浅谈PE燃气管道安装工程质量控制.docx

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浅谈PE燃气管道安装工程质量控制

高级技师管道工论文

浅谈PE燃气管道安装工程质量控制

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职业：

管道工

工作单位：

云南省第二安装工程公司

二零一二年八月

一、PE燃气管道的优越性----------------------------------------------------1

二、PE燃气管道质量控制----------------------------------------------------2

1、管沟施工质量控制---------------------------------------------------2

2、PE管材、管件之间的连接质量控制-------------------------------2

2.1热熔连接质量控制--------------------------------------------------2～7

2.2电熔连接质量控制--------------------------------------------------7～8

2.3热熔连接过程中易出现的操作缺陷及预防措施----------8～9

3、土方回填-------------------------------------------------------------9

4、PE燃气管道吹扫及试验---------------------------------------9～10

三、结束语-------------------------------------------------------------------10

参考文献-------------------------------------------------------------------10

浅谈PE燃气管道安装工程质量控制

云南省第二安装工程公司张琼宝

摘　要：

介绍了PE燃气管的优越性及在工程中的应用,阐述了PE燃气管方法及工艺的参数控制,提出了施工中易出现的质量缺陷,为进一步扩大应用提供了参考。

关键词：

PE燃气管质量控制

前言

PE燃气管道是以高密度或中密度的聚乙烯原料生产的管道,是城市燃气管材的新产品，已成为管道领域以塑代钢的首选管材,它克服了钢管易锈蚀、结垢、滋生细菌、寿命短的缺点。

