聚乙烯管的热熔对焊接法施工

#1  聚乙烯管的热熔对焊接法施工


聚乙烯管的热熔对焊接法施工




【摘  要】  通过施工掌握了聚乙烯管的热熔对焊接技术，完善了热熔对焊接法的施工工序。
【主题词】  聚乙烯管 热熔对焊接法 施工
      聚乙烯给水管（简称PE管）是当前国家重点应用于市政供水、建筑给水和农业灌溉等领域的主要管材，具有施工方便、经济合理、水质稳定、安全适用的特点。在实际施工过程中聚乙烯管的连接方法有：热熔对焊接法、热熔承插熔接法、法兰连接法。我们在施工中采用了热熔对焊接法进行施工。
     1 聚乙烯管的主要特点
     1.1管材公称压力0.32Mpa~1.60Mpa,公称外径φ20mm~φ500mm。
     1.2 聚乙烯管材质无毒、不腐蚀、不结垢，可有效提高管网的水质，管内壁粗糙度为镀锌钢管和球墨铸铁管的六分之一，可有效降低水能耗。
     1.3 聚乙烯管强度高、耐压、耐冲击和抗应力开裂性能好；聚乙烯管是一种高韧性管材，对管基不均匀沉降适应力强，对地下运动和载荷有较强的抵抗力，能有效提高供水的安全性。
     1.4 聚乙烯管重量轻、搬运方便、综合费用低，使用寿命可达50年。
     2 工作原理和技术要求
     2.1机械设备和现场组装工艺流程
     施工现场采用热熔对焊机一台、对接机一台、旋转切割机一台、管道托架两只。施工时先将对接机、管道托架放于一条直线上，进行整平调直，再架管切割，最后进行热熔对接。
     2.2 基本原理
     聚乙烯一种线性高聚物，由简单高分子人工合成，属热塑性高聚物；力学性能上的弹性模量较纤维和橡胶高，伸长率高，拉伸强度大。聚乙烯管正是聚乙烯高分子链聚合而成，具有高温易熔化，冷却降温凝固硬化还原的特性。我们在施工中利用热熔机产生的高温将管材熔化，再施压对接使两管口合二为一，之后持压冷却成型。
     2.3 技术要求
     通过实际施工过程进行分析，我们总结出热熔对熔接法在聚乙烯管连接中的主要控制要素有以下几点：
     2.3.1 管道对焊接施工段的布设
     由于管材长度一般为6m~9m，为避免浪费管材和施工机具架设困难的问题，我们从施工中总结出管道布置的顺序为：弯道段连接—坡道段连接—平直段连接。一般应在平直段连接3~5根为一单位接管长度，然后再移至各施工段连接。
     2.3.2 管道对焊接平直度控制
     管道工程质量的好坏关键在于连接处质量的控制，连接处质量的好坏关键又在于管道对接处平直度的控制，根据上述质量控制困素传递关系知，管道连接处平直度是管道工程质量控制的关键因素。分析管道的受力模式知，管道壁主要承受水压力作用下的环向拉应力，环向拉应力的大小又与壁厚成反比，如果对接处平直度不达要求，势必造成对接处的有效壁厚减小，致使管壁所受拉应力增大而破坏接头。所以，管道对焊接平直度控制是此项施工方法的关键之一。
     2.3.3 管道对焊接温度和热熔时间控制
     首先，聚乙烯管具有高温易熔的特点，但如果温度未达到材质完全熔化的温度便施工，容易造成管材接头的熔化度不达标，致使不合格接头的产生；其次，虽然熔化温度达到要求，但管材的熔化量与时间成正比，如果时间过短则易造成熔化量不够，致使对接有效面积减小，如果时间过长则易造成熔化量过大，致使异形接头的产生。所以，管道对焊接时必须控制准确温度和热熔时间。
     2.3.4 对接冷却时间的控制
     聚乙烯管为有机管材，在热熔对接后的冷过程中管材内部分子仍在高速运动致使管材受外力易破坏，因此对接接头必须保证足够长的自然冷却时间，待自然冷却产生足够强度后方可进行下一道工序。
     2.4 工艺要素控制
     2.4.1 在管道对接机的支设中，分别在对接机四边上安放四支水准管，调节对接机四支脚架的高低，使对接机处于水平对接状态。
     2.4.2 由于管材为6米长的型材，为使两管道对接接头等高，分别在两管三分之二处设一托架，利用托架的升降调器，使两支点与对接接头三点等高一线。
     2.4.3 管材管口在出厂时一般为毛口，为使接头受热均匀，管道对接时必须先对管口进行切削整平。我们在施工中使用了一台双面切割机，施工时在管两端施以相等压力，保持两管口被切出的散片等量均匀，使两切割口对接无缝，光洁平整即可。
     2.4.4 热熔机达到规定温度后方可进行热熔对接。热熔时在两管端施以相等外力，待两管口上翻出新鲜的热熔层后即停止热熔，取下热熔机，施力使两管口对接融合为一体。
     2.4.5 管口热熔对接后即进入泠却阶段，泠却时必须保持压力，待管口泠却至环境温度时方可停止外力。
     2.5 热熔对焊接规范
     经实验和施工总结，管道平整度、热熔时间、冷却时间、热熔温度达下表要求可保证接头质量。
序号     管材型号        平整度   加热时间     冷却时间             热熔器温度   
             (mm)           (mm)        (s)            (min)                   (℃)
1        75        ±0.3        60        7             190~220
2        90        ±0.5        80        7             190~220
3        110        ±0.6        90        9             190~220
4        160        ±0.7        110        10             190~220
5        200        ±1.0        150        13             190~220
6        250        ±1.2        170        15             190~220
7        315        ±1.5        210        25             190~220

