越往地下靠攏,管道類型也多種多樣。PE管在正常的運行環(huán)境中具有良好的適應能力,由于它本身良好的韌性,在面對復雜的環(huán)境和地質的情況下,也能夠進行較大幅度的彎曲,不會破損折斷,在復雜的工程建設中展現(xiàn)出了良好的適應性。
2.3安裝方便PE管的材質輕便,在運輸?shù)倪^程中可以節(jié)省很多設備,如起重機、升降機等,運輸起來更加便捷。在PE管焊接時,使用的焊接設備為熱熔和電熔焊機,自動化程度高,重量輕,操作起來十分方便,并且焊接效率高。
3 、PE管焊接工藝及質量控制焊接是管道施工的一個重要環(huán)節(jié),PE管道系統(tǒng)焊接施工技術的優(yōu)劣直接關系到管網系統(tǒng)的運行效果和使用壽命。城市供水、燃氣管道等PE管最常用的連接方式是熱熔連接和電熔連接。
3.1、熱熔熱熔連接工藝及質量控制熱熔對接原理是將待焊管材端面用一定的壓力靠在一個預置好溫度的加熱板上維持一段時間。在管材端面獲得了一定的熱量后,取出加熱板,給待焊兩端面施加壓力,使兩個熔接(焊接)端面緊密接觸,最終使兩個端面粘合在一起。熱熔對接應選擇DN63以上或者壁厚6 mm以上,焊接端部SDR相同,熔融指數(shù)盡可能是相近的管材;焊接溫度通常為200~235℃,過熱會引起材料降解,加熱不充分會導致材料軟化不夠;加熱板達到設定溫度后,應保持一定恒溫時間,然后再將端面修平的管材以焊接壓力P1 (包括拖動壓力)壓緊在加熱板上并保持一定的時間,直到形成規(guī)定寬度的卷邊;達到規(guī)定卷邊后,將壓力切換至低壓P2(接近于0)使管材端面和加熱板之間剛好保持接觸而開始吸熱,吸熱時間是管材壁厚的10倍,在操作中常見的錯誤是吸熱時間太短,不能保證管材端面材料獲得足夠的熔融深度;達到吸熱時間后,移走加熱板,再合攏焊機夾具,使管材端面充分接觸。在這段時間內,熔融的物料暴露在空氣中,不但會迅速降溫,還會產生一定程度的熱降解,因此切換時間越短越好;重新建立焊接壓力時,應平穩(wěn)迅速而不能太過突然,以免熔體不均勻流動或產生較大的內應力;焊接壓力不能過高,以免將焊接面上的熔融物料完全擠跑,形成冷焊接頭;冷卻壓力應在整個冷卻過程中保持不變;在整個冷卻過程中,對接焊機應保持壓緊狀態(tài),冷卻時間對于接頭質量有著非常重要的影響,堅決杜絕為提高效率而人為縮短冷卻時間。施工完成后監(jiān)理人員要對根據(jù)熱熔口的幾何形狀和卷邊質量對接焊接質量進行檢查。卷邊應沿整個外圓周平滑對稱,尺寸均勻、飽滿、圓潤。卷邊不得有切口或者缺口狀缺陷,不得有明顯的海綿狀浮渣出現(xiàn),無明顯的氣孔。卷邊的中心高度K必須大于零。焊接處的錯邊量不得超過管材壁厚的10%。焊環(huán)的寬度:B=0.35~0.45S;焊環(huán)的高度:H=0.2~0.25S;焊縫的高度h=0.1~0.2S(S為管材壁厚),對上述系數(shù)的選取應遵循“小管徑選大值,大管徑選小值”的原則。卷邊宏觀檢查:使用外卷邊切除刀,在不損害管材的情況下切除外部的熔接卷邊,然后進行卷邊檢驗,卷邊應當是實心圓滑的,根部較寬,卷邊底面不得有污染、孔洞等,若發(fā)現(xiàn)雜質、小孔、偏移或者損壞時,則焊接不合格。卷邊背彎試驗:將卷邊每隔幾厘米進行180°的背彎試驗,當有開裂、裂縫缺陷時,則焊接不合格。
3.2、電熔連接工藝及質量控制電熔連接的原理是采用專門的電熔管件,使用專用的電熔焊機,按照一定的規(guī)則控制流過管件中埋設的電阻絲中的電流量,使其合理發(fā)熱,加熱管件與管材的連接界面,經過一定時間的熔融,達到熔接目的。PE管道的管件(三通、彎頭等)和石油化工使用的雙層復合管基本都使用電熔連接。電熔焊接工藝流程為:管材截取及準備管件-焊接面清理-管材與管件承插-輸出接頭連接-焊接模式設定-焊接數(shù)據(jù)輸入-焊接-自然冷卻。電熔焊接接口質量的影響因素有:電熔焊機參數(shù)是否正確設置、電熔焊接輸出電壓是否穩(wěn)定性、熔接時間是否精確控制、是否根據(jù)環(huán)境溫度對焊接參數(shù)進行修改、管材與管件的裝卡定位或在管材的刮削或清洗時是否嚴格按規(guī)范要求。電熔焊接完成后,監(jiān)理人員要對管件的完整性進行檢查,確保五變形或變色;從觀察孔應當看到有少量的聚乙烯定出,但頂出物不得呈流淌狀;管件承插口應當與焊接的管材保持同軸。
4、PE管安裝施工監(jiān)理重點PE管焊接施工,必須要求施工操作人員嚴格控制熱熔對接和電熔連接的操作過程的操作步驟,不能只靠最終焊口外觀檢查進行判定。熱熔焊接時,監(jiān)理人員在核對電熔連接時的溫度、時間和壓力的同時,也要重視整個操作過程中的其它細節(jié)。比如待焊端面的銑削,如何保持端面的清潔以及最終焊口的冷卻過程及時間等細節(jié),這些細節(jié)如果產生缺陷往往無法從最終的熱熔口外觀表現(xiàn)出來,但熱熔口的內在性能卻已然無法保證。因此監(jiān)理人員監(jiān)督施工操作人員是否嚴格按照熱熔對接工藝和操作規(guī)程施工至關重要。在電熔連接方面,監(jiān)理人員不僅要監(jiān)督電熔管件電壓的穩(wěn)定和焊接時間符合工藝要求,液壓控制焊接前的準備工作如:待焊管材管件端面是否清潔,如存在雜質,最終熔接的效果肯定受到影響;氧化層是否刮除,不刮除或是刮除程度不夠很可能會引起熔接的失敗;電熔管件與待焊管材或管件的組裝是否正確也會影響最終焊接的質量。此外,焊接前電熔管件的貯存條件是否符合標準以及焊接后冷卻的過程是否得當?shù)榷际怯绊懽罱K焊接質量的因素。因此,PE管安裝施工不僅要求要對施工技術人員和操作人員進行專業(yè)培訓,監(jiān)理人員也要具備相應知識才能使PE管焊接施工走向更好的發(fā)展。由于PE管具有性能優(yōu)異,施工簡單,運行可靠,維修方便,使用壽命長等優(yōu)良性能,在各個領域的管網建設中使用日益普遍,在PE管焊接施工過程中,通過提高焊接操作者素質來加強過程控制,強化焊后檢驗,將PE管的焊接質量管理工作落到實處,保證PE管道焊接工程質量,保障居民全命財產的安全。
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