1 引言
在我國城市 PE 燃?xì)夤艿篱_孔封堵技術(shù)尚處在起步和發(fā)展階段,應(yīng)用這項技術(shù)和使用這一開孔封堵設(shè)備的城市和企業(yè)還很少,但隨著 PE 管在我國城市燃?xì)夤芫W(wǎng)中的普遍推廣應(yīng)用,PE 管開孔封堵技術(shù)將相伴而行,有其廣闊的發(fā)展前景。
2 PE 管道的帶壓開孔與封堵
隨著 PE 管道在城市燃?xì)夤芫W(wǎng)中的大量運用,對 PE 燃?xì)夤艿木S修搶修工作已成為燃?xì)廨斉涔救粘_\營管理工作中的一項重要工作。一般情形有三種:
(1)對管道局部的較小孔洞及裂縫,可采用電熔鞍型管件將被破損部分擋住后,通過電熔焊機使鞍型管件與管道管壁熔為一體,從而達(dá)到修復(fù)管道目的。
(2)當(dāng) D200 以下的管道出現(xiàn)較大破損時,可利用管道本身的柔軟性,在被破損處兩端用燃?xì)鈱S脡汗芷鲗⒐艿缐罕猓▽τ?D63~D200 的管道,用壓扁器并不能完全切斷氣源),然后把氣源切斷,再對破損處進(jìn)行維修。
(3)對于大口徑的管道破損,則在破損處兩端鉆孔(專用 PE 管鉆孔工具),然后將隔離球塞(皮碗或囊式)入孔內(nèi)將管道封堵。最后對中間的破損部分進(jìn)行切割更換處理。對于不容許停氣的搶修,可在隔離球(皮碗)外側(cè)再鉆兩個孔,連接旁通管以臨時供氣。
2.1 帶壓開孔、封堵設(shè)備
PE 管道帶壓開孔與封堵的原理與金屬管道開孔封堵原理是一樣的,國內(nèi)不停輸設(shè)備生產(chǎn)廠商開發(fā)出了一套帶壓開孔封堵設(shè)備并形成專利(專利號 ZL02224145.0)。該系列設(shè)備包括帶壓開孔機、機架、下堵器,適應(yīng)管徑D160~D300mm,溫度-10~+40℃,介質(zhì)壓力≤0.4MPa。另外一種情況,國內(nèi)大型塑料制品商結(jié)合自身管材、管件特點開發(fā)出了適用其產(chǎn)品系列的帶壓開孔設(shè)備,比如亞大塑料制品公司的帶壓開孔設(shè)備,見圖 1該帶壓開孔設(shè)備適用公稱外徑 63~630mm,有兩種鞍型管件供使用(鞍型直口 SATURN、鞍型直口 TOPLOAD),按公稱外徑 63~630mm、SDR11、17.6、21 分別選擇 60mm 帶壓開孔刀及 120mm 帶壓開孔刀。因為管材、管件均產(chǎn)自同一廠家,所以電熔質(zhì)量得到保證,這種帶壓開孔設(shè)備可以按設(shè)計要求安全、順利帶壓開孔。
2.2 鞍型管件與待開孔管材之間的熔接
PE 管帶壓開孔與封堵中一個關(guān)鍵問題是:如何保證鞍型管件與待開孔管材的熔接質(zhì)量。施工單位在 PE 燃?xì)夤艿谰S修時,經(jīng)常遇到待開孔管道與管件不配套的情況。由于不同廠家生產(chǎn)的電熔連接機具或電熔管件的焊接參數(shù)(如電壓、
加熱時間)可能不同,因此,在電熔連接時,通電加熱的電壓和加熱時間,應(yīng)按電熔連接機具或電熔管件生產(chǎn)企業(yè)提供的參數(shù)進(jìn)行。施工單位在熔接前,應(yīng)該對管材(件)進(jìn)行熔接工藝評定,以確定其是否可以熔接。實際上,針對 PE 帶壓開孔封堵這類“特殊”施工,施工單位對不同廠家的 PE管材、管件進(jìn)行熔接工藝評定是不現(xiàn)實的。綜上,由于以上問題的存在,阻礙了 PE 管帶壓開孔封堵技術(shù)的普及應(yīng)用。
