高級技師管道工論文淺談PE燃氣管道安裝工程質量控制姓 名： 張瓊寶職 業： 管道工工作單位：云南省第二安裝工程公司二零一二年八月目 錄 一、PE燃氣管道的優越性 -1二、PE燃氣管道質量控制 -21、管溝施工質量控制-22、PE管材、管件之間的連接質量控制 -22.1熱熔連接質量控制-272.2電熔連接質量控制-782.3熱熔連接過程中易出現的操作缺陷及預防措施 -893、土方回填 -94、PE燃氣管道吹掃及試驗-910三、結束語 -10參考文獻 -10淺談PE燃氣管道安裝工程質量控制云南省第二安裝工程公司 張瓊寶摘要：介紹了PE燃氣管的優越性及在工程中的應用,闡述了PE燃氣管方法及工藝的參數控制,提出了施工中易出現的質量缺陷,為進一步擴大應用提供了參考。 關鍵詞：PE燃氣管 質量控制前 言PE燃氣管道是以高密度或中密度的聚乙烯原料生產的管道,是城市燃氣管材的新產品，已成為管道領域以塑代鋼的首選管材,它克服了鋼管易銹蝕、結垢、滋生細菌、壽命短的缺點。實踐證明以PE為原材料的管材,質量可靠、運行安全、維護方便、費用經濟、特別是PE燃氣熱熔工藝更適合管道的直埋、暗埋,有效地解決了接頭滲漏的難題。現就PE燃氣管在施工應用方面的有關環節進行分析和探討。 一、PE燃氣管道的優越性 （1）良好的柔韌性，沖擊強度比金屬管高，斷裂伸長率較高，即使將管材彎曲變形后也不易破裂。加工的管材外徑大于63mm時，定尺長度一般為3、6、9m；外徑小于63mm時可盤管成卷，定尺長度為50、100、150m，從而使管網中接頭數量減少。PE管的柔韌性也使它適合于任何地形，當發生地震或地段不均勻沉降時不破裂，實用證明PE管具有抗震性能，并且可蛇行敷設，易于繞過障礙物，進一步減少接頭數量。（2）良好的耐腐蝕性，可耐多種化學介質的侵蝕，無電化學腐蝕。因此，PE管埋地敷設不需要做防腐和陰極保護。埋地管道在-20-40范圍內可安全使用50年以上，使用壽命比鋼管長2倍以上。（3）獨特的電熔焊接、熱熔對接技術保證管道密封可靠，維修少、甚至不需維修。PE管有較好的氣密性，氣體滲透率低。其斷裂伸長率為鋼管的15-30倍，嚴密性優于鋼管。（4）管內壁平滑，摩擦系數極低，可提高介質流速，增大流量，輸氣能力強，較之相同的金屬管能輸送更多的燃氣，節省動力消耗，且具有良好的耐磨性能。（5）加工成型方便，安裝簡單，成本低，節省資金，比金屬管可減少工程投資13左右(直徑200mm以上的管道成本略高些)。（6）材質輕，密度僅為鋼管的1/8，易搬運，運輸便利；焊接工藝簡單；土方量少，施工速度快捷。（7）衛生性能良好，材質無毒，不結垢，不滋生細菌。二、PE燃氣管道質量控制燃氣管道輸送介質是一種易燃、易爆的氣體。在施工過程中，每條管道都要嚴格把關，按照作業程序有步驟、有計劃地安裝，才能確保工程安裝質量達到壓力管道安裝驗收標準。1、管溝施工質量控制管溝開挖必須按設計圖紙放線，并按設計標高開挖，溝要盡可能直，溝底要平，轉彎處的彎曲半徑應符合相應規范的規定。根據不同土質、深度、開挖方式及新土堆放形式，分別確定溝槽邊坡度是否需要支撐、排水等措施。要求最終形成的勘探溝槽底部應平整密實。若溝底遇有廢舊構筑物硬石、木頭和垃圾等雜物時，必須清除；然后敷一層厚度大于0.15 m的沙土或素土，并整平夯實。