实践证明以PE为原材料的管材,质量可靠、运行安全、维护方便、费用经济、特别是PE燃气热熔工艺更适合管道的直埋、暗埋,有效地解决了接头渗漏的难题。

现就PE燃气管在施工应用方面的有关环节进行分析和探讨。

一、PE燃气管道的优越性

（1）良好的柔韧性，冲击强度比金属管高，断裂伸长率较高，即使将管材弯曲变形后也不易破裂。

加工的管材外径大于63mm时，定尺长度一般为3、6、9m；外径小于63mm时可盘管成卷，定尺长度为50、100、150m，从而使管网中接头数量减少。

PE管的柔韧性也使它适合于任何地形，当发生地震或地段不均匀沉降时不破裂，实用证明PE管具有抗震性能，并且可蛇行敷设，易于绕过障碍物，进一步减少接头数量。

（2）良好的耐腐蚀性，可耐多种化学介质的侵蚀，无电化学腐蚀。

因此，PE管埋地敷设不需要做防腐和阴极保护。

埋地管道在-20-40℃范围内可安全使用50年以上，使用寿命比钢管长2倍以上。

　　（3）独特的电熔焊接、热熔对接技术保证管道密封可靠，维修少、甚至不需维修。

PE管有较好的气密性，气体渗透率低。

其断裂伸长率为钢管的15-30倍，严密性优于钢管。

　　（4）管内壁平滑，摩擦系数极低，可提高介质流速，增大流量，输气能力强，较之相同的金属管能输送更多的燃气，节省动力消耗，且具有良好的耐磨性能。

　　（5）加工成型方便，安装简单，成本低，节省资金，比金属管可减少工程投资1／3左右（直径200mm以上的管道成本略高些）。

　　（6）材质轻，密度仅为钢管的1/8，易搬运，运输便利；焊接工艺简单；土方量少，施工速度快捷。

　　（7）卫生性能良好，材质无毒，不结垢，不滋生细菌。

二、PE燃气管道质量控制

燃气管道输送介质是一种易燃、易爆的气体。

在施工过程中，每条管道都要严格把关，按照作业程序有步骤、有计划地安装，才能确保工程安装质量达到压力管道安装验收标准。

1、管沟施工质量控制

管沟开挖必须按设计图纸放线，并按设计标高开挖，沟要尽可能直，沟底要平，转弯处的弯曲半径应符合相应规范的规定。

根据不同土质、深度、开挖方式及新土堆放形式，分别确定沟槽边坡度是否需要支撑、排水等措施。

要求最终形成的勘探沟槽底部应平整密实。

若沟底遇有废旧构筑物硬石、木头和垃圾等杂物时，必须清除；然后敷一层厚度大于0.15m的沙土或素土，并整平夯实。

对非均匀湿润性黄土地区、软弱管基及特殊性腐蚀土壤，应按设计要求处理。

2、PE管材、管件之间的连接质量控制

2.1热熔连接质量控制

熔接步骤

⑴将焊机各部件的电源接通。

必须使用220V、50Hz的交流电，电压变化在±10％以内，电源应有接地线；同时应保证加热板表面清洁、没有划伤。

（2）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。

（3）将待焊管材（管件）夹紧，固定在机架上，熔接大口径管时，最好能用废弃的管节或专用支架垫平，以保护管子和减小熔接过程中的摩擦力。

熔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熔接的两端面能充分接触，且液压缸未达到最大行程。

（4）将机架打开，放入铣刀，旋转锁紧旋钮，将铣刀固定在机架上。

起动泵站时，应在方向控制手柄处于中位时进行，严禁在高压下启动。

（5）启动铣刀，闭合夹具，对管子（骨件）的端面进行切削。

（6）当形成连续的切屑时，降压，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。

（7）取下铣刀，闭合夹具，检查管子两端的间隙（间隙量不得大于0.3mm）。

从机架上取下铣刀时，应避免铣刀与端面碰撞，如已发生需重新铣削；铣削好的端面不要用手摸或被油污等污染。

（8）检查管子的同心度（其最大错边量为管壁厚的10％）。

：

与两端面的间隙与错边量不能满足要求时，应对待焊件重新固定、铣削，合格后方可进行下—步操作.

（9）检查加热板的温度是否适宜（210℃±10℃），加热板的红指示灯应表现为亮或闪烁：

从加热板上的红指示灯第一次亮起后,最好再等10min使用、以使整个加热板的温度均匀.

（10）测试系统的拖动压力P0并记录.每个焊口的拖动压力都需测定；当拖动压力过大时，可采用垫短管等方法解决。

（11）将温度适宜的加热板置于机架上，闭合夹具，并设定系统压力Pl。

P1=P0+接缝压力（1.1）

（12）待管子（管件）间的凸起均匀，且高度达到要求时，将压力降至P2近似拖动压力，同时按下吸热计时按钮，开始记录吸热时间。

P2＝P0+吸热压力（吸热压力几乎为零）（1.2）

（13）到达吸热时间后，迅速打开夹具，取下加热板。

取加热板时，应壁免与熔合的端面发生碰撞；若已发生，应在已熔化的端面彻底冷却后，重新开始整个熔接过程。

（14）迅速闭合夹具，并在规定的时间内，匀速地将压力调节到P3，同时按下记时器，记录冷却时间。

P3=P0+冷却压力（1.3）

夹具闭合后升压时应均匀升压，不能太快，或太慢，应在规定的时间内完成．以免形成假焊、虚焊。

此压力要保持到焊口完全冷却。

（15）达到冷却时间后，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，并及时做好接头处的防尘工作。

图2.1.1表示了熔接过程压力变化的规律。

图2.1熔接过程压力变化示意图

图示为管道连接加热时

2.1.2．热熔对接接口的质量检查

为保证对接接口的质量，熔接完毕后，应对接口的质量进行检查。

到目前为止，尚没有一种方便、可靠的非破坏性检测手段用于实际工程的接口检验、在大多数情况下，要凭借焊环时形成的焊环判断接口质量。

因此，凭借焊环判断接口质量几乎成为检查接口质量最主要的方法，是操作与质检人员必须具备的技能之一：

焊环检验接口质量主要从以下几方面考虑：

（1）焊环的几何形状

热熔熔接接口应具有沿管材整个外圆周平滑对称的焊环（也称翻边），焊环应具有一定的对称性和对正性。

在标准条件下评价接口试验的结果时，应确定不对称性和不对正性的可接受水平。

工艺条件和材料的不同会引起熔接环的形状发生变化。

实践表明，燃气聚乙烯按照下列几何尺寸控制成环的大小，一般可以保证接口的质量（图5.3）。

环的宽度B=0.35～0.45s

环的高度H=0.2～0.25s

环缝高度h=0.1～0.2s

对上述系数的选取应遵循“小管径，选较大值；大管径，选较小值”的原则。

如de63以下的管子焊环的宽度可以选成0.45s，而de250管子焊环的宽度则应选0.35s。

图2.2所示为合格焊口的图形。

图2.3为一些不合格焊口的图形。

这几种情形的焊环都是施工不正确造成的，实际施工中应去掉重做。

图2.2所示为合格焊口示意图

下图2.3所示不正确焊口的图形进行原因分析。

图2.3为一些不合格焊口示意图

图2.3a：

焊接尖端没同管壁接触，焊环高度过低；是由于对接力不足或加热温度过低造成的。

图2.3b：

两环高度过大；是由对接压力过大引起的，这种接口潜在危害很大。

图2.3c：

两环宽度差距过大；可能由于两段管材材料牌号不同造成的。

图2.3d：

两环轴线不在同一条直线上，主要原因是装卡管材时未能很好地保证同心或同轴度，另外管材外径的偏差也能造成上述情况。

装卡管材外径的偏差不超过壁厚的5％即可。

图2.3e：

环不均匀，对接端面铣削不平或对接卡装夹轴向间隙过大

（2）翻边宽度

对于现场的质量控制，可以通过测量翻边宽度进行，用翻边卡尺测量，测量方法如图2.4所示。

2.4翻边测量示意图

（3）翻边检验

1）切除翻边

使用合适的工具，在不损害管材的情况下切除外部的熔接翻边，然后进行翻边检验。

2）翻边检验

在翻边的下侧进行目视观察，发现有杂质、小孔、偏移或损坏时，应拒收该接头。

翻边应是实心和圆滑的，根部较宽，如图2.5所示。

根部较窄且有卷曲现象的中空翻边可能是由于压力过大或没有吸热造成的。

图2.5翻边根部

1、正确的翻边根部2、拒收的翻边根部3、窄的根部4、卷曲

3）翻边背弯试验

将翻边每隔5厘米进行后背弯试验，检查有无裂缝缺陷。

裂缝缺陷表明在熔接界面处有微细的灰尘杂质，这可能是由于接触脏的加热板造成的，如图2.6所示。

图2.6背弯试验

2.2电熔连接的质量控制

电熔连接利用自动焊机，根据管件的条形码参数，自动调整时间来完成焊接。

只有按照以下方法连接，才能保证焊接质量

2.2.1操作步骤

①接好电源，设备必须有接地保护。

②刮去管材需熔接区域外表面的氧化层，去除碎屑，用记号笔做好标记（插入深度）。

③将刮好的管材插入待焊管件至做好标记处，确保接缝在该管件冷料段。

固定好待焊组合件，管件应在使用时才拆开包装，以保持其清洁干燥。

④打开管件护帽，接焊机输出导线。

⑤熔接操作应严格按照焊机说明书的具体步骤进行作业；在熔接过程中要避免周围电磁场的干扰，焊机要避免雨淋、倒置的碰撞；焊机搬运过程中避免拉拽导线。

重新接线时，不可用焊机检测电源的通断。

⑥熔接鞍型管件时，应用洁净布擦净连接面上污物，并应把管材熔接处表皮刮去，使用专用夹具调节固定好管材、管件，使两连接面完全接合，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装管帽，拆卸夹具。

⑦熔接完毕后，检查观察孔内物料是否顶起，焊缝处是否有物料挤出。

⑧合格的焊口应是在电熔焊过程中无冒烟（过熔）、过早停机等现象，电熔件的观察孔有物料顶出。

⑨电熔连接冷却期间，不得移动连接件或在连接件上施加任何外力。

2.2.2电熔管件件价格较高，增大了工程成本，根据国家相关规范要求，厚壁管（SDR11）在管径de≥90时、薄壁管在管径（SDR17.6）de≥110时；除特殊部位采用电熔连接方式应尽量采用热熔对接连接方式，这样可以节省工程材料成本，降低工程造价。

2.2.3在寒冷气候（—5℃以下）和大风环境下进行操作时，应采取保护措施或

调整连接工艺。

2.3.热熔连接过程中易出现的操作缺陷及预防措施

　　熔接强度的确定要考虑材料的性质和接头的质量,一般控制熔接温度为230℃±10℃,温度的上限受制于材料结构的变化和焊缝形状的优劣。

温度过高,会出现卷边尺寸增大,聚合物熔体对工具的粘附。

聚合物的热氧化会析出挥发性产物（一氧化碳、不饱和烃等）,使接头强度降低。

　　热熔连接过程中易出现的质量缺陷及预防措施如下：

　　a.接头处或接头附近的管材上出现裂缝:

由于设定的温度过高，产生管材表面碳化，相互熔接的两端材料熔体流动的速率不同。

　　b.熔缝出现缺口：

熔接压力不足，吸热时间或冷却时间过短，管口切削不平行。

　　c.管端错位：

由于机具夹具不同轴，管段没有架设水平，操作误差大。

　　d.卷边不规范：

过窄是熔接压力过大，过宽是吸热时间不正确。

　　e.熔接不充分产生假焊：

连接的管端面有污染，转换时间过长，热板温度过低。

　　f.角度变形：

由熔接机和管材安装不当产生管端受力不均。

　　g.连接面出现孔洞砂眼：

焊接压力不足，冷却时间不足。

　　h.外来杂质引起的空隙:

加热板处理的不干净或加热板上有水溶剂的存在。

三.土方回填

1）．聚乙烯管敷设下沟后应立即用细土或砂覆盖管道，厚度不小于30cm，以保证聚乙烯管不受外力损伤。

2）．沟槽回填，应先填实管底，再投填管道两侧。

然后，回填至管顶以上0.5m处。

如沟内有积水，必须全部排尽后，再行回填。

3）．沟槽的支撑应在保证施工安全的情况下，按回填进度依次拆除，拆除竖板桩后，应以砂土填实缝隙。

4）．管道两侧及管顶以上0.5m内的回填土，不得含有碎石，砖块，垃圾等杂物，不得用冻土回填。

5）．回填土应分层夯实，每层以20cm为宜，管顶0.5m以上可用机械夯，沟槽各部位的密实度应符合下列要求：

（1）胸腔填土（Ⅰ）95％。

（2）管顶以上0.5m范围内（Ⅱ）85％。

（3）管顶0.5m以上至地面（Ⅲ）。

——在城区范围内95％；

——耕地90％。

图3.1为回填土横截面示意图。

图3.1回填土横截面示意图

6）．在管道安装与铺设完毕后应尽快回填。

由于PE管道热膨胀系数大，建议回填时间选择在—昼夜中气温最低的时刻。

　　4、PE燃气管道吹扫及试验

1）．管道的吹扫

聚乙烯燃气管道系统安装完毕，在外观检查合格后，应对全系统进行分段吹。

尽管施工中要求保证管道内清洁无异物，在管道试验前仍应进行清扫，清扫介质宜用压缩空气。

聚乙烯管道吹扫时会产生静电，这种静电的积聚会产生很高的电压，会对人体造成伤害，所以吹扫时应采取如下措施：

（1）吹扫要用长度不小于4m的钢管，且钢管上应设置吹扫阀；

（2）吹扫口的钢管一定要很好接地，其接地电阻应不大于10n，以便将静电导入地下；

（3）当用燃气吹扫时，必须先缓慢地用燃气将管道内的空气置换完成后，才能用高速气流进行吹扫：

2）．强度试验与气密性试验

吹扫合格后，方可进行强度试验和气密性试验。

在强度试验时，使用洗涤剂或肥皂液检查接头是否漏气：

在检验完毕后，及时用水冲去检漏的洗涤剂或肥皂液。

吹扫与试验介质宜用压箱空气，其温度不宜超过40℃。

压缩机出口端应安装分离器和过滤器，防止有害物质进入聚乙烯燃气管道。

聚乙烯燃气管道的强度试验压力应为管道设计压力的1.5倍，中压管道最低不得小于0.30MPa；低压管道最低不得小于0.05MPa。

聚乙烯管道进行强度试验时，应缓慢升压，达到试验压力后，应稳压1h，以不降压为合格。

四、结束语

PE燃气管道施工是保证质量的前提，科学、合理的施工是保证工程质量的必要条件，因此应按照作业程序安装，才能保证安装质量，达到验收标准。

参考文献：

[1]周国富、李茂东燃气用聚乙烯管道焊工基本知识与操作技能[M]广州：

华南理工大学出版社，2009

[2]中华人民共和国建设部。

CJJ63—2008.聚乙烯燃气管道工程技术规程。

[M]。

北京：

中国建筑工业出版社2008

[3]中华人民共和国建设部。

GB502008—2006.城镇燃气设计规范。

[M]。

北京：

中国建筑工业出版社2008

[4中华人民共和国建设部。

CJJ33—2005.城镇燃气输配工程施工及验收规范。

[M]。

北京：

中国建筑工业出版社2005