聚乙烯管道系统的构成与施工

1、聚乙烯管道系统的构成与施工    (1)尺寸规格目前，国内已有北京、西安、大连、武汉、香港等地开始应用315口径，甚至达到400。(2)颜色A、GBl5558.1规定，燃气用的颜色为黄色或黑色加黄条；B、GB13663规定，给水用聚乙烯规定为蓝色或黑色加蓝条(3)长度长度一般为12米根(标准规定为6、9、12米根)，小口径管可盘卷。(4)性能指标短期静液压强度：在20、环向应力9MPa下，韧性破坏时间应大于100小时在80、环向应力4.6MPa下，脆性破坏时间应大于165小时热稳定性：在200下，应大于20分钟耐应力开裂：在80、环向应力4MPa下，应不

2、小于170小时压缩复原在80、环向应力4MPa下，应大于170小时纵向回缩率：在110下，应不大于3断裂延伸率：应大于350(5)压力等级A、对于不同燃气，有不同的压力等级，CJJ6395有明确的规定：同时还规定，当输送不含冷凝液的人工煤气时压力可适当提高，但不宜超过0.2MPa，当输送不含冷凝液的气态液化石油气时，工作压力可适当提高，但不宜超过0.3MPa。当输送其它燃气时，经充分论证，在保证安全的前提下，可参照相似气种确定工作压力。以上规定是以PE80为基础给出的。B、对于水管道，ISO4427中是按原材料的不同等级(PElOO、PE80、PE63等)、标准尺寸比(SDR)给出的。对于不同

3、的使用温度，在保证50年的使用寿命的前提下又给出了压力折减系数。EN1555给出的工作压力根据以下公式确定：MOP2*MRS(C*(SDR1)式中MOP：最大允许工作压力MRS：材料的最小要求强度SDR：标准尺寸比C：设计使用系数燃气C2.0水C1.25<.2管件(1)管件的分类根据管件的生产方式不同，可将管件分为注射管件及焊接管件两大类。大部分管件都可用注射成型的方法制造。但对于一些壁厚、体积、重量都较大的管件，可采用焊接的方法制造。根据施工方法、用途的不同，可将聚乙烯管件分为电热熔管件、热熔对接管件、承插管件、钢塑转换接头等类型。A、电热熔管件：电热熔管件是应用某种方法将电热丝布置于

4、管件的内表面，施工时将管子与管件配合后用专用的加热控制电源将管件中的电热丝通电加热，使管件与管材的接触表面熔化结合，冷却后使管件与管材牢固、密封地结合在一起。由于施工快捷方便，焊接效果好，电热熔管件是目前世界上聚乙烯管材连接件中应用最为广泛的一种。此种管件的缺点是制造成本较高。各生产厂家一般使用独有的设计和拥有专利的技术将电热丝布置嵌入管件中。因此，在使用这种管件时必须选择合理的与之相匹配的焊机才能产生最佳的焊接效果。电热熔管件可用于燃气和给水系统。B、热熔对接管件热熔对接管件是指适用于热板对接焊的管件。热熔对接管件可用于燃气和给水系统。C、热熔承插管件热熔承插管件是用于承插焊连接的管件。一般

5、口径较小，主要用于室内给水系统，在燃气领域基本不用。D、钢塑转换接头钢塑转换是实现钢管向塑管、塑管向钢管转换的专用管件。在工厂加工成型，可用于燃气和给水系统。按工程习惯，系统的管件又可分为：套筒、弯头、三通、鞍型三通、变径、端堵、法兰、钢塑转换等。(2)管件阶性能短期静液压强度：在20、环向应力9MPa下，韧性破坏时间应大于100小时在80、环向应力4.6MPa下。脆性破坏时间应大于165小时热稳定性：在200下，应大于20分钟加热伸缩管件外径及长度变化不超过5，管件外形不允许有明显变化。<.3PE球阀PE球阀是聚乙烯燃气管网系统中不可缺少的控制元件。它开启、关闭的力矩小，阀门无腐蚀，不