對非均勻濕潤性黃土地區、軟弱管基及特殊性腐蝕土壤，應按設計要求處理。2、 PE管材、管件之間的連接質量控制 2.1熱熔連接質量控制熔接步驟將焊機各部件的電源接通。必須使用220V、50Hz的交流電，電壓變化在10以內，電源應有接地線；同時應保證加熱板表面清潔、沒有劃傷。(2)將泵站與機架用液壓導線接通。連接前應檢查并清理接頭處的污物，以免污物進入液壓系統，進而損壞液壓器件；液壓導線接好后，應鎖定接頭部分，以防止高壓工作時接頭被打開的危險。(3)將待焊管材(管件)夾緊，固定在機架上，熔接大口徑管時，最好能用廢棄的管節或專用支架墊平，以保護管子和減小熔接過程中的摩擦力。 熔接兩端面的間距既要滿足安裝銑刀的要求，又要滿足閉合夾具時待熔接的兩端面能充分接觸，且液壓缸未達到最大行程。 (4)將機架打開，放入銑刀，旋轉鎖緊旋鈕，將銑刀固定在機架上。起動泵站時，應在方向控制手柄處于中位時進行，嚴禁在高壓下啟動。(5)啟動銑刀，閉合夾具，對管子(骨件)的端面進行切削。 (6)當形成連續的切屑時，降壓，打開夾具，關閉銑刀，此過程一定要按照先降壓，再打開夾具，最后關閉銑刀的順序進行。 (7)取下銑刀，閉合夾具，檢查管子兩端的間隙(間隙量不得大于0.3 mm)。從機架上取下銑刀時，應避免銑刀與端面碰撞，如已發生需重新銑削；銑削好的端面不要用手摸或被油污等污染。(8)檢查管子的同心度(其最大錯邊量為管壁厚的10)。：與兩端面的間隙與錯邊量不能滿足要求時，應對待焊件重新固定、銑削，合格后方可進行下步操作.(9)檢查加熱板的溫度是否適宜(21010)，加熱板的紅指示燈應表現為亮或閃爍： 從加熱板上的紅指示燈第一次亮起后,最好再等10min使用、以使整個加熱板的溫度均勻. (10)測試系統的拖動壓力P0并記錄.每個焊口的拖動壓力都需測定；當拖動壓力過大時，可采用墊短管等方法解決。(11)將溫度適宜的加熱板置于機架上，閉合夾具，并設定系統壓力Pl。 P1=P0+接縫壓力 (1.1)(12)待管子(管件)間的凸起均勻，且高度達到要求時，將壓力降至P2近似拖動壓力，同時按下吸熱計時按鈕，開始記錄吸熱時間。 P2P0+吸熱壓力(吸熱壓力幾乎為零) (1.2)(13)到達吸熱時間后，迅速打開夾具，取下加熱板。取加熱板時，應壁免與熔合的端面發生碰撞；若已發生，應在已熔化的端面徹底冷卻后，重新開始整個熔接過程。 (14)迅速閉合夾具，并在規定的時間內，勻速地將壓力調節到P3，同時按下記時器，記錄冷卻時間。 P3=P0+冷卻壓力 (1.3) 夾具閉合后升壓時應均勻升壓，不能太快，或太慢，應在規定的時間內完成以免形成假焊、虛焊。此壓力要保持到焊口完全冷卻。 (15)達到冷卻時間后，將壓力降為零，打開夾具，取下焊好的管子(管件)。 卸管前一定要將系統壓力降為零；若需移動焊機，應拆下液壓導線，并及時做好接頭處的防塵工作。圖2.1.1表示了熔接過程壓力變化的規律。 圖2.1 熔接過程壓力變化示意圖 圖示為管道連接加熱時2.1.2熱熔對接接口的質量檢查 為保證對接接口的質量，熔接完畢后，應對接口的質量進行檢查。到目前為止，尚沒有一種方便、可靠的非破壞性檢測手段用于實際工程的接口檢驗、在大多數情況下，要憑借焊環時形成的焊環判斷接口質量。