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聚乙烯燃氣管道施工中應(yīng)注意的問題
我國是從80年代初期開始聚乙烯燃氣管的研究工作,使用聚乙烯管輸送城鎮(zhèn)燃氣是1982年在上海。1995年,國家技術(shù)、建設(shè)部分別頒發(fā)了PE燃氣管材、管件的國家標(biāo)準(zhǔn)和工程技術(shù)的行業(yè)規(guī)程,在2008年又對該規(guī)程進行了修改補充。目前,PE燃氣管正在國內(nèi)迅速推廣使用。國內(nèi)已掌握PE工程管道的生產(chǎn)與使用技術(shù),具有了相當(dāng)數(shù)量的國際生產(chǎn)線,形成了相當(dāng)規(guī)模的生產(chǎn)能力。
聚乙烯燃氣管材的特點
聚乙烯燃氣管道具有許多的特性,如耐低溫,韌性好,剛?cè)嵯酀R蚨谝恍┨厥庥猛局懈谴箫@身手,聚乙烯管的主要優(yōu)點體現(xiàn)在:
⑴耐腐蝕:聚乙烯為惰性材料,除少數(shù)強氧化劑外,可耐多種化學(xué)介質(zhì)的侵蝕。無電化學(xué)腐蝕,不需要防腐層。
⑵不泄漏:聚乙烯管道主要采用熔接連接(熱熔連接或電熔連接),本質(zhì)上保證接口材質(zhì)、結(jié)構(gòu)與管體本身的同一性,實現(xiàn)了接頭與管材的一體化。試驗證實,其接口的抗拉強度及爆破強度均高于管材本體,可有效地抵抗內(nèi)壓力產(chǎn)生的環(huán)向應(yīng)力及軸向的拉伸應(yīng)力。
⑶高韌性:聚乙烯管是一種高韌性的管材,其斷裂伸長率一般超過500%,對管基不均勻沉降的適應(yīng)能力非常強。也是一種抗震性能優(yōu)良的管道。
⑷聚乙烯管具有優(yōu)良的撓性:聚乙烯的撓性是一個重要的性質(zhì),它極大地增強了該材料對于管線工程的價值。聚乙烯的撓性使聚乙烯管可以進行盤卷,并以較長的長度供應(yīng),不需要各種連接管件。
⑸聚乙烯管道具有良好的抵抗刮痕能力:采用不開槽施工技術(shù),刮痕是無法避免的。刮痕造成材料的應(yīng)力集中,引發(fā)管道的破壞。管材抵抗刮痕的能力,與管材的慢速裂紋增長(SCG)行為關(guān)系密切,研究證明,PE80等級的聚乙烯管具有較好的抵抗SCG的能力和耐刮痕能力。PE100聚乙烯管材料則具有更加出色的抵抗刮痕能力。
⑹良好的快速裂紋傳遞抵抗能力:管道的快速開裂是指在管道偶然發(fā)生開裂時,裂紋以幾百m/秒的速度迅速增長,瞬間造成幾十m甚至上千m管道破壞的大事故。結(jié)果表明,在常用的塑料管材中,聚乙烯抵抗裂紋快速傳遞的能力。
⑺聚乙烯管道使用壽命長:可達50年以上,這是國外根據(jù)聚乙烯管材環(huán)向抗拉強度的長期靜水壓設(shè)計基礎(chǔ)值(HDB)確定的,已被國際標(biāo)準(zhǔn)確認(rèn)。
施工應(yīng)注意的問題
開溝與回填
⑴在做好一切施工準(zhǔn)備后,應(yīng)現(xiàn)場核對有關(guān)地下管線及構(gòu)筑物的資料,必要時進行挖探坑調(diào)查。
⑵管溝要盡可能直,確定溝槽邊坡度是否需要支撐、排水等措施。要求最終形成的溝槽底部應(yīng)平整密實。若溝底遇有廢舊構(gòu)筑物硬石、木頭和垃圾等雜物時,必須清除;然后敷設(shè)一層厚度不小于0.15m的砂土或素土,并整平夯實。
⑶聚乙烯管敷設(shè)下溝后應(yīng)立即用細土或砂覆蓋管道,厚度不小于30cm,以保證聚乙烯管不受外力損傷。
⑷溝槽回填,應(yīng)先填實管底,再投填管道兩側(cè),然后回填至管頂以上0.5m處。管道兩側(cè)及管頂以上0.5m內(nèi)的回填土,不得含有碎石、磚塊、垃圾等雜物,不得用凍土回填。
⑸回填土應(yīng)分層夯實,每層以20cm為宜,管頂0.5m以上可用機械夯。
⑹在管道安裝與鋪設(shè)完畢后應(yīng)盡快回填,建議回填時間選擇在一晝夜中氣溫的時刻。
下管與連接