6、需维护和维修，使用寿命50年，聚乙的完整性提高。整体式的阀体，免除了泄漏的可能，PE球阀与PE管道连接时，无需设置阀门井，直埋施工，阀体两端的直口可使用对接焊或电熔焊方便的连接，阀门的开、关在地面操作。PE球阀主要用于燃气输配的管网系统中，以前依赖进口，现已国产化。<.4焊接机具聚乙烯(PE)管道焊接通用原理：聚乙烯(PE)一般可在190240之间的范围内被熔化(不同原材料牌号的熔化温度一般亦不全相同)，此时若将管材(或管件)两熔化的部分充分接触，并保有适当的压力(电热熔焊接的压力，来源于焊接过程中聚乙烯自身产生的热膨胀)，冷却后便可牢固地融为一体。按焊接方式不同，一般可分电热熔焊接和热

7、熔焊接。A、电熔焊及电熔焊机电热熔焊接是通过对预埋于电热熔管件内表面的电热丝的通电而使其加热，从而使管件的内表面及管材(或管件)的外表面分别被熔化，冷却到要求的时间后而达到焊接目的。电热熔焊接优点：施工迅速；焊口可靠性高；保持管道内壁光滑。不影响流通量；还有一突出优点是：电热熔焊接可用于不同牌号聚乙烯原料生产的管材和管件及不同熔融指数聚乙烯原料生产的中、高密度聚乙烯管材和管件的连接。电熔焊机一般具有如下特点：焊机均由自身的微机控制；可根据环境温度不同自动调整加热时日；具备更加完善的智能化状态判断功能和保护功能；能保存焊接参数，可随时查阅。可随时在通用打印机上打印输出。入档备查。如亚大生产的PF

8、SA型全自动电熔焊机。值得指出的是：由于每个电热熔焊机制造商所采用的技术不完全一样，工作原理不同，所以生产出的电热熔焊机的输出伏安特性等便不尽相同，在焊接过程中就会产生焊接不牢固或过火等现象，故此在采购过程中应充分听取管件生产厂商的推荐，因为他们有充足的试验手段和专业化的研究人员作强有力技术支撑，可以保证达到最佳的焊接质量。如亚大公司的电热熔管件就是在研究和消化国家及大量的国际标准后，设计开发的。首先电热熔管件要符合GB15558.21995，电热熔管件的设计，生产，检验，试验均严格按照国家标准中规定的条款进行。同时也参考欧洲标准ENl5553和英国标准等，确保亚大公司的电热熔管件的性能均能达

9、到标准中的要求。并对所有电热熔管件进行试验，如进行20、1000小时，80、165小时，80、1000小时短期静液压试验，鞍型三通低温冲击试验，剥离试验，挤压试验等，累计焊接电热熔管件6000多件，取试条两万余条，记录数据两万多个，为亚太公司的电热熔管件达到国际先进水平提供依据。同时还对电热熔管件与管材的配合间隙。电热熔管件布线深浅等生产工艺问题进行研究试验，如果配合间隙大，布线深，容易造成焊接不牢固，如果配合间隙小，布线浅，焊接时容易造成电热熔管件“冒烟”。经过反复试制，修改设计，解决生产工艺中的问题，使亚大公司的电热熔管件设计更加合理，用户使用时更加方便。电热熔管件上粘贴符合ISOl395

10、01997的24位条形码，条形码中包含电热熔管件的焊接参数，为使用全自动电熔焊机的用户提供方便。B、对接焊及对接焊机热熔对接焊机是用来加热管材(或管件)端面的专用设备，使被加热的两端面熔化，迅速将其贴合。保有一定的压力、冷却，达到熔接的目的。热熔对接焊接技术一般用于连接具有相同熔融指数的管材或管件(且最好应具备相同的SDR值)，不同制造商的焊接参数不尽相同，用户必须严格执行。热熔对接焊机一般可分为普通热熔对接焊机和自动热熔对接焊机两类：普通热熔对接焊机一般包括如下部分：焊机机架动力源铣刀(平端面装置)加热板计时装置自动热熔对接焊机一般有如下特点：对全过程的时间、温度、压力进行全自动、不间断控制

