PE管道热熔焊接施工技术1

1、pe管道热熔焊接施工技术周运斌(胜利油田胜利采油厂基本建设管理站) 近几年来，胜利油田供水管道、污水输送管道 和部分高含油污水集输管道管材采用了新型材料 pe (polyethylene)材料,即聚乙烯。传统的 钢质管道由于耐腐蚀性差，而造成水的二次污染。 pe管线具有易施工，速度快，耐腐蚀，无污染, 水质好，使用寿命长等特点。pe管道连接主要有 两种方法：热熔连接和电熔连接。目前胜利油田主 要采用热熔连接。热熔连接是将两根pe管道的配合面紧贴在加 热工具上来加热其平整的端面宜至熔融，移走加热 工具后，将两个熔融的端面紧靠在一起，在压力的 作用下保持到接头冷却，使之成为一个整体。其施 工工艺流

2、程如下：测量放线-沟槽开挖-管道热熔 焊接-管道敷设-局部回填-水压试验一> 整体回填。1. 沟槽开挖(1) 采用人工配合机械进行开挖。开挖沟槽 时，沟底设计标高以上0.2-0. 3m的原土予以保 留，铺设前用人工清理。一般不允许挖至设计标高 以下，如局部超挖，用沙土或满足要求的原土填补 并分层夯实。(2) 沟底埋有不宜清除的石块等坚硬物体或 地基为岩石、半岩石或砾石时，铲除至设计标高以 下0.15-0.2m,然后铺沙土整平夯实。2. 热熔焊接(i) 焊接准备。热熔焊接施工准备工作如下：将与管材规格一致的卡瓦装入机架；准备足够 的支撑物，保证待焊接管材可与机架中心线处于同 一高度，并能方

3、便移动；设定加热板温度200 220* (具体温度以厂家提供的数据为准)；接 通焊机电源，打开加热板、铳刀和油泵开关并试 运行。(2) 焊接。焊接工艺流程如下：检査管材并清理管端t紧固管材-铳刀铳削管端t检査管端错 位和间隙t加热管材并观察最小卷边高度管材熔 接并冷却至规定时间。在焊接过程中，操作人员应 参照焊接工艺卡各项参数进行操作，而且在必要 时，应根据天气、环境温度等变化对其进行适当调 整：核对欲焊接管材规格、压力等级是否正确, 检査其表面是否有磕、碰、划伤，如伤痕深度超过 管材壁厚的10%,应进行局部切除后方可使用; 用干净的布清除两管端的油污或异物；将欲焊 接的管材置于机架卡瓦内，使

4、两端伸岀的长度相当 (在不影响铳削和加热的情况下尽可能短)，管材 机架以外的部分用支撑物托起，使管材轴线与机架 中心线处于同一高度，然后用卡瓦紧固好；置入 铳刀，先打开铳刀电源开关，然后再合拢管材两 端，并加以适当的压力，直到两端有连续的切屑岀 现后(切屑厚度为0. 5 1.0mm,通过调节铳刀片 的高度可调节切屑厚度)，撤掉压力，略等片刻, 再退开活动架，关闭铳刀电源；取岀铳刀，合拢 两管端，检査两端对齐情况(管材两端的错位量 不能超过壁厚的10%,通过调整管材直线度和松 紧卡瓦予以改善；管材两端面间的间隙也不能超过k. =l-25t ku =1.5；螺栓的极限应力幅均值门血= a_i &#

5、171;« 120n/mm2；极限标准差 s°血= k。ca i.<n or a km =9.6n/mm2 (滚压螺纹 calm =0. 08 )o _(3)计算安全系数和可靠度。均值安全系数vr = limza "31。因 q 怙=0. 08 < 0. 10, c” = 0.05 <0. 10,故可用正态一正态模型计算。可靠度：zr = ( hm - "a ) / 徑恤 + s； =2.65。査 机械可靠性设计附表1得：r = 0.996 >0.995, 满足设计要求。3-结语軽.詔府校核以及联接系统的紧密性、可靠性分析第龍絢诸

6、多标准的査阅和复杂的计算，工作量较螺栓联接的设计涉及各元件型式、材料的选 大。常规机械零件设计的原理、准则及计算方法中 所使用的各种公式，在解决可靠性设计时也是适用 的。只是在进行可靠性设计时将这些公式中的设计 变量作为服从某种分布规律的随机变量，运用概率 论与数理统计方法和强度理论相结合，推导岀在给 定的设计条件下零件不产生破坏概率的设计公式, 就可以在给定可靠度下确定零件的参数和结构尺 寸。设计能否达到预期的可靠性目标，取决于数据 信息的准确性，所以必须控制产品质量和进行必要 的可靠性实验，这样才能保证可靠性设计结果的可 信性。. (栏目主持张秀丽)壁厚的10%,否则需再次铳削，直到满足上

