1 1 概述
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，PE 給水管道是一種新型材料，但是發(fā)展卻十分迅速，由于具有物理性能優(yōu)越、工期快，工藝簡單、管材環(huán)保、節(jié)約能源、重量輕及成本低等特點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用于城市供水工程建設(shè)中。但是 PE 管材也有缺點(diǎn),如存在熱脹冷縮現(xiàn)象,空管在受重壓及日光暴曬下易發(fā)生變形，以及管件熱熔連接時,易出現(xiàn)接口脫裂。為了有效解決這些問題 ，必須加強(qiáng)對 PE 給水管道的施工安裝技術(shù)的認(rèn)識，并通過水壓試驗(yàn)驗(yàn)證質(zhì)量。
2 2 E PE 管的施工安裝
PE 管道系統(tǒng)的安裝建設(shè)部已有 CJJ63-2008《燃?xì)庥镁垡蚁┕艿拦こ碳夹g(shù)規(guī)程》和CJJ101-2004《埋地聚乙烯給水管道工程技術(shù)規(guī)程》,這兩本規(guī)程對 PE 管道系統(tǒng)的連接安裝,已有明確的規(guī)定。因此,我們必須按照規(guī)程規(guī)定的要求,嚴(yán)格抓好安裝施工,把好質(zhì)量關(guān),才能保證 PE 管網(wǎng)的運(yùn)行效果和使用壽命。
2 2. .1 1 管溝槽開挖
(1)溝槽開挖以直線為宜,槽底開挖寬度:公稱外徑 dn≤400mm 時,槽底寬度≥dn+300mm ；公稱外徑 400mm<dn≤630mm 時,槽底寬度≥dn+450mm。遇到管道在地下連接時,應(yīng)適當(dāng)增加接口處槽底寬度,管道槽底寬度不宜小于 dn+500mm,以方便安裝對接為宜。
(2)溝槽底部要求平整、密實(shí),無尖銳物體。溝底可以有起伏,但必須平滑地支撐管材,若有超挖時,必須回填夯實(shí)。溝底遇有廢舊構(gòu)筑物、硬石、木頭、垃圾等雜物,須在清除后加鋪一層不小于 15cm 厚度的砂土或素土,并平整夯實(shí)。
2 2. .2 2 管道連接
聚乙烯管道連接接口不像鋼管那樣具有無損檢測技術(shù)來驗(yàn)證合格與否,其質(zhì)量控制措施最主要是靠連接施工過程的控制。為此,必須嚴(yán)格執(zhí)行國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局頒布的TSGD2002)2006《燃?xì)庥镁垡蚁┕艿篮附蛹夹g(shù)規(guī)則》,以確保連接接口的質(zhì)量。PE 給水管道連接有熱熔連接和電熔連接。熱熔連接又分熱熔承插連接和熱熔對接連接,電熔連接分為電熔承插連接和電熔鞍型連接[2]。本文主要介紹熱熔連接施工方法。
1)首先選好焊接機(jī)具和工藝
焊接機(jī)具包括熱熔對接焊機(jī)和電熔焊機(jī)。焊接機(jī)具除滿足相應(yīng)的國家標(biāo) 準(zhǔn)GBPT20674.1-2006 和 GBPT20674.2-2006 外,還應(yīng)當(dāng)符合以下要求:
(A)焊接機(jī)具正常的工作溫度范圍為-10℃～+40e。如果要超出此溫度范圍工作,需要焊機(jī)制造單位和施工單位協(xié)商,采取適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)措施。
(B)除滿足國家計量法有關(guān)規(guī)定外,焊接機(jī)具在完成2000個焊口(但最長不超過12個月),必須進(jìn)行校準(zhǔn)和檢定,保存相應(yīng)記錄,確保焊接機(jī)具經(jīng)常處于良好的工作狀態(tài)。