11、；对每一连接、部件和操作人员的识别切削端面自动操作；加压压力自动设定；根据环境温度自动补偿加热时间；能保存焊接参数及操作者代码，可随时查阅，随时可在通用打印机上打印输出，入档备查。目前全自动对接焊机国内已有生产。C、承插焊机热熔承插焊机是用阴阳模头分别加热管材外表面和管件内表面的设备，使之分别被熔化，将管材迅速插入管件，冷却后即达到焊接目的。在聚乙烯管道系统的施工过程中，一般还用到如下工具：旋转切刀、旋转刮刀、固定夹具、压扁工具、平板尺、记号笔等。这些配套工具的使用保证了PE管道的施工质量。2聚乙烯管道系统的施工为获得优良的施工质量和工程质量，就必须有可靠的设计、严格的要求。聚乙烯管道的设计应

12、严格按照有关的设计规范进行，但又不能生搬硬套，如我国行业标准CJJ63聚乙烯燃气管道工程技术规程正文部分规定中压管道允许压力降可由该级管道的入口压力至次级管网调压器允许的最低人口压力之差确定，流速不宜大于5ms。以此流速作管网设计时，聚乙烯管几乎无工程利用价值，体现不出PE管的优势，限制了聚乙烯管的实际应用。在同一标准的编制说明中，给出了一些国内外气体管道流速的规定：炼油装置压力管线V1530ms美国化工装置中乙烯与天然气管道V30.5m/s液化石油气气相管V815ms焦炉气管V48ms这些流速是符合一般管道工程设计流速要求的。标准编制说明与标准正文具有同等法律效力，可参照使用。同时我们查阅国

13、外PE管设计流速的有关技术资料，资料中明确规定。天然气在塑料管中的流速不超过20ms。因此，建议聚乙烯管输送燃气的流速以不超过20ms为宜。又比如在CJJ6395中关于聚乙烯燃气管与直埋供热管之间的水平间距的规定为3米，而此规定是在供水管DN630、水温150，回水管DN630、水温70，两管中心距1.11m，管中心埋深1.7m的条件下，经计算得到周围温度场分布，在保证聚乙烯管处于20以下的土壤环境中确定的，这显然是指供热主干线的环境条件，与厂房及楼前供热管线条件差异甚大，且因间距过大也难于执行，因此在实际工程中，可按聚乙烯管铺设处的土壤及热力管实际情况作出温度场分布，以确定切实可行的水平距离

14、。2.1施工前的准备(1)熟悉施工图并到施工现场了解情况，请设计单位做设计交底。(2)根据施工工艺要求。准备相应的施工机具。在管道连接中，因我国对聚乙烯管道的焊接质量和焊接参数无统一标准，不同生产厂家生产的管材管件焊接参数不同。为达到可靠的焊接效果，应按照管材管件生产厂家推荐的与该厂产品相匹配的焊机进行连接/>2.3管道连接PE管道系统施工连接技术的优劣，直接关系到燃气管网系统的运行效果和使用寿命。有必要了解和掌握PE管道连接的各种形式，以充分发挥PE管道系统的先进性、经济性和安全性>同时，为了使连接接头坚固耐用、安全经济，在遵循国家有关工程技术施工规程的同时，也要求必须正确地选择

15、和使用产品和设备>(1)PE管道各种连接方式的优缺点比较>全面考虑以上几种连接方式，以电热熔连接最为牢固可靠，受人为因素影响最小。从燃气管道的经济性和安全性等方面比较，根据我国国内企业经济状况和燃气工程实际运用情况，建议：对于较小口径D90以下采用电热熔连接，而较大口径的则采用对接热熔连接>钢塑过渡接头连接>在PE管道系统中，当PE管道与金属管道系统连接时，就需使用钢塑过渡接头连接，但应选择适合的（2）聚乙烯管道的连接聚乙烯管道的连接时，应严格按照机具的操作说明书进行。下面以亚大塑料制品有限公司生产的PFSA（电熔焊机）和 PBF160A（对接焊机）为例简要介绍其操作要