3 PE 管材、管件的電熔連接
3.1 要求電熔連接的特殊情況
《聚乙烯燃?xì)夤艿拦こ碳夹g(shù)規(guī)程》(CJJ63—2008)規(guī)定:不同級別和熔體質(zhì)量流動速率(MFR)差值(條件是 190℃、5kg)不小于 0.5g/min 的聚乙烯原料制造的管材、管件和管道附屬設(shè)備,以及焊接端部標(biāo)準(zhǔn)尺寸比(SDR)不同的聚乙烯燃?xì)夤艿肋B接時,必須采用電熔連接。公稱直徑小于 90mm的 PE 管道宜采用電熔連接(因為管徑較小的管材,在采用熱熔對接焊時其焊接斷面尺寸較小,不能保證焊接強度,因而只能采用電熔承插焊接)。
3.2 電熔連接的質(zhì)量影響因素
《PE 燃?xì)怆娙酃芗娙圻B接耐氣密性的研究》對注塑PE100 電熔管件進(jìn)行了熔接測試,得到結(jié)論:隨著通電時間的延長,PE 燃?xì)怆娙酃芗蜌饷苄圆粩嗌?,?dāng)通 PE 燃?xì)怆娙酃芗?、管材電熔連接的耐氣密性達(dá)到最高后,隨著通電時間的繼續(xù)延長,PE 燃?xì)怆娙酃芗⒐懿碾娙圻B接的耐氣密性反而開始降低。這主要是因為:當(dāng)通電時間過短時,管材、管件之問沒有充分熔融,管材、管件之間存在縫隙;通電時間過長,管材、管件之間熔融過頭,冷卻后產(chǎn)生空洞;只有通電時間適中時,管材、管件之間才不會存在縫隙和產(chǎn)生空洞,PE 燃?xì)夤芗?、管材電熔連接的耐氣密性達(dá)到最高。隨著銅電阻絲電阻的升高,PE 燃?xì)夤芗蜌饷苄圆粩嗌?,?dāng)銅電阻絲電阻升高到最大值后,PE 燃?xì)夤芗?、管材電熔連接的耐氣密性趨于穩(wěn)定。這主要是因為:當(dāng)銅電阻絲電阻過低時,電阻絲發(fā)熱量不夠,管材、管件塑料樹脂不能充分熔融,使得管材、管件之間存在縫隙。管材、管件的 MFR越接近,其相容性越好,管件電熔連接后氣密性越好。管材、管件之間配合尺寸增大,電熔連接后耐氣密性降低,只有管材、管件配合尺寸在 0.05~0.20mm 之間時,電熔后才不會產(chǎn)生縫隙和空洞,電熔連接后耐氣密性良好。
3.3 電熔鞍型連接的質(zhì)量檢驗
對于熱熔連接接頭,主要檢查接頭翻邊的對稱性、接頭對正性,并進(jìn)行翻邊切除檢驗。一般對于材料問題如熔體質(zhì)量流動速率不匹配、受潮,操作問題如壓力、溫度、時間參數(shù)設(shè)置不當(dāng)?shù)然灸軌虬l(fā)現(xiàn)。而對于電熔連接接頭,接頭的融合情況都包覆在電熔管件內(nèi),在熔融料沒有大量溢出的情況下,質(zhì)量檢驗只能從電熔管件上的觀察孔來判斷,對于材料本身及軸線不一致引起的質(zhì)量問題往往無法發(fā)現(xiàn)。
4 結(jié)束語
PE 管帶壓開孔、封堵技術(shù)有一定實際應(yīng)用價值和發(fā)展前景,隨著 PE 管道在城市燃?xì)夤芫W(wǎng)中比例的不斷加大、PE 材料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以及工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步完善和落實、PE 材料市場的進(jìn)一步規(guī)范,這項技術(shù)必將同金屬管道帶壓開孔封堵技術(shù)一樣得到普及應(yīng)用,發(fā)揮其在燃?xì)夤芫W(wǎng)維修搶修中的作用。