因此，憑借焊環判斷接口質量幾乎成為檢查接口質量最主要的方法，是操作與質檢人員必須具備的技能之一：焊環檢驗接口質量主要從以下幾方面考慮： (1)焊環的幾何形狀熱熔熔接接口應具有沿管材整個外圓周平滑對稱的焊環(也稱翻邊)，焊環應具有一定的對稱性和對正性。在標準條件下評價接口試驗的結果時，應確定不對稱性和不對正性的可接受水平。工藝條件和材料的不同會引起熔接環的形狀發生變化。實踐表明，燃氣聚乙烯按照下列幾何尺寸控制成環的大小，一般可以保證接口的質量（圖5.3）。 環的寬度 B=0.350.45s 環的高度 H=0.20.25s 環縫高度 h=0.10.2s對上述系數的選取應遵循“小管徑，選較大值；大管徑，選較小值”的原則。如de63以下的管子焊環的寬度可以選成0.45s，而de250管子焊環的寬度則應選0.35s。圖2.2所示為合格焊口的圖形。圖2.3為一些不合格焊口的圖形。這幾種情形的焊環都是施工不正確造成的，實際施工中應去掉重做。圖2.2所示為合格焊口示意圖下圖2.3所示不正確焊口的圖形進行原因分析。 圖2.3為一些不合格焊口示意圖 圖2.3a：焊接尖端沒同管壁接觸，焊環高度過低；是由于對接力不足或加熱溫度過低造成的。圖2.3b：兩環高度過大；是由對接壓力過大引起的，這種接口潛在危害很大。圖2.3c：兩環寬度差距過大；可能由于兩段管材材料牌號不同造成的。 圖2.3d：兩環軸線不在同一條直線上，主要原因是裝卡管材時未能很好地保證同心或同軸度，另外管材外徑的偏差也能造成上述情況。裝卡管材外徑的偏差不超過壁厚的5即可。圖2.3e：環不均勻，對接端面銑削不平或對接卡裝夾軸向間隙過大 (2)翻邊寬度對于現場的質量控制，可以通過測量翻邊寬度進行，用翻邊卡尺測量，測量方法如圖2.4所示。2.4 翻邊測量示意圖(3)翻邊檢驗 1)切除翻邊 使用合適的工具，在不損害管材的情況下切除外部的熔接翻邊，然后進行翻邊檢驗。 2)翻邊檢驗 在翻邊的下側進行目視觀察，發現有雜質、小孔、偏移或損壞時，應拒收該接頭。翻邊應是實心和圓滑的，根部較寬，如圖2.5所示。根部較窄且有卷曲現象的中空翻邊可能是由于壓力過大或沒有吸熱造成的。圖2.5翻邊根部1、正確的翻邊根部 2、拒收的翻邊根部 3、窄的根部 4、卷曲 3)翻邊背彎試驗將翻邊每隔5厘米進行后背彎試驗，檢查有無裂縫缺陷。裂縫缺陷表明在熔接界面處有微細的灰塵雜質，這可能是由于接觸臟的加熱板造成的，如圖2.6所示。圖2.6 背彎試驗2.2電熔連接的質量控制電熔連接利用自動焊機，根據管件的條形碼參數，自動調整時間來完成焊接。只有按照以下方法連接，才能保證焊接質量2.2.1操作步驟接好電源，設備必須有接地保護。刮去管材需熔接區域外表面的氧化層，去除碎屑，用記號筆做好標記（插入深度）。將刮好的管材插入待焊管件至做好標記處，確保接縫在該管件冷料段。固定好待焊組合件，管件應在使用時才拆開包裝，以保持其清潔干燥。打開管件護帽，接焊機輸出導線。熔接操作應嚴格按照焊機說明書的具體步驟進行作業；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線。重新接線時，不可用焊機檢測電源的通斷。熔接鞍型管件時，應用潔凈布擦凈連接面上污物，并應把管材熔接處表皮刮去，使用專用夾具調節固定好管材、管件，使兩連接面完全接合，卸下管帽，用專用鉆孔工具，在管材上鉆好孔后確保鉆刀復位再裝管帽，拆卸夾具。