2)焊接過程的控制
確定好焊接工藝和焊接機(jī)具后,要嚴(yán)格按照焊機(jī)說明和操作步驟以及有關(guān)聚乙烯焊接質(zhì)量控制要點(diǎn)來施工,接口質(zhì)量好壞主要是焊接過程中形成的,焊接溫度及對接壓力是關(guān)鍵,應(yīng)嚴(yán)格控制。焊接加熱板溫度一般為 210～230℃。在筆者參與的施工中發(fā)現(xiàn),因不同廠家生產(chǎn)的 PE 管材焊接溫度要求不同,施工前應(yīng)了解廠家有關(guān)熔接溫度。根據(jù)熔接工具要求及施工經(jīng)驗(yàn),不同壁厚管材對接壓力不同,具體可按表 1 參考。
3)管道焊接質(zhì)量檢驗(yàn)
(1)在聚乙烯管電熔連接或熱熔對接時,應(yīng)對所有接頭進(jìn)行外觀檢驗(yàn),做好焊接自檢記錄。焊接自檢記錄內(nèi)容應(yīng)包括電子數(shù)據(jù)自動打印記錄、焊工編號、焊縫位置(畫示意圖)、焊接效果等,并納入竣工資料。
(2)熱熔對接焊縫尚須抽樣切除翻邊進(jìn)行檢查驗(yàn)收,抽查數(shù)量應(yīng)不少于熱熔對接焊縫總數(shù)的 10%,且每個焊工不少于一個焊縫。
(3)聚乙烯管道連接完后,應(yīng)加強(qiáng)施工自檢和第三方驗(yàn)收,并抽取一定比例接口切開進(jìn)行內(nèi)部檢查。
4)熱熔對接
在對接焊機(jī)上夾緊管材或管件,清潔管材或管件端口,檢查對接焊機(jī)是否與管材直徑和規(guī)定的對接匹配,移動可動夾具,將管材端部靠在銑刀上刨平。靠近壓力應(yīng)滿足以使銑刀兩側(cè)能產(chǎn)生穩(wěn)定的薄片。當(dāng)管材端面或管件端面平整并互相平行時,刨平工作就算完成了。降低壓力,保持銑刀轉(zhuǎn)動以避免管材和管件起毛刺。向后移動夾具并移走銑刀,使對接焊機(jī)上的管材或管件互相接觸并檢查對接情況。管材或管件的插口端應(yīng)盡可能對齊,不超過連接程序中規(guī)定的最大偏移量即管材壁厚的 10%,不足 1mm 的按 1mm 計。刨平后管材和管件端面之間的間隙應(yīng)盡可能小,不應(yīng)超過連接程序中規(guī)定的最大間隙,具體為:
(1)dn<225mm 為 0.3mm；(2)225≤dn<400mm 為 0.5mm；(3)dn≥400mm 為 1mm。檢查加熱工具,加熱工具上的聚乙烯殘留物應(yīng)用木質(zhì)刮刀刮掉；檢查加熱工具溫度是否正確；將加熱工具放在管材端面之間,使對接焊機(jī)上的管材靠近加熱工具并施加一定的壓力,直到熔化翻邊達(dá)到規(guī)定的寬度；降低壓力,使管材端面和加熱工具之間剛好保持接觸；達(dá)到吸熱時間后,向后移動對接焊機(jī)可動夾具并移走加熱工具?？焖贆z查加熱后的管材端部,確定在移動加熱工具過程中是否損傷熔融的端面,然后再次移動對接焊機(jī)可動夾具,使管材端面接觸。在整個對接過程和隨后的冷卻過程中,對接焊機(jī)應(yīng)保持一定壓力(應(yīng)重視關(guān)注冷卻過程,冷卻好壞直接影響產(chǎn)品質(zhì)量)。達(dá)到對接焊和冷卻時間后,卸去對接焊機(jī)的壓力,使壓力為零 。移動管材時,避免碰撞熔接處。熱熔焊時應(yīng)特別注意卷邊、壓力和焊接時間的控制,嚴(yán)格按照規(guī)定的參數(shù)操作。合格的焊口應(yīng)有兩翻邊,焊道翻邊卷到管外圓周上,兩翻邊的形狀、大小均勻一致,無氣孔、鼓泡和裂紋,兩翻邊之間的縫隙的根部不低于所焊管子的表面。