     3 热熔对焊接法施工程序
     施工程序是一种施工方法的实施过程，是完成既定质量目标的全过程，所以必须把握好施工的前后顺序，主次关系，因此我们制定了严格的X作程序：首先根据管道的敷设路线确定主接点、次接点、弯头接点的位置；其次确定单位管长，以便在仓库对接，减少现场对接量；最后是每一接头的对接施工必须按架设对接机、夹持整平对接管材、管口切割正平、管口加热熔化、管口持压对接、管口持压冷却。上述步骤中，前两步是宏观上把握，对整条线路施工质量起主导作用，最后一步是热熔对接的具体X作，必须一步一步进行，以保证接头质量。
     4 热熔对焊接法质量控制
     4.1 准备对接管材在切割时，侧压力应先大（快速切除管口毛面）后小（慢慢修平管口），切割机应垂直于X作平台，保持切割机切割过程中稳定，切割完成后应将残屑从管口内清除干净，不留毛刺，使管口切割面平整、光洁。
     4.2热熔机使用过程中温度必须达到规定温度方可用于热熔对接施工，严禁未到规定温度即进行热熔。热熔时要严格控制时间，针对管径型号，准确掌握热熔机持续熔化时间，严禁中途提起热熔机中断热熔，热熔过程中必须保持恒定压力。
     4.3 管口熔化后立即进行对接持压自然冷却，保证相应冷却时间。热熔接头自然冷却过程中禁止采用冷水降温，以防接头骤冷产生脆性头，避免留下质量安全隐患。
     5 热熔对焊接法施工效果
     通过应用热熔对焊接法，使聚乙烯管道施工的质量得到了保证，施工成本显著降低。施工进度大幅提前。
     5.1 由于采用了热熔对焊接法施工避免了管道施工中接头处漏水、破裂、弯曲的质量通病；接头物理性能试验，水压试验合格率达99%以上，施工质量可靠。
     5.2 由于采用了热熔对焊接法施工，管道的连接配件使用量降低了80%；人工工日消耗量降低约10%。施工成本显著降低。
     5.3由于采用了热熔对接法施工，三人一组的台班施工量达400米以上，且工人劳动条件得到改善，施工速度明显提高。
     6 结束语
     热熔对焊接法在聚乙烯给水管道施工中应用，通过以上措施，可以更好的加快工程进度，施工质量和施工队伍的技术水平明显提高。但限于我们的水平，本文中必有不少缺点错误，诚恳指出，今后施工中将继续完善改进！