16、领及技术要求>A、电熔焊的操作：焊接过程及注意事项：接好电源，输人电压220V交流市电，必须有接地保护，严禁接38OV三相动力电压>刮去管材需焊接区域外表面的氧化层，去除碎屑，用记号笔作好标记>将刮好的管材插入管件内作好标记处，确保接缝在该管件冷料段，固定好欲焊组合件；应在焊接当前需用管件时再从包装中取出该管件，保持清洁与干燥>打开管件护帽，接好焊机导线，当电源离焊机较远时，如超过100m将可能产生欠压报警现象，应加粗电源线或配接发电机，而且当管件规格在200mm及其以下的必须用功率不低于5KW的本田发电机，大于200mm的应配备更大功率的本田发电机。焊接操作，应严格按

17、照焊机说明书的具体步骤进行作业在焊接过程中避免周围磁场的干扰，焊机上盖应敞开，避免雨淋；焊机搬动过程中避免导线与光笔输出线的拉拽以及焊机的倒置和碰撞；重新接线时，不可用焊机检测电源的通断。电热熔鞍型焊接时，应把管材熔接处的表皮去除，专用夹具调节固定好组台件，使两连接面完全接台，在焊接完毕且冷却后，卸下管帽，用专用钻孔工具在管材上钻好孔后确保钻刀复位再复装管帽，拆卸夹具。焊接完毕后，检查观察孔内物料是否顶起，焊缝处是否有物料挤出。合格的焊日应是在电熔焊工程中，无冒（着火），过早停机等现象，电熔件的观察孔有物料顶出。B、对接焊操作焊接过程及注意事项将焊机各部件的电源接通必须使用220V 50HZ的

18、交流电，电压变化在土10以内，电源应有接地保护；同时，还应保证加热板表面的清洁、没有划伤。将泵站与机架用液压导线接通连接前应检查并清理接头处的污物，以免污物进入液压系统，进而损坏液压器件；液压导线接好后，应锁定接头部分，以防止高压工作时接头被打开的危险。按焊机的焊接工艺参数设置吸热时间与冷却时间。将待焊管材（管件）夹紧，固定在机架上焊接大日径管时，最好能用废弃的管节（PE）或专用支架垫平，以保护管子和减小焊接过程中的摩擦力；焊接两端面的间距既要满足安装铣刀的要求，又要满足闭合夹具时待焊接的两端面能充分接触，且液压缸未达到最大行程。将机架打开，放入铣刀，旋转锁紧旋钮，将铣刀固定在机架上。启动泵站

19、时，应在方向控制手柄处于中位时进行，严禁在高压下启动。启动铣刀，闭合夹具，对管于（管件）的端面进行铣削。当形成连续的切屑时，打开夹具，关闭铣刀；此过程一定要按照先降压，再打开夹具，最后关闭铣刀的顺序进行。取下铣刀，闭合夹具，检查管子两端的间隙（间隙量不得大于0.3 mm）。从机架上取下铣刀时，应避免铣刀与端面的碰撞，如已发生需重新铣削；铣削好的端面不要手摸或被油污等污染。检查管干的同轴度（其最大错边量为管壁厚的10）；当两端面的间隙与错边量不能满足要求时，应对待焊件重新夹持、铣削，合格后方可进行下一步操作。检查加热板的温度是否适宜（210±10），加热板的红指示灯应为亮或闪烁，从加热