7、述要 求)；将加热板表面的灰尘和残留物清除干净 (必须特别注意不能划伤加热板表面的不粘层)， 检査加热板温度是否达到设定值；加热板温度达 到设定值后，放人机架，施加规定的压力，直到两 边最小卷边达到规定值(01 x管材壁厚+丿二hi0.5mm)；将压力减小到接触压力，继续加热至 规定的时间；达到规定时间后，退开活动架，迅 速取岀加热板，然后合拢两管端，其时间间隔尽可 能短，最长不能超过切换时间；将压力上升至规 定熔接压力.保压自然冷却c冷却规定的时间后, 卸压，松开卡瓦，取岀连接完成的管材。管道的三 通、四通及变径(有专门的大小头)的焊接方法 同上所述。注：、pe管道的熔接压力p =0. 15

8、mpa,但p 是由液压油的压力来控制的，液压油压力即p表。 实际操作时p表计算如.下：p袤二p播(管材截面积/ 油缸活塞总面积)x0. 15 (mpa)o(3) 注意事项。热熔焊接施工的注意事项如 下：操作人员必须遵循工艺规程和焊接工艺参 数；焊口的冷却时间可适当缩短，但必须保证其 充分冷却；焊口冷却期间，严禁对其施加任何外 力；每次焊接完成后.须对其进行外观检验，不 符合要求的必须切断返工。3. 管道敷设(1) 一般要求。对管道敷设的一般要求如下: 最小管顶敷土厚度至少在土壤冰冻线以下.且不 小于0.8m；管道敷设时的弯曲半径不能小于允 许最小弯曲半径；敷设时可充分利用pe管道的 良好柔性.

9、在地面上将其连成一定长度(不超过 100m)的管路后直接进行铺设。(2) 管材直径大于315mm时，采用人工配合 吊车敷设(吊装时，不能在接头处用力.施力点 必须事先采用橡皮材料包裹，用麻绳吊装)，管材 直径不大于315mm时，采用人工敷设。(3) pe管道需在沟底标高和管沟地基质量检 查合格后，才能进行敷设。(4) pe管道敷设。依靠自身的柔性克服温度 应力，但其弯曲度不能超过其允许弯曲半径。(5) pe管道敷设时，应防止划伤、扭曲或过 大的拉伸和弯曲。4. 管沟回填(1)用沙土或满足要求的原土回填管道两侧. 一次回填厚度宜为0.1 -0.15m.人工捣实后再回i,直到回填至管顶以上至少0l

10、m处。在 中.管道下部与管底空隙必须填实.管道 接口前后o.2m范围内不得回填，以便试压时直接 观察各接头质量。(2)管道试压合格后，进行全线回填。管顶 0. 3m以上部分可采用原土回填并夯实。5. 水压试验及管道维修为了检査管道的焊接质量，在管道隐蔽以前, 必须进行水压试验。首先向管道充水和进行彻底的 排气，然后将水压缓慢地升至规定的试验压力，升 压时间不得小于lomin,稳压lh,检査试验段各接 口有无渗漏，压力降是否满足要求。经检查无渗漏 现象，并且压力降满足要求，则水压试验为合格。 否则再次进行返工修理，修理完成后再进行试压。管道遭到破坏时，一般使用法兰进行维修，必 须挖岀足够大的操作

11、坑。6. 质量检验标准pe管道热熔焊接施工必须符合标准规范、满 足设计要求。pe管焊接的允许偏差见表1。表i pe管焊接的允许偏差项目名称规定值(mm)允许偏差(mm)最小卷边值m壁厚的10% +0.5切屑厚度0.5-1.0错口w壁厚的10%对口间隙w壁厚的10%7.安全要求(1) 管沟开挖过程中应注意边坡稳定，边坡 一定要达到设计坡度。(2) 装卸机具的起吊能力应留有一定的富裕 度，吊具的工作位置必须符合稳定的条件，使用前 检査其完好情况。严禁超负荷或在不稳定的情况下 进行管子的装卸起吊。(3) 吊车在吊装物品时严禁在吊臂、吊物下 面站人和行走。(4) 吊车在起吊过程中，注意地基承载力及 边坡的稳定，必要时应进行加固处理。(5) 施工用电必须架空敷设，严格用电操作 规程，电器设备应可靠接地，有专人操作。(6)