焊環(huán)的寬度: : B=0. . 35~0. . 45S; 焊環(huán)的高度 :H=0. . 2~0. . 25S; 環(huán)縫的高度 :h=0. . 1~0. . 2S
2 2. .3 3 回填夯實(shí)
管道安裝敷設(shè)完畢,待隱蔽工程驗(yàn)收后,應(yīng)立即回填。回填時應(yīng)防止槽內(nèi)積水造成管道漂浮,如有積水,應(yīng)及時排盡。對石方、土石混合地段的管槽回填時,應(yīng)先裝運(yùn)粘土或砂土回填至管頂 200～300mm,夯實(shí)后再回填其它雜土。回填必須從管兩側(cè)同時回填,回填一層夯實(shí)一層。管道試壓前,一般情況下回填土不宜少于 500mm。管道試壓后的大面積回填,宜在管道內(nèi)充滿水的情況下進(jìn)行,管道敷設(shè)后不宜長時間處于空管狀態(tài)。
2 2. .4 4 水壓試驗(yàn)
1)清掃
(1)管道試壓前應(yīng)進(jìn)行清掃,工程長度超過 200m 的管道應(yīng)采用分段吹掃。吹掃時采用壓縮空氣反復(fù)進(jìn)行。壓縮空氣壓力不得大于 0.45MPa,溫度不宜超過 40e。壓縮機(jī)出口應(yīng)安裝分離器和過濾器,以吹出的氣流無污物為合格。
(2)所有閥門應(yīng)在清管合格后再安裝。
2)試壓
水壓試驗(yàn)靜水壓力為管道工作壓力的 1.5 倍,且試驗(yàn)壓力不應(yīng)低于 0.8MPa,較為理想的水壓試驗(yàn)方法為 CEN 試驗(yàn)方法,分為兩個階段進(jìn)行試壓[3]。第一階段為預(yù)試驗(yàn)階段:首先將試壓管道內(nèi)的壓力降至大氣壓,并持續(xù) 60min。這一時段內(nèi)要保證沒有空氣進(jìn)入管道。其次緩慢地將管道升壓至試驗(yàn)壓力并穩(wěn)壓 30min,期間如壓力下降可注水補(bǔ)壓(但不得高于試驗(yàn)壓力)。檢查管道接口、配件等處有無滲漏現(xiàn)象(如有滲漏現(xiàn)象則試壓不合格)。最后停止注水補(bǔ)壓并穩(wěn)定60min,如60min后壓力下降至試驗(yàn)壓力的70%以上,則繼續(xù)下一階段的工作。如 60min 后壓力下降至試驗(yàn)壓力的 70%以下,則試驗(yàn)不合格,須查明原因。
第二階段為主試驗(yàn)階段:在預(yù)試驗(yàn)階段結(jié)束后,迅速將管道泄水降壓,降壓量為試驗(yàn)壓力的 10%～15%。準(zhǔn)確計量降壓所泄出的水量△V,計算允許泄出的最大水量△V max ,方法參見文獻(xiàn)[3]。若△V>△V max ,停止試壓,排除管內(nèi)過量空氣,觀察并記錄30min的管內(nèi)水壓變化情況 。若試壓管道剩余壓力有上升趨勢,則水壓試驗(yàn)結(jié)果合格；如上 30min 內(nèi)試壓管道內(nèi)剩余水壓無上升趨勢,則再持續(xù)觀察60min,如在整個90min內(nèi)壓力下降不超過0.02MPa,則水壓試驗(yàn)結(jié)果合格。
3 3 結(jié)束語
總之，要想有效地保證 PE 管道的質(zhì)量，確保 PE 管道的技術(shù)優(yōu)勢得以充分發(fā)揮，就必須加強(qiáng) PE 管道的施工安裝管理，對每個施工安裝環(huán)節(jié)嚴(yán)格把關(guān)，加強(qiáng)質(zhì)量控制。筆者相信，隨著 PE 管道的施工安裝技術(shù)不斷的提高和完善，PE 管道的應(yīng)用將會越來越廣泛。