熔接完畢后，檢查觀察孔內物料是否頂起，焊縫處是否有物料擠出。合格的焊口應是在電熔焊過程中無冒煙（過熔）、過早停機等現象，電熔件的觀察孔有物料頂出。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。2.2.2電熔管件件價格較高，增大了工程成本，根據國家相關規范要求，厚壁管（SDR11）在管徑de90時、薄壁管在管徑（SDR17.6）de110時；除特殊部位采用電熔連接方式應盡量采用熱熔對接連接方式，這樣可以節省工程材料成本，降低工程造價。 2.2.3在寒冷氣候（5以下）和大風環境下進行操作時，應采取保護措施或調整連接工藝。2.3.熱熔連接過程中易出現的操作缺陷及預防措施 熔接強度的確定要考慮材料的性質和接頭的質量,一般控制熔接溫度為23010,溫度的上限受制于材料結構的變化和焊縫形狀的優劣。溫度過高,會出現卷邊尺寸增大,聚合物熔體對工具的粘附。聚合物的熱氧化會析出揮發性產物(一氧化碳、不飽和烴等) ,使接頭強度降低。 熱熔連接過程中易出現的質量缺陷及預防措施如下： a.接頭處或接頭附近的管材上出現裂縫:由于設定的溫度過高，產生管材表面碳化，相互熔接的兩端材料熔體流動的速率不同。 b.熔縫出現缺口：熔接壓力不足，吸熱時間或冷卻時間過短，管口切削不平行。 c.管端錯位：由于機具夾具不同軸，管段沒有架設水平，操作誤差大。 d.卷邊不規范：過窄是熔接壓力過大，過寬是吸熱時間不正確。 e.熔接不充分產生假焊：連接的管端面有污染，轉換時間過長，熱板溫度過低。 f.角度變形：由熔接機和管材安裝不當產生管端受力不均。 g.連接面出現孔洞砂眼：焊接壓力不足，冷卻時間不足。 h.外來雜質引起的空隙:加熱板處理的不干凈或加熱板上有水溶劑的存在。 三. 土方回填1)聚乙烯管敷設下溝后應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。2)溝槽回填，應先填實管底，再投填管道兩側。然后，回填至管頂以上0.5 m處。如溝內有積水，必須全部排盡后，再行回填。3)溝槽的支撐應在保證施工安全的情況下，按回填進度依次拆除，拆除豎板樁后，應以砂土填實縫隙。4)管道兩側及管頂以上0.5 m內的回填土，不得含有碎石，磚塊，垃圾等雜物，不得用凍土回填。5)回填土應分層夯實，每層以20cm為宜，管頂0.5m以上可用機械夯，溝槽各部位的密實度應符合下列要求： (1)胸腔填土()95。 (2)管頂以上0.5m范圍內()85。 (3)管頂0.5m以上至地面()。 在城區范圍內95； 耕地90。圖3.1為回填土橫截面示意圖。圖3.1 回填土橫截面示意圖 6）在管道安裝與鋪設完畢后應盡快回填。由于PE管道熱膨脹系數大，建議回填時間選擇在晝夜中氣溫最低的時刻。4、PE燃氣管道吹掃及試驗1）管道的吹掃聚乙烯燃氣管道系統安裝完畢，在外觀檢查合格后，應對全系統進行分段吹。盡管施工中要求保證管道內清潔無異物，在管道試驗前仍應進行清掃，清掃介質宜用壓縮空氣。聚乙烯管道吹掃時會產生靜電，這種靜電的積聚會產生很高的電壓，會對人體造成傷害，所以吹掃時應采取如下措施：(1)吹掃要用長度不小于4m的鋼管，且鋼管上應設置吹掃閥； (2)吹掃口的鋼管一定要很好接地