聚乙烯钢骨架复合管施工工法

摘 要：近年来，钢骨架塑料复合管凭借其独有的优越性，在生产生活中的运用越来越广泛。其性能价格比高，同规格、同长度的钢骨架塑料复合管一次性投入费用与钢管与防腐和玻璃钢管相当，但使用时间高达５０年，经济适用性能良好。而且对于DN200以上口径管道，其现场安装效率相对于钢制管道高，具有很好的推广价值。因此，总结施工经验，编制该项施工技术要点，为今后在同类管道施工提供依据作为参考，推广运用。

关键词：工法工艺施工设备安全措施

中图分类号：G267文献标识码：A 文章编号：

一.工法特点

本工法工艺工序衔接紧，工效高，操作方便，易于掌握。根据不同的地形条件，合理改变施工技术方案，保证施工质量，提高施工进度。针对钢骨架聚乙烯钢骨架复合在有水、潮湿的条件下焊接质量不好保证的问题，根据现场经验，总结在高渗水地域的沟下施工方法。

二.工艺原理

钢骨架塑料复合管敷设方式与钢管一样，而管道连接一般采用电熔套连接和法兰连接两种方式,而管材之间的电熔连接、管材与电熔管件之间的连接是施工的控制要点。聚乙烯属热塑性塑料,其重要的温度参数有玻璃温度、粘流温度、晶体熔融温度和热解温度。当塑料在粘流温度或晶体熔融温度以上时,塑料由固态熔融为粘稠的流体,熔接即在此温度范围内进行。热熔焊接原理正式建立在聚乙烯为部分结晶性热塑料(高密度聚乙烯的结晶度为85% ～95% )的熔融特性上,熔接的基本过程是对聚乙烯连接的界面通过加热至融化状态,根据粘性接触理论,在压力作用下通过控制温度和时间连接成一个牢固的结合整体,熔合区可以达到管材同等强度。

2.1工艺流程及操作特点

钢骨架塑料复合管施工流程如下：管沟开挖→管道布管、定长→热熔套及管端打磨→组对固定→焊接→冷却→拆除卡具→管道试压→管沟回填。

a.焊接工艺三要素：电压、电流、时间是设定焊接的参数,焊接参数是保证电熔焊接质量重要的因素。从焊接原理上看,设置正确的焊接参数,实质上就是给焊接区域提供恰到好处的热量(电能转化为热能) 。b.参数修正：焊接参数会因时(季节) 、因地(不同地区) 、因环境气象条件变化和地质状况的不同作适当的调整,要严格焊接工艺纪律:现场焊接参数一经确定,决不允许随意改动,必须严格遵守。c.管材、管件的检查：管材重点检查管体表面是否有过深的划痕,管材内外表面是否有不可恢复的突起或凹坑,管材端口封口环是否有裂纹或脱落;对管件重点检查热阻丝是否通电、是否有过深的划痕损伤到热阻丝等。d.定长配管：根据现场需要，管道连接过程中需要的管材不可能完全为整根管道，因此需要现场切割定长管。现场一般采用电动切割锯，由于受到沟底操作空间的限制,应将所需的短管在地面上先配管,避免到沟内切割，切割后的定长管连接需要使用抢修电熔套。管道应在沟底连接,管材下放到沟底后应用非金属软带吊起、垫好，以便后续的组对、固定和焊接工作。e.电热熔面的打磨:将管沟底部待连接的管材用300 mm左右的方木垫起,每根管材需垫3处;清除管材端面的污物,如有水渍应用干净棉布擦干,用电动钢丝刷打磨管材表面,打磨长度一端为1 /2电熔套长度,一端为整个电熔套长度;在管材距离端面1 /2电熔套长度处做标记,将打磨好的端部用塑料袋套好,避免被污染，打磨好的端部最忌讳的是粘有水份或泥污。 f.电熔套、管材装配:将打磨好的管件先全部敲入打磨长度为整个电熔套长度的管材一端,然后将两管材调直,管口对正无间隙,用榔头将电熔套从一端向另一段管材敲打,直至管材端部的标记露出为止。a.工装固定:将专用固定工装卡在电熔套两端(注意留出电熔插头的距离) ,用丝杠拉紧,保证管材端部对紧b.通电焊接:将专用电热熔焊机输出插头与电熔套两接线柱连接,焊接电压一般控制在42-45V，焊接电流根据不同规格的电热熔套需要的热输入量不同，按照现场设定的焊机参数通电加热。焊接温度的控制焊接要在最佳的温度范围内进行,最佳的温度为180～220 ℃。