20、板上的红指示灯第一次亮起后，最好再等10分钟使用，以使整个加热板的温度均匀。测试系统的拖动压力P0，并记录；每个焊日的托动压力都需测定；当拖动压力过大时，可采用垫短管等方法解决。将温度适宜的加热板置于机架上，闭合夹具，并设定系统的压力PlP1=P0接缝压力（见焊接工艺参数表）待管子（管件）问的凸起均匀，且高度达到要求（见焊接工艺参数表）时，将压力降为P2（近似为拖动压力），同时按下吸热时间按钮，开始记录吸热时间；P2=P0吸热压力（吸热压力几乎为零）到达吸热时间后，迅速打开夹具，取下加热板取加热板时，应避免与熔融的端面发生碰撞，若已发生，应在已熔化的端面彻底冷却后，重新开始整个焊接过程。迅速闭

21、合夹具，并在规定的时间内，匀速地将压力调节到P3，同时按下冷却时问按钮，记录冷却时间；P3=P0冷却压力夹具闭合后升压时，应均匀升压，不能太快或太慢，应在规定的时问内完成，以免形成假焊、虚焊；此过程保压自然冷却过程。到达冷却时问后，再按一次冷却时间按钮，将压力降为零，打开夹具，取下焊好的管子（管件）。卸管前一定要将系统压力降为零；若需移动焊机，应拆下液压导线，并及时做好头处的防尘工作。合格的焊日应有两翻边，焊道翻卷到管外圆周上，两翻边的形状、大小均匀一致，无气孔、鼓泡和裂纹，两翻边之间的缝隙的根部不低于所焊管子的表面。（3）钢塑转换连接A、对于小日径的聚乙烯管（D63），一般采用一体式钢塑转换

22、接（通称钢塑转换接头）；B、对于大日径的聚乙烯管（D63），一般采用钢塑法兰组件进行转换连接。2.4 管道敷设将聚乙烯管直接埋设在土壤中，除应遵守一般管线埋地敷设的基本要求外，还应遵循聚乙烯管敷设的特殊要求。（1）保证设计的埋深及与其它管线的间距。（2）蛇行敷设由于聚乙烯管的线膨胀系数比金属管高十余倍，所以对温度变化较敏感，因此，可根据PE管的柔性，蜿蜒敷设和随地形弯曲敷设，但弯曲半径应满足要求。聚乙烯燃气管道敷设时，管道允许弯曲半径应符合下列规定：A、管段上无承插接头时，应满足下表的规定：B、管段上有承插接头时，不应小于125D。（3）警示带为保护管线在日后运行，不受人为的意外损坏，应在管线

23、的上方，距管顶不小于300mm处敷设一条警示带，该警示带应与管线一样，具有不低于五十年的寿命。警示带上应标出醒目的提示字样，例如：危险！下有燃气管道危险！XX公司抢修电话XXX。事实上，在管网运行后，只有警示带是不够的。各个公司都还要对管网进行日常的维护、管理。由于PE管是电不良导体，用传统的管线定位方式不能找到，还需有科学的定位方式，目前用地面雷达是可以的，但造价太高，亚大已生产出一种带有金属铝箔的警示带（踪迹带），可用现行的方法实现塑料管道的定位。（4）特殊地段的施工特殊地段系指穿越铁路、河流、桥梁和重要道路等地段。在特殊地段敷设时应注意以下几点：在这些地段敷设PE管道首先要征得有关管理部门的同意。由于聚乙烯管道相对钢管而言较易遭受人为破坏，原则上在这些地段不宜使用聚乙烯管材。若一定要使用聚乙烯管材时，则应增加套管或采取其它防护措施。地质上的断裂带、明显存在非均匀性沉降的地段、管基处理耗资巨大等地段也应视为特殊地段。由于聚乙烯管的断裂伸长率是钢管的 1530倍，因此在这些地段之中，低压燃气管或 0.1MPa以下的供水管，采用聚乙烯管材具有特殊意义，对该处管线只要注意观察地面不均匀沉降情况即可。一般的沉降不会产生断裂酿成事故（日本圾神大地震未造成聚乙烯管断裂即是证明）。当沉降达到一定程度后，可进行有计划的更换，既保证