管材與管件在使用前應(yīng)嚴(yán)格按《聚乙烯燃氣管道工程技術(shù)規(guī)程》(CJJ63-2008)進行驗收,不合要求的材料都不得使用。下管前必須清除管內(nèi)雜物和垃圾。正在敷設(shè)的管道,管道開口端必須臨時封堵,且應(yīng)避免挖出的磚石落于管道上。管道下溝時應(yīng)避免管道和溝邊及溝底接觸時擦傷。敷設(shè)過程中,如暫時中斷工作,應(yīng)在管頂覆蓋至少0.15m厚回填土。
熱熔連接的質(zhì)量控制:
⑴專用連接加熱板被加熱到規(guī)定溫度后,使熔接管線兩端通過加熱板加熔化,同時迅速將兩端貼合,通過機具保持一定的壓力,冷卻后達到連接的目的。
⑵熱熔對接前應(yīng)注意:
①熱熔連接前、后,連接工具加熱面上的污物應(yīng)用潔凈棉布擦凈。
②對接前,兩管段應(yīng)各伸出夾具一定自由長度,并應(yīng)校直兩對應(yīng)的連接件,使其在同一軸線上,錯邊不宜大于壁厚的10%。管材或管件連接面上的污物應(yīng)用潔凈棉布擦凈,應(yīng)銑削連接面,使其與軸線垂直,并使其與對應(yīng)的待連接斷面吻合。
⑶預(yù)熱階段:即卷邊過程,該過程中管材截面將根據(jù)控制設(shè)定產(chǎn)生一個卷邊,卷邊的高度因管材的規(guī)格不同而同,卷邊的高度將決定最終焊環(huán)的環(huán)形。
⑷吸熱階段:在這個階段中,熱量在所要連接的管材內(nèi)擴散,這個階段需要施加一個較小的壓力。
⑸加熱板取出階段:這個階段用來在將所連接的管材或管件接觸之前,取出加熱板;取出加熱板和使連接管材相接觸的時間越短越好,以避免熱量損失或熔融端面被污染(灰塵、砂子)氧化等。
⑹熔接階段:即純粹的熔接,將要連接的管材熔化端面相互接觸,按所選擇的標(biāo)準(zhǔn)逐漸建立和保持對接壓力。
⑺冷卻階段:冷卻過程按標(biāo)準(zhǔn)施以特定壓力,冷卻階段所施加的壓力與預(yù)熱階段相同,但主要依據(jù)使用標(biāo)準(zhǔn)而定。
電熔連接的的質(zhì)量控制:
⑴操作步驟
①接好電源,設(shè)備必須有接地保護。
②刮去管材需熔接區(qū)域外表面的氧化層,去除碎屑,用記號筆做好標(biāo)記(插入深度)。
③將刮好的管材插入待焊管件至做好標(biāo)記處,確保接縫在該管件冷料段。固定好待焊組合件,管件應(yīng)在使用時才拆開包裝,以保持其清潔干燥。
④打開管件護帽,接焊機輸出導(dǎo)線。
⑤熔接操作應(yīng)嚴(yán)格按照焊機說明書的具體步驟進行作業(yè);在熔接過程中要避免周圍電磁場的干擾,焊機要避免雨淋、倒置的碰撞;焊機搬運過程中避免拉拽導(dǎo)線。重新接線時,不可用焊機檢測電源的通斷。
⑥熔接鞍型管件時,應(yīng)用潔凈布擦凈連接面上污物,并應(yīng)把管材熔接處表皮刮去,使用專用夾具調(diào)節(jié)固定好管材、管件,使兩連接面接合,卸下管帽,用專用鉆孔工具,在管材上鉆好孔后確保鉆刀復(fù)位再裝管帽,拆卸夾具。
⑦熔接完畢后,檢查觀察孔內(nèi)物料是否頂起,焊縫處是否有物料擠出。
⑧合格的焊口應(yīng)是在電熔焊過程中無冒煙(過熔)、過早停機等現(xiàn)象,電熔件的觀察孔有物料頂出。
⑨電熔連接冷卻期間,不得移動連接件或在連接件上施加任何外力。
⑵電熔管件件價格較高,增大了工程成本,根據(jù)國家相關(guān)規(guī)范要求,厚壁管(SDR11)在管徑de≥90時、薄壁管在管徑(SDR17.6)de≥110時;除特殊部位采用電熔連接方式應(yīng)盡量采用熱熔對接連接方式,這樣可以節(jié)省工程材料成本,降低工程造價。
⑶在寒冷氣候(-5℃以下)和大風(fēng)環(huán)境下進行操作時,必須采取必要的加熱保溫措施。PE燃氣管熔接處的表面溫度必須高于5℃,并保持10min,使塑料管的內(nèi)外壁溫度趨于均勻,然后才能進行熔接。冬季施工現(xiàn)場應(yīng)加設(shè)保溫棚,熔接5min后方可撤除加熱保溫措施。
試驗與驗收
⑴試驗的一般規(guī)定
聚乙烯燃氣管道與其他材質(zhì)管道一樣,投入使用前要進行強度試驗、氣密性試驗及工程驗收。
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