2.2施工注意事项:

a.由于钢骨架聚乙烯钢骨架复合在有水、潮湿的条件下不能保证其焊接质量，对高渗水地域沟下安装施工过程中，建议在打磨后用热风焊枪将毛面表层十分吹干再进行热熔接头组对。b.夏季施工时应避免管道暴晒,在现场应做一些有效的防护措施。c.管道暂时停止施工时两端要采取临时封堵措施。d.冬季施工当管材表面结有霜冻时,应先将管材端部霜冻除掉,再用热风机将管材端部表面烘干,然后打磨管材端部热熔区,以保证热熔区的清洁。冬季施工管道表面温度< - 3 ℃时,对焊接工艺参数应做出相应调整,以确保焊接效果。同时搭建临时棚,以提高对口处的管道表面温度,对口焊接时应使棚内温度> 10 ℃。焊接完成后,对焊口要进行适当的保温,可采用棉毡包裹。e.冬季施工不得使用冻硬的橡胶垫片,应在施工前将橡胶垫片在15 ℃以上的环境内放置24 h,恢复弹性后方可使用

2. 3管道漏点返修或运行后泄露事故抢修

管道一旦发现漏点，必须进行修复。根据钢骨架聚乙烯复合管的性质和漏点情况，一般有两种修复方法。一是将漏点位置管道切割掉1m,重新用1m长抢修短管和2个抢修电热熔套焊接连接。在切割前切断管线阀门，切割后完后必须放尽管内介质，为防止管内介质流不尽，影响焊接质量，可在管道组对、固定之前将两端管道用黏土封堵，焊接完成，冷却1小时后对管线重新进行冲洗，以保证管内的清洁。

2.4合理安排施工工序，提高施工效率

由于钢骨架管道焊接完成后，其固定卡具需要待管道完全冷却后方可拆除。由于冷却时间较长（一般需要90分钟），而卡具为循环利用工具，因此需要准确控制其组装、焊接和冷却时间关系，充分利用焊机和卡具，作好施工统筹，可以大大提高施工效率，避免许多不必要的浪费，尤其是人工。例如，在临近下班之前尽可能焊接完成一道口，在休息时间段作为焊口冷却时间，这样可以大大避免卡具的利用率，防止因卡具不能拆除而耽误下道工序的进行。一道热熔口焊接时间约10—15分钟，组对固定时间阅10分钟，而管道冷却时间为90分钟左右，掌握好这些时间参数，合理安排施工工序，提高施工效率。

三.施工机具设备

根据工程施工总体要求，合理配置土方及管道焊接安装施工机组，以下为工程施工只要施工机具设备，见表1:

表1 主要机具设备表

四.质量、安全控制措施

a.严格控制材料进厂检查、验收程序。

b.按照现场设定的焊接工艺参数严格执行。

c.严格执行施工工序和半成品保护措施，防止水、汽、油和泥污等污染。

d.严格控制管道下沟的弯曲度，尽可能保证管道平直敷设。

e.对于此类管道安装，施工过程中的安全控制点主要是沟底施工防止塌方和用电安全事宜，另外还有管端打磨时应注意做好眼睛及面部防护。

五.结束语

银浪地区燃煤锅炉房集中供热工程（站内部分）厂区给水工程施工。一共完成钢骨架聚乙烯复合管DN250 1600米，DN200 120米，DN65200米的锅炉房给水管道安装。应用此工法，管线试压一次成功，质量达到优良。采用该工法施工，既提高施工进度，又保证了施工质量要求。通过现场热源机具的合理安排，大大提高了施工效率，减少了施工机具的浪费，节约了施工成本。

作者简历：唐洪良男 2005年毕业于西安石油大学 油气储运工程专业本科学士学位。2005年7月至2008年5月就职于大庆石油管理局 建设集团。2008年至今就职于云南省设计院。主要工作为工程项目管理任技术员、技